EP0781965A1 - Installation de production d'eau chaude sanitaire par chaudière à gaz et procédé de régulation de la température d'eau chaude sanitaire dans une telle installation - Google Patents

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EP0781965A1
EP0781965A1 EP96402520A EP96402520A EP0781965A1 EP 0781965 A1 EP0781965 A1 EP 0781965A1 EP 96402520 A EP96402520 A EP 96402520A EP 96402520 A EP96402520 A EP 96402520A EP 0781965 A1 EP0781965 A1 EP 0781965A1
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EP
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hot water
temperature
domestic hot
dhw
flow rate
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EP96402520A
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Philippe Pontiggia
Olivier Tastet
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Engie SA
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Gaz de France SA
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    • F23N2241/00—Applications
    • F23N2241/04—Heating water

Definitions

  • the subject of the present invention is an installation for producing domestic hot water for a gas boiler with an atmospheric burner, comprising a boiler hearth equipped with a burner supplied with gas by means of an electrically controlled modulation valve, and at least one heat exchanger between said hearth and a domestic hot water production circuit comprising a cold water inlet line and a domestic hot water drawing line.
  • the invention also relates to a process for regulating the temperature of domestic hot water in an installation for producing domestic hot water by heat exchange with a gas boiler hearth comprising an atmospheric burner whose gas supply rate is modulated from a servo system.
  • the object of the invention is to remedy the aforementioned drawbacks and to allow the outlet temperature of the domestic hot water supplied by a domestic hot water production system by gas boiler to be kept at a constant and stable value. that is the flow of water drawn, including when the variations in flow are very sudden due to the starting or stopping by a user of a device for consuming hot water.
  • a domestic hot water production installation for an atmospheric burner gas boiler comprising a boiler hearth equipped with a burner supplied with gas by means of an electrically controlled modulation valve, and at least one heat exchanger between said hearth and a domestic hot water production circuit comprising a cold water inlet line and a domestic hot water drawing line, characterized in that it further comprises a device for measuring the flow rate (Q DHW ) of drawing domestic hot water from the domestic hot water production circuit, a device for measuring the temperature (Ts) of the domestic hot water leaving the heat exchanger heat and an electrically controlled modulation valve control system, the modulation valve control system comprising a closed loop regulation module of the modulation valve from the a temperature (Ts) measured by said device for measuring temperature and a set temperature (Tc), a proportional action module for direct regulation of the modulation valve on the basis of the information (Q DHW ) supplied by the device flow rate measurement (Q DHW ), and a pulse control module of the modulation valve from the flow variations detected by the
  • the closed-loop regulation module comprises a servo circuit of the PID (Proportional-Integral-Derivative) type, the input quantity of which is constituted by the difference between the temperature (Ts) measured by said device for measuring temperature and the set temperature (Tc).
  • PID Proportional-Integral-Derivative
  • the closed loop regulation module comprises a fuzzy controller receiving as input temperature error information E corresponding to the difference between the temperature (Ts) measured by said temperature measuring device and the set temperature (Tc), as well as information corresponding to the derivative with respect to time of the temperature error information.
  • the closed-loop regulation module further includes a PI (Proportional-Integral) type servo circuit placed at the output of the fuzzy controller and receiving as input (dQ G ) flow variation gas supply to the burner.
  • PI Proportional-Integral
  • the flow rate (Q G ) of gas supply to said burner is further controlled from the difference between the actual temperature (Ts) of the domestic hot water produced and a set temperature (Tc) according to a control closed-loop PID (Proportional-Integral-Derivative) type.
  • Ts actual temperature
  • Tc set temperature
  • the flow rate (Q G ) of gas supply to said burner is further controlled, by a fuzzy command, from temperature error information E corresponding to the difference between the temperature real temperature (Ts) of the domestic hot water produced and a set temperature (Tc), and from information corresponding to the derivative with respect to time of the temperature error information E.
  • the flow rate (Q G ) of gas supply to said burner is further controlled from the output information of the fuzzy control according to a PI type control (Proportional-Integral).
  • FIG. 1 schematically shows a domestic hot water production installation comprising a gas boiler hearth 10 equipped with an atmospheric burner 12 supplied by a flow rate Q G of gas at from an electrically controlled modulation valve 20.
  • the domestic hot water production circuit comprises an inlet 11 for supplying cold water at a temperature Tef, a heat exchanger 13 between the cold water and the heat released in the hearth 10 by the flame from the burner 12 and an outlet 14 for supplying domestic hot water at an outlet temperature Ts and with a flow rate DHW .
  • the DHW flow rate of domestic hot water drawn by users varies suddenly and unpredictably depending on the number of hot water consumption devices switched on or off (shower, sink, bathtub , dishwasher,). If the quantity of heat produced in the furnace of the boiler 10 remains constant, the variations in the flow rate DHW will automatically lead to variations of the same order for the temperature Ts of the domestic hot water produced, which is unpleasant for the users. This is why the installation according to the invention is equipped with a system 100 for controlling the regulating valve 20 so as to be able to adjust in real time the gas flow rate Q G supplied to the burner 12 and thus ensure constant maintenance. or almost constant of the temperature Ts leaving the domestic hot water.
  • the installation includes a flow meter 40 placed on the domestic hot water production circuit in order to continuously measure the actual flow of hot water drawn.
  • the domestic hot water outlet temperature Ts is likewise measured by a temperature probe 30 provide, by lines 41, respectively 32, information on the values of the flow rate DHW and of the temperature Ts at control system 100 for regulating valve 20, which may include a microcontroller associated with analog-digital converters (for input information) and a digital-analog converter (for controlling valve 20).
  • a set temperature value Tc at which the outlet temperature Ts of the domestic hot water must be maintained, can be defined once and for all in the control system 100 or be provided from external information applied by a line 31 through a communication interface between the control system 100 and the users.
  • the control system 100 comprises a regulation module 104 which receives as input, via line 41, information supplied by the flow meter 40 concerning the flow rate Q DHW of water hot domestic hot water.
  • the module 104 detects significant sudden variations in the flow rate DHW which constitute jumps in flow rate of a value ⁇ Q DHW , and generates at the output, on a line 141, a control signal tending to instantly cause a peak in the flow rate of gas Q G3 to be supplied by the modulation valve 20 to the burner 12, as soon as such a flow jump ⁇ Q DHW occurs.
  • the positive coefficient k 2 is a constant whose value is determined according to the type of boiler and the nature of the combustible gas used.
  • the temperature of the cold water Tef can be between 5 ° C and 15 ° C with an average value of 10 ° C; the set temperature can be 50 ° C, the value of the heat capacity of the water Cp can be taken equal to 4180 J / kg; the lower calorific value of PCI gas for natural gas can be of the order of 10,000 and the efficiency ⁇ of the boiler and the heat exchangers (i.e. the difference between the power supplied by the boiler and the power recovered by the water) can be between 0.7 and 0.95.
  • the coefficient k 2 can thus have a value of the order of 20.
  • the value of the additional gas flow Q G3 supplied by the burner 12 should be at peak point level of the order of 2 m 3 / h.
  • control system 100 equipped with a microcontroller acts by time step and the function f (t) mentioned above, which must define a peak with a sudden growth then a slower decrease, is expressed in a sampled form.
  • k 1 can be chosen to be 0.8 and the value of the peak will be brought back to a value close to zero after 5 seconds.
  • FIGS. 2 to 4 make it possible to better visualize the role of the regulation module 104.
  • Figure 2 shows a curve 210 giving the evolution of the domestic hot water flow Q DHW as a function of time, with a first section 211 corresponding to a relatively regular Q DHW flow 1 corresponding for example to the consumption of hot water by a user taking a shower or bath.
  • a second section 212 corresponds to a flow of hot water drawn Q ECS2 increased between times t 1 and t 2 due to the withdrawal of hot water by another user or device such as a dishwasher.
  • a third section 213 after time t 2 corresponds to a return to the conditions prior to time t 1 , that is to say the stopping of additional hot water withdrawal.
  • the withdrawal of an additional flow of hot water causes a sudden jump in flow at time t 1 , in the direction of an increase and a sudden jump in flow, but in the direction of a decrease, at time t 2 .
  • FIG. 3 shows a curve 220 giving the outlet temperature Ts of the domestic hot water produced by the installation according to the invention. It can be seen that this outlet temperature Ts remains permanently equal to or very close to the setpoint temperature Tc.
  • the temperature Ts remains equal to the setpoint temperature Tc both on a section 221, prior to the instant t 1 , and during most of the section 223 between the instants t 1 and t 2 or on the section 225 after the instant t 2 .
  • a very slight residual negative point 222 or a very slight residual positive point 224 may be present in the vicinity of the instants t 1 and t 2 taking into account the reaction time of the burner 12, but these fluctuations are much less than in the case of a modulation system not comprising the impulse regulation module 104 creator of selective positive or negative gas flow peaks.
  • FIG. 3 There is thus shown in dotted lines in FIG. 3 the evolution of the outlet temperature Ts of the domestic hot water in the case where the impulse regulation module 104 is absent, but where the control system 100 comprises only one more classic 103 proportional control module.
  • a regulation module 103 receives information from the flow meter 40 and provides, at the switching valve 20, a signal controlling the evolution of the gas flow rate Q G2 supplied to the burner 12, according to a law of proportionality.
  • the two regulation modules 103 and 104 coexist and deliver, by lines 142, 141, to a summing circuit 105 of the signals controlling an evolution of the gas flow rate Q G according, on the one hand , a proportional evolution Q G2 and, on the other hand, an impulse evolution Q G3 .
  • the valve 20 is controlled by the signals from the summing circuit 105.
  • FIG. 4 shows a curve 230 giving the evolution, as a function of time, of the gas flow rate Q G applied to the burner 12 by the modulation valve 20 when the latter receives control signals from the summing circuit 105 whose inputs are connected, by lines 142 and 141, to regulation modules 103 and 104.
  • the flow rate Q G of gas is equal to the flow rate Q G2 of gas fixed by the proportional regulation module 103 as a function of the regular hot water flow rate of the section 211 of Figure 2.
  • the impulse control module 104 At time t 1 when a jump in hot water flow rate ⁇ Q DHW is detected by the impulse control module 104, it immediately comes into action and provides a gas flow peak Q G3 (reference 232) which greatly attenuates, or even eliminates, the temperature drop Ts after time t 1 .
  • the impulse regulation module 104 detects a jump in the hot water flow rate ⁇ Q DHW negative and causes a negative peak in the gas flow Q G3 which is subtracted from the previous gas flow Q G2 , then this gas flow peak Q G3 ( reference 234) returns to zero but, taking into account the downward readjustment of the gas flow rate Q G2 defined by the proportional regulation module 103, the overall value Q G of the gas flow rate supplied to the burner 12 returns to a value substantially equal to that preceding the instant t 1 (section 235).
  • a third type of regulation can be superimposed on the two preceding modes of regulation.
  • a closed loop regulation circuit 102 which generates, on an output line 143, a control signal of the closed loop gas flow which is applied to the summing circuit 105 to allow, by the through the modulation valve 20, to provide the burner 12 with a gas flow Q G1 adjusted as a function of the value of the water temperature Ts measured by the temperature probe 30.
  • a comparator 101 makes it possible to compare the value Ts of the temperature of the domestic hot water measured, applied by a line 32, to the set temperature Tc supplied by a line 31.
  • the temperature difference E constitutes the input of the closed-loop regulation module 102.
  • the closed loop regulation module 102 can include a PID (Proportional-Integral-Derivative) type servo.
  • the closed-loop regulation module 102 comprises a fuzzy controller 122 and constitutes a fuzzy control system with fuzzy control rules, membership functions and an inference table.
  • the fuzzy controller 122 receives as input temperature error information E which corresponds to the difference made by the comparator 101 between the temperature Ts measured by the temperature probe 30 and the setpoint temperature Tc.
  • the fuzzy controller 122 receives on a second input, via a differentiator circuit 121, connected to the comparator 101, information corresponding to the derivative dE / dt of the temperature error information.
  • the fuzzy controller 122 provides information relating to the variation of the gas flow rate dQ G1 which must be applied to the burner of the assembly 10, 20 for heating the domestic water.
  • FIG. 6 shows an example of an inference table which may be suitable for the fuzzy controller 122.
  • the abbreviations ZE, NG, PG respectively represent the terms zero, large negative, large positive which characterize the difference E or the derivative of the difference dE / dt previously defined as input variables of the fuzzy controller 122, as well as the output variable dQ G1 .
  • the output variable dQ G1 must be negative and large, c that is to say, the gas flow rate Q G1 applied to the burner should be significantly reduced as a result of the control of the regulating module 102.
  • the difference E is negative large and the derivative of the difference dE / dt is positive and large, the output variable dQ G1 will be zero, that is to say that there n there will be no correction to be made by the regulation loop 102.
  • the temperature difference E provided by the comparator 101 is large negative if it is between -20 ° and + 10 ° and positive large if it is between +10 ° and + 20 ° or above.
  • the input variable dE / dt provided by the differentiator 121 can be considered as negative large if it is between -2 ° / s and -1 ° / s or below, zero if it is between-1 ° / s and + 1 ° / s and positive large if it is between + 1 ° / s and + 2 ° / s or beyond.
  • the output variable dQ G1 can itself, for example, be considered to be equal to a value of -2 m 3 / h if it must be negative large, zero if it must be equal to zero, or equal to a value of + 2m 3 / h if it must be positive large.
  • Figures 7, 8 and 9 show examples of membership functions relating to the fuzzy characteristics applicable respectively to the temperature difference E, to the derivative of the temperature difference dE / dt with respect to time and to the variation dQ G1 of the gas flow.
  • the fuzzy controller 122 includes a fuzzification input stage making it possible to provide fuzzy input variables from the variables E and dE / dt by taking account of the membership functions of these input variables. A fuzzy output is then determined, in a fuzzy inference stage, from predefined control rules and fuzzy inputs from the fuzzification stage.
  • control signal for the variation of the gas flow rate dQ G1 to be applied to the burner by the valve 20.
  • the control signal can be obtained from a fuzzy output value by a method such as determining the center of gravity of the set of rules predefined whose synthesis served to constitute the associated inference table.
  • the fuzzy controller 122 At the output of the fuzzy controller 122, it is possible to have a regulation block of the PI (Proportional-lntégrale) type which makes it possible to stabilize possible oscillations of the system.
  • the control signals from the fuzzy control module 102 are applied to the summing circuit 105 which receives, in the same manner as indicated above with reference to FIG. 1, signals from the proportional regulation module 103 and from the pulse regulation module 104.

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Abstract

L'installation de production d'eau chaude sanitaire comprend un dispositif (40) de mesure du débit (QECS) de puisage d'eau chaude sanitaire dans le circuit (11,14) de production d'eau chaude sanitaire, un dispositif (30) de mesure de la température (Ts) de l'eau chaude sanitaire en sortie de l'échangeur de chaleur (13) et un système (100) de commande de la vanne de modulation (20) comprenant lui-même un module (102) de régulation en boucle fermée de la vanne de modulation (20) à partir de la température (Ts) mesurée par ledit dispositif (30) de mesure de température et d'une température de consigne (Tc), un module (103) à action proportionnelle de régulation directe de la vanne de modulation (20) à partir des informations (QECS) foumies par le dispositif (40) de mesure de débit de puisage (QECS), et un module (104) de régulation impulsionnelle de la vanne de modulation (20) à partir des variations de débit détectées par le dispositif (40) de mesure de débit, le module (104) de régulation impulsionnelle engendrant un signal créant un pic du débit d'alimentation en gaz du brûleur (12) par la vanne de modulation (20) à chaque variation brusque significative de débit de puisage d'eau chaude sanitaire (QECS) mesurée. <IMAGE>

Description

  • La présente invention a pour objet une installation de production d'eau chaude sanitaire pour chaudière à gaz à brûleur atmosphérique, comprenant un foyer de chaudière équipé d'un brûleur alimenté en gaz par l'intermédiaire d'une vanne de modulation commandée électriquement, et au moins un échangeur de chaleur entre ledit foyer et un circuit de production d'eau chaude sanitaire comportant une ligne d'arrivée d'eau froide et une ligne de puisage d'eau chaude sanitaire.
  • L'invention conceme également un procédé de régulation de la température d'eau chaude sanitaire dans une installation de production d'eau chaude sanitaire par échange de chaleur avec un foyer de chaudière à gaz comportant un brûleur atmosphérique dont le débit d'alimentation en gaz est modulé à partir d'un système d'asservissement.
  • Dans les installations connues de production d'eau chaude sanitaire par chaudière à gaz, il est bien connu que la température de sortie de l'eau chaude sanitaire a tendance à varier en fonction de la quantité d'eau chaude consommée par les utilisateurs. Ainsi, en cas d'augmentation du débit de puisage d'eau chaude par un utilisateur prenant un bain ou une douche, ou du fait de la mise en service d'un autre appareil consommant de l'eau chaude, tel qu'un lave-vaisselle, la température de sortie de l'eau chaude produite a tendance à baisser. Pour remédier à cet inconvénient, on a déjà envisagé de procéder à une régulation du débit de gaz fourni au brûleur de la chaudière, ce débit étant commandé par une vanne de modulation à commande électrique.
  • Les divers systèmes d'asservissement connus, mécaniques ou électroniques, ne se sont toutefois pas montrés suffisamment efficaces pour garantir une température constante de l'eau chaude consommée, même en cas de variations brusques de débit, qui sont pourtant fréquentes en pratique, notamment lorsque plusieurs utilisateurs s'approvisionnent en eau chaude à partir d'une même installation de production d'eau chaude.
  • L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de permettre le maintien à une valeur constante et stable de la température de sortie de l'eau chaude sanitaire foumie par une installation de production d'eau chaude sanitaire par chaudière à gaz, quel que soit le débit d'eau puisée, y compris lorsque les variations de débit sont très brusques du fait de la mise en marche ou de l'arrêt par un utilisateur d'un appareil de consommation d'eau chaude.
  • Ces buts sont atteints grâce à une installation de production d'eau chaude sanitaire pour chaudière à gaz à brûleur atmosphérique, comprenant un foyer de chaudière équipé d'un brûleur alimenté en gaz par l'intermédiaire d'une vanne de modulation commandée électriquement, et au moins un échangeur de chaleur entre ledit foyer et un circuit de production d'eau chaude sanitaire comportant une ligne d'arrivée d'eau froide et une ligne de puisage d'eau chaude sanitaire, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un dispositif de mesure du débit (QECS) de puisage d'eau chaude sanitaire dans le circuit de production d'eau chaude sanitaire, un dispositif de mesure de la température (Ts) de l'eau chaude sanitaire en sortie de l'échangeur de chaleur et un système de commande de la vanne de modulation commandée électriquement, le système de commande de la vanne de modulation comprenant un module de régulation en boucle fermée de la vanne de modulation à partir de la température (Ts) mesurée par ledit dispositif de mesure de température et d'une température de consigne (Tc), un module à action proportionnelle de régulation directe de la vanne de modulation à partir des informations (QECS) foumies par le dispositif de mesure de débit de puisage (QECS), et un module de régulation impulsionnelle de la vanne de modulation à partir des variations de débit détectées par le dispositif de mesure de débit, le module de régulation impulsionnelle engendrant un signal créant un pic du débit d'alimentation en gaz du brûleur par la vanne de modulation à chaque variation brusque significative de débit de puisage d'eau chaude sanitaire (QECS) mesurée par ledit dispositif de mesure, le pic étant positif ou négatif selon que la variation correspond à une augmentation ou une diminution de ce débit, les valeurs initiale et finale du pic étant nulles et l'amplitude d'un pic étant proportionnelle à la variation de débit détectée.
  • De façon plus particulière, le module de régulation impulsionnelle comprend des moyens pour engendrer un signal échantillonné créant un pic de débit de gaz (QG3) dont la valeur est obtenue en fonction du débit de puisage d'eau chaude sanitaire (QECS) par la formule échantillonnée suivante : Q G3 (n)= k1.Q G3 (n-1)+ k2.(Q ECS (n) - Q ECS (n-1)),
    Figure imgb0001
     où
    • k1 est un coefficient dont la valeur est comprise entre 0 et 1,
    • k2 est un paramètre positif réglé en fonction du type de chaudière,
    • QG3(n) et QG3(n-1) désignent la valeur de pic du débit de gaz (QG3) aux instants n et n-1, et
    • QECS(n) et QECS(n-1) désignent la valeur du débit de puisage d'eau sanitaire aux instants n et n-1.
  • Selon un mode particulier de réalisation, le module de régulation impulsionnelle comprend des moyens pour définir le paramètre positif k2 réglé en fonction du type de chaudière, à partir des informations suivantes : capacité calorifique (Cp) de l'eau, rendement (η) de l'installation, pouvoir calorifique inférieur (PCI) du gaz, température de consigne (Tc) et température de l'eau froide (Tef) introduite dans le circuit de circulation d'eau chaude sanitaire, selon la formule k 2 = Cp.(Tc - Tef) / η.PCI.
    Figure imgb0002
  • Avantageusement, le module de régulation en boucle fermée comprend un circuit d'asservissement du type PID (Proportionnel-Intégrale-Dérivée) dont la grandeur d'entrée est constituée par l'écart entre la température (Ts) mesurée par ledit dispositif de mesure de température et la température de consigne (Tc).
  • Selon un autre mode de réalisation avantageux, le module de régulation en boucle fermée comprend un contrôleur flou recevant en entrée une information d'erreur de température E correspondant à la différence entre la température (Ts) mesurée par ledit dispositif de mesure de la température et la température de consigne (Tc), ainsi qu'une information correspondant à la dérivée par rapport au temps de l'Information d'erreur de température.
  • Dans ce cas, de préférence, le module de régulation en boucle fermée comprend en outre un circuit d'asservissement de type PI (Proportionnel-Intégrale) placé en sortie du contrôleur flou et recevant en entrée une information (dQG) de variation de débit d'alimentation en gaz du brûleur.
  • Ceci permet d'éviter d'éventuelles instabilités ou oscillations du système.
  • L'invention conceme également un procédé de régulation de la température d'eau chaude sanitaire dans une installation de production d'eau chaude sanitaire par échange de chaleur avec un foyer de chaudière à gaz comportant un brûleur atmosphérique dont le débit d'alimentation en gaz est modulé à partir d'un système d'asservissement, caractérisé en ce que le débit (QG) d'alimentation en gaz dudit brûleur est asservi à partir de la mesure du débit (QECS) de puisage d'eau chaude sanitaire, d'une part, par une régulation directe à action proportionnelle à partir de ladite mesure du débit (QECS) de puisage d'eau chaude sanitaire et, d'autre part, par une régulation impulsionnelle à partir des sauts significatifs (ΔQECS) de la valeur mesurée du débit (QECS) de puisage d'eau chaude sanitaire, la régulation impulsionnelle agissant sur le débit (QG) d'alimentation en gaz dudit brûleur de manière à créer un pic selon une fonction "pic" f(t) telle que, si t = 0 est l'instant du saut de débit ΔQECS positif, respectivement négatif, la fonction f(t) est définie par :
    • . f(0-) = 0
    • . f(0+) = k2 ΔQECS, avec k2 coefficient positif,
    • . f est décroissante (resp. croissante) sur ]0, + ∝[
    • . lim f(t) = 0
      t → + ∝.
  • Dans ce cas, le coefficient positif k2 peut être réglé en fonction du type de chaudière, à partir des informations suivantes : capacité calorifique (Cp) de l'eau, rendement (η) de l'installation, pouvoir calorifique inférieur (PCI) du gaz, température de consigne (Tc) et température de l'eau froide (Tef) introduite dans le circuit de circulation d'eau chaude sanitaire, selon la formule : k 2 = Cp.(Tc - Tef) / η.PCI.
    Figure imgb0003
  • Avantageusement, le débit (QG) d'alimentation en gaz dudit brûleur est en outre asservi à partir de l'écart entre la température réelle (Ts) de l'eau chaude sanitaire produite et une température de consigne (Tc) selon un asservissement en boucle fermée du type PID (Proportionnel-Intégrale-Dérivée).
  • Selon un autre mode de réalisation avantageux, le débit (QG) d'alimentation en gaz dudit brûleur est en outre asservi, par une commande floue, à partir d'une information d'erreur de température E correspondant à la différence entre la température réelle (Ts) de l'eau chaude sanitaire produite et une température de consigne (Tc), et à partir d'une information correspondant à la dérivée par rapport au temps de l'information E d'erreur de température.
  • Dans ce cas, de préférence, le débit (QG) d'alimentation en gaz dudit brûleur est en outre asservi à partir de l'information de sortie de la commande floue selon un asservissement de type PI (Proportionnel-Intégrale).
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
    • la Figure 1 est un schéma-bloc d'ensemble d'une installation de production d'eau chaude sanitaire selon l'invention ;
    • la Figure 2 est un diagramme montrant un exemple d'évolution brusque, en fonction du temps du débit QECS d'eau chaude sanitaire puisée dans une installation telle que celle de la Figure 1 ;
    • la Figure 3 est un diagramme montrant de façon comparative l'évolution de la température de sortie d'eau chaude sanitaire produite dans une installation classique et dans l'installation de la Figure 1, lorsque le débit d'eau chaude puisée évolue selon le diagramme de la Figure 2 ;
    • la Figure 4 est un diagramme montrant l'évolution en fonction du temps de la quantité de gaz foumie au brûleur de l'installation de la Figure 1, lorsque le débit d'eau chaude puisée évolue selon le diagramme de la Figure 2;
    • la Figure 5 est un schéma-bloc d'une variante de réalisation de l'installation de production d'eau chaude sanitaire selon l'invention qui met en oeuvre un contrôleur flou ;
    • la Figure 6 montre un exemple de table d'inférence pouvant être associée au contrôleur flou de l'installation de la Figure 5 ;
    • la Figure 7 montre un exemple de fonctions d'appartenance d'une variable d'entrée (écart de température E) du contrôleur flou de l'installation de la Figure 5 ;
    • la Figure 8 montre un exemple de fonctions d'appartenance d'une autre variable d'entrée (dérivée par rapport au temps de l'écart de température E) du contrôleur flou de l'installation de la Figure 5 ; et
    • la Figure 9 montre un exemple de fonctions d'appartenance de la variable de sortie (écart de débit d'alimentation en gaz dQG) du contrôleur flou de l'installation de la Figure 5.
  • La Figure 1 représente de façon schématique une installation de production d'eau chaude sanitaire comprenant un foyer de chaudière à gaz 10 équipé d'un brûleur atmosphérique 12 alimenté par un débit QG de gaz à partir d'une vanne de modulation 20 à commande électrique. Le circuit de production d'eau chaude sanitaire comprend une entrée 11 d'alimentation en eau froide à une température Tef, un échangeur de chaleur 13 entre l'eau froide et la chaleur dégagée dans le foyer 10 par la flamme issue du brûleur 12 et une sortie 14 de foumiture d'eau chaude sanitaire à une température de sortie Ts et avec un débit QECS.
  • Dans une installation domestique, le débit QECS de l'eau chaude sanitaire puisée par les utilisateurs varie de façon brusque et non prévisible en fonction du nombre d'appareils de consommation d'eau chaude mis en ou hors service (douche, lavabo, baignoire, lave-vaisselle,...). Si la quantité de chaleur produite dans le foyer de la chaudière 10 reste constante, les variations du débit QECS conduiront automatiquement à des variations du même ordre pour la température Ts de l'eau chaude sanitaire produite, ce qui s'avère désagréable pour les utilisateurs. C'est pourquoi l'installation selon l'invention est équipée d'un système 100 de commande de la vanne de régulation 20 de manière à pouvoir ajuster en temps réel le débit de gaz QG foumi au brûleur 12 et ainsi assurer un maintien constant ou quasi constant de la température Ts de sortie de l'eau chaude sanitaire.
  • Pour cela, l'installation comprend un débitmètre 40 placé sur le circuit de production d'eau chaude sanitaire afin de mesurer en permanence le débit réel d'eau chaude puisée. La température Ts de sortie de l'eau chaude sanitaire est, de la même façon, mesurée par une sonde de température 30 fournissent, par des lignes 41, respectivement 32, des informations sur les valeurs du débit QECS et de la température Ts au système 100 de commande de la vanne de régulation 20, qui peut comprendre un micro-contrôleur associé à des convertisseurs analogiques-numériques (pour les informations d'entrée) et un convertisseur numérique-analogique (pour la commande de la vanne 20).
  • Une valeur de température de consigne Tc, à laquelle doit être maintenue la température de sortie Ts de l'eau chaude sanitaire, peut être définie une fois pour toutes dans le système de commande 100 ou être foumie à partir d'une information externe appliquée par une ligne 31 à travers une interface de communication entre le système de commande 100 et les utilisateurs.
  • Conformément à l'invention, le système de commande 100 comprend un module de régulation 104 qui reçoit en entrée, par la ligne 41, une information fournie par le débitmètre 40 concemant le débit QECS d'eau chaude sanitaire puisée. Le module 104 détecte les variations brusques significatives du débit QECS qui constituent des sauts de débit d'une valeur ΔQECS, et génère en sortie, sur une ligne 141, un signal de commande tendant à provoquer instantanément un pic du débit de gaz QG3 devant être foumi par la vanne de modulation 20 au brûleur 12, dès l'apparition d'un tel saut de débit ΔQECS.
  • Les propriétés du module 104 générant les pics de débit de gaz QG3 au moment des variations brusques de débit ΔQECS sont les suivantes :
    • les pics de débit de gaz QG3 sont provoqués uniquement par détection de variations du débit de gaz mesuré par le débitmètre 40,
    • les valeurs initiale et finale du pic sont nulles,
    • l'amplitude des pics est proportionnelle à la variation ΔQECS du débit de puisage de l'eau chaude sanitaire,
    • le pic a lieu dans le même sens que la variation ΔQECS du débit de puisage, c'est-à-dire que le pic est positif lorsque le débit QECS d'eau chaude augmente et le pic est négatif lorsque le débit QECS d'eau chaude diminue.
  • D'une manière générale, la fonction "pic" f(t) donnant la configuration du pic en fonction du temps lors d'un saut de débit ΔQECS positif (resp. négatif) peut s'exprimer de la façon suivante :
    soit t = 0 l'instant du saut de débit ΔQECS positif (resp. négatif), alors la fonction f(t) se définit par :
    • . f(0-) = 0
    • . f(0+) = k2 ΔQECS, avec k2 > 0,
    • . f est décroissante (resp. croissante) sur ]0, + ∝[
    • . lim f = 0
      t → + ∝.
  • Le coefficient k2 positif est une constante dont la valeur est déterminée en fonction du type de chaudière et de la nature du gaz combustible utilisé.
  • A titre d'exemple, le coefficient k2 peut être défini à partir des informations suivantes :
    • capacité calorifique de l'eau Cp
    • rendement de l'installation η
    • pouvoir calorifique inférieur du gaz PCI
    • température de consigne Tc et
    • température Tef de l'eau froide introduite dans le circuit de foumiture d'eau chaude.
  • Dans ce cas, la formule donnant k2 peut s'écrire : k 2 = Cp . (Tc - Tef) / η . PCI
    Figure imgb0004
  • A titre d'exemple, la température de l'eau froide Tef peut être comprise entre 5°C et 15°C avec une valeur moyenne de 10°C ; la température de consigne peut être de 50°C, la valeur de la capacité calorifique de l'eau Cp peut être prise égale à 4180 J/kg; le pouvoir calorifique inférieur du gaz PCI pour du gaz naturel peut être de l'ordre de 10000 et le rendement η de la chaudière et des échangeurs de chaleur (c'est-à-dire l'écart entre la puissance foumie par la chaudière et la puissance récupérée par l'eau) peut être compris entre 0,7 et 0,95.
  • Dans des conditions de fonctionnement typiques, le coefficient k2 peut ainsi présenter une valeur de l'ordre de 20.
  • Avec un tel exemple, en cas de saut de débit positif (resp. négatif) ΔQECS de 6 litres par minute, soit 0,1 kg/s, la valeur du débit supplémentaire de gaz QG3 foumi par le brûleur 12 devra être au niveau de la pointe du pic de l'ordre de 2 m3/h.
  • En pratique, le système de commande 100 équipé d'un micro-contrôleur agit par pas de temps et la fonction f(t) mentionnée plus haut, qui doit définir un pic avec une croissance brusque puis une décroissance plus lente, est exprimée sous une forme échantillonnée.
  • Ainsi, la fonction "pic" assurée par le module de régulation 104 et donnant la valeur du débit de gaz supplémentaire QG3 à foumir au brûleur 12 peut être liée au débit instantané d'eau chaude sanitaire QECS par la formule échantillonnée suivante : Q G3 (n) = k 1 . Q G3 (n-1) + k 2 . (Q ECS (n) - Q ECS (n-1))
    Figure imgb0005
     où
    • 0 < k1 < 1
    (k1 étant lié à la période d'échantillonnage des mesures et à l'inertie de l'installation),
    k2
    est un coefficient positif réglé en fonction de la chaudière, par exemple de la façon indiquée plus haut,
    QG3(n) et QG3(n-1)
    désignent la valeur du pic de débit de gaz aux instants n et n-1
    QECS(n) et QECS(n-1)
    désignent la valeur du débit d'eau chaude sanitaire mesurée par le débitmètre 40 et échantillonné aux instants n et n-1.
  • A titre d'exemple, si la période d'échantillonnage des mesures est de 0,5 seconde, k1 pourra être choisi égal à 0,8 et la valeur du pic sera ramenée à une valeur proche de zéro au bout de 5 secondes.
  • Les diagrammes des Figures 2 à 4 permettent de mieux visualiser le rôle du module de régulation 104.
  • La Figure 2 montre une courbe 210 donnant l'évolution du débit d'eau chaude sanitaire QECS en fonction du temps, avec un premier tronçon 211 correspondant à un débit QECS1 relativement régulier correspondant par exemple à la consommation d'eau chaude par un utilisateur prenant une douche ou un bain. Un deuxième tronçon 212 correspond à un débit d'eau chaude puisée QECS2 accru entre les instants t1 et t2 du fait du prélèvement d'eau chaude par un autre utilisateur ou appareil tel qu'un lave-vaisselle. Un troisième tronçon 213 après l'instant t2 correspond à un retour aux conditions antérieures à l'instant t1, c'est-à-dire l'arrêt de prélèvement supplémentaire d'eau chaude. Comme on peut le voir sur la Figure 2, le prélèvement d'un débit supplémentaire d'eau chaude provoque un saut brusque de débit à l'instant t1, dans le sens d'une augmentation et un saut aussi brusque de débit, mais dans le sens d'une diminution, à l'instant t2.
  • La Figure 3 montre une courbe 220 donnant la température de sortie Ts de l'eau chaude sanitaire produite par l'installation conforme à l'invention. On voit que cette température de sortie Ts reste en permanence égale à la température de consigne Tc ou très proche de celle-ci.
  • La température Ts reste égale à la température de consigne Tc aussi bien sur un tronçon 221, antérieur à l'instant t1, que pendant la majeure partie du tronçon 223 compris entre les instants t1 et t2 ou sur le tronçon 225 postérieur à l'instant t2. Une très légère pointe négative résiduelle 222 ou une très légère pointe positive résiduelle 224 peuvent être présentes au voisinage des instants t1 et t2 compte tenu du temps de réaction du brûleur 12, mais ces fluctuations sont bien moindres que dans le cas d'un système de modulation ne comportant pas le module de régulation impulsionnel 104 créateur de pointes de débit de gaz sélectives positives ou négatives.
  • On a ainsi représenté en pointillés sur la Figure 3 l'évolution de la température de sortie Ts de l'eau chaude sanitaire dans le cas où le module de régulation impulsionnelle 104 serait absent, mais où le système de commande 100 ne comporterait qu'un module de régulation 103 plus classique à action proportionnelle. Un tel module de régulation 103 (Figure 1) reçoit une information de la part du débitmètre 40 et foumit, à la vanne de commutation 20, un signal commandant l'évolution du débit de gaz QG2 foumi au brûleur 12, selon une loi de proportionnalité. Dans le cas où un tel module de régulation directe 103 est utilisé seul, en cas de variation brusque du débit d'eau chaude QECS, comme aux instants t1 et t2, la température Ts s'écarte beaucoup plus fortement de la valeur de consigne Tc et met plus longtemps à revenir à cette valeur (tronçons 226 et 227 en pointillés sur la Figure 3).
  • Dans le système de commande 100 selon l'invention, les deux modules de régulation 103 et 104 coexistent et délivrent, par des lignes 142,141, à un circuit sommateur 105 des signaux commandant une évolution du débit de gaz QG selon, d'une part, une évolution proportionnelle QG2 et, d'autre part, une évolution impulsionnelle QG3. La vanne 20 est commandée par les signaux issus du circuit sommateur 105.
  • La Figure 4 montre une courbe 230 donnant l'évolution, en fonction du temps, du débit de gaz QG appliqué au brûleur 12 par la vanne de modulation 20 lorsque celle-ci reçoit des signaux de commande du circuit sommateur 105 dont les entrées sont reliées, par les lignes 142 et 141, aux modules de régulation 103 et 104.
  • Dans la période antérieure à l'instant t1 (maçon 231), le débit QG de gaz est égal au débit QG2 de gaz fixé par le module de régulation proportionnelle 103 en fonction du débit d'eau chaude régulier du tronçon 211 de la Figure 2. A l'instant t1 où un saut de débit d'eau chaude ΔQECS est détecté par le module de régulation impulsionnelle 104, celui-ci entre immédiatement en action et foumit une pointe de débit de gaz QG3 (référence 232) qui permet d'atténuer fortement, voire supprimer, la chute de température Ts après l'instant t1. La pointe de débit de gaz QG3 revient progressivement à zéro, mais le module de régulation proportionnelle 103 est entre temps entré en action pour réajuster le débit de gaz QG2 à une valeur supérieure à la valeur du débit de gaz QG2 antérieure à l'instant t1, pour tenir compte de l'augmentation du débit d'eau chaude prélevée QECS. La pointe 232 est ainsi suivie par un tronçon 233 en forme de plateau jusqu'à l'instant t2. A l'instant t2, le processus de régulation est identique à celui de l'instant t1, mais en sens inverse. Le module de régulation impulsionnelle 104 détecte un saut de débit d'eau chaude ΔQECS négatif et provoque une pointe négative du débit de gaz QG3 qui se retranche du débit de gaz QG2 précédent, puis cette pointe de débit de gaz QG3 (référence 234) revient à zéro mais, compte tenu du réajustement à la baisse du débit de gaz QG2 défini par le module de régulation proportionnelle 103, la valeur globale QG du débit de gaz foumi au brûleur 12 revient à une valeur sensiblement égale à celle précédant l'instant t1 (tronçon 235).
  • La régulation de type impulsionnel à travers le module de régulation 104 et la régulation de type direct ou proportionnel à travers le module de régulation 103 se superposent et exploitent toutes deux les informations de débit foumies par le débitmètre 40.
  • Avantageusement, un troisième type de régulation peut être superposé aux deux modes de régulation précédents. Ainsi, on voit sur la Figure 1 un circuit de régulation en boucle fermée 102 qui engendre, sur une ligne de sortie 143, un signal de commande du débit de gaz en boucle fermée qui est appliqué au circuit sommateur 105 pour permettre, par l'intermédiaire de la vanne de modulation 20, de foumir au brûleur 12 un débit de gaz QG1 ajusté en fonction de la valeur de la température d'eau Ts mesurée par la sonde de température 30. Un comparateur 101 permet de comparer la valeur Ts de la température de l'eau chaude sanitaire mesurée, appliquée par une ligne 32, à la température de consigne Tc fournie par une ligne 31. L'écart de température E constitue l'entrée du module de régulation en boucle fermée 102.
  • Le module de régulation en boucle fermée 102 peut comprendre un asservissement du type PID (Proportionnel-Intégrale-Dérivée).
  • Toutefois, selon une variante de réalisation avantageuse, qui est illustrée par la Figure 5, le module de régulation en boucle fermée 102 comprend un contrôleur flou 122 et constitue un système à commande floue possédant des règles de commande floues, des fonctions d'appartenance et une table d'inférence.
  • Le contrôleur flou 122 reçoit en entrée une information d'erreur de température E qui correspond à la différence effectuée par le comparateur 101 entre la température Ts mesurée par la sonde de température 30 et la température de consigne Tc.
  • Le contrôleur flou 122 reçoit sur une deuxième entrée, par l'intermédiaire d'un circuit dérivateur 121, relié au comparateur 101, une information correspondant à la dérivée dE/dt de l'information d'erreur de température. Le contrôleur flou 122 foumit en sortie une information concernant la variation du débit de gaz dQG1 qui doit être appliquée au brûleur de l'ensemble 10, 20 de chauffage de l'eau sanitaire.
  • On a représenté sur la Figure 6 un exemple de table d'inférence pouvant convenir pour le contrôleur flou 122. Les abréviations ZE, NG, PG représentent respectivement les termes zéro, négatif grand, positif grand qui caractérisent l'écart E ou la dérivée de l'écart dE/dt précédemment définis comme variables d'entrée du contrôleur flou 122, ainsi que la variable de sortie dQG1.
  • A titre d'exemple, selon une des règles, si l'écart E est positif grand, et la dérivée de l'écart dE/dt est également positive et grande, alors la variable de sortie dQG1 devra être négative et grande, c'est-à-dire qu'il conviendra de diminuer de façon sensible le débit de gaz QG1 appliqué au brûleur du fait de la commande du module de régulation 102.
  • Si, selon un autre cas possible, l'écart E est négatif grand et la dérivée de l'écart dE/dt est positive et grande, la variable de sortie dQG1 sera nulle, c'est-à-dire qu'il n'y aura pas de correction à apporter par la boucle de régulation 102.
  • Pour les divers cas de cet exemple particulier, il convient de se reporter à la table d'inférence de la Figure 6 qui constitue un tableau matriciel à double entrée.
  • Naturellement, à chacune des variables d'entrée E, dE/dt et de sortie dQG1 ont été au préalable associées les caractéristiques floues NG, ZE et PG précédemment mentionnées.
  • Ainsi, à titre d'exemple, on peut considérer que l'écart de température E fourni par le comparateur 101 est négatif grand s'il est compris entre -20° et +10° et positif grand s'il est compris entre +10° et +20° ou au-delà.
  • De même, à titre d'exemple, la variable d'entrée dE/dt foumie par le différentiateur 121 peut être considérée comme négative grande si elle est comprise entre -2°/s et -1°/s ou en deçà, zéro si elle est comprise entre-1°/s et +1°/s et positive grande si elle est comprise entre +1°/s et +2°/s ou au-delà.
  • La variable de sortie dQG1 peut elle-même, à titre d'exemple, être considérée comme égale à une valeur de -2 m3/h si elle doit être négative grande, nulle si elle doit être égale à zéro, ou égale à une valeur de + 2m3/h si elle doit être positive grande.
  • Les Figures 7, 8 et 9 montrent des exemples de fonctions d'appartenance relatives aux caractéristiques floues applicables respectivement à l'écart de température E, à la dérivée de l'écart de température dE/dt par rapport au temps et à la variation dQG1 du débit de gaz.
  • On se reportera aux Figures 7 à 9 pour voir la forme de ces fonctions d'appartenance qui correspondent pour chaque variable donnée à un terme ou une caractérisation floue (NG, ZE, PG). On retrouve des fonctions d'appartenance de forme triangulaire (pour ZE appliquée aux variables E et dE/dt) pour NG et PG (appliquées aux variables E et dE/dt), ou ponctuelle (singletons pour NG, ZE et PG appliquées à la variable de sortie dQG1). Ces fonctions d'appartenance présentent des zones de recouvrement et sont comprises entre zéro et un pour les variables E et dE/dt.
  • Naturellement, il est possible de choisir un nombre de caractéristiques floues supérieur à trois pour chacune des variables d'entrées, selon la précision souhaitée, sans toutefois choisir un nombre trop grand qui produirait une saturation du système.
  • Le contrôleur flou 122 comprend un étage d'entrée de fuzzification permettant de foumir des variables d'entrée floues à partir des variables E et dE/dt en tenant compte des fonctions d'appartenance de ces variables d'entrée. Une sortie floue est ensuite déterminée, dans un étage d'inférence floue, à partir des règles de commande prédéfinies et des entrées floues issues de l'étage de fuzzification.
  • Enfin, dans un étage de défuzzification du contrôleur flou 122, il est produit un signal de commande de la variation du débit de gaz dQG1 devant être appliquée au brûleur par la vanne 20. Le signal de commande peut être obtenu à partir d'une valeur de sortie floue par une méthode telle que celle consistant à déterminer le centre de gravité de l'ensemble des règles prédéfinies dont la synthèse a servi à constituer la table d'inférence associée.
  • En sortie du contrôleur flou 122, il est possible de disposer un bloc de régulation de type PI (Proportionnel-lntégrale) qui permet de stabiliser des oscillations éventuelles du système. Les signaux de commande issus du module de commande floue 102 sont appliqués au circuit sommateur 105 qui reçoit de la même manière qu'indiqué précédemment en référence à la Figure 1, des signaux du module de régulation proportionnelle 103 et du module de régulation impulsionnelle 104.

Claims (11)

  1. Installation de production d'eau chaude sanitaire par chaudière à gaz à brûleur atmosphérique, comprenant un foyer de chaudière (10) équipé d'un brûleur (12) alimenté en gaz par l'intermédiaire d'une vanne de modulation (20) commandée électriquement, et au moins un échangeur de chaleur (13) entre ledit foyer (10) et un circuit (11, 14) de production d'eau chaude sanitaire comportant une ligne (11) d'arrivée d'eau froide et une ligne (14) de puisage d'eau chaude sanitaire,
       caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un dispositif (40) de mesure du débit (QECS) de puisage d'eau chaude sanitaire dans le circuit (11, 14) de production d'eau chaude sanitaire, un dispositif (30) de mesure de la température (Ts) de l'eau chaude sanitaire en sortie de l'échangeur de chaleur (13) et un système (100) de commande de la vanne de modulation (20) commandée électriquement, le système (100) de commande de la vanne de modulation (20) comprenant un module (102) de régulation en boucle fermée de la vanne de modulation (20) à partir de la température (Ts) mesurée par ledit dispositif (30) de mesure de température et d'une température de consigne (Tc), un module (103) à action proportionnelle de régulation directe de la vanne de modulation (20) à partir des informations (QECS) foumies par le dispositif (40) de mesure de débit de puisage (QECS), et un module (104) de régulation impulsionnelle de la vanne de modulation (20) à partir des variations de débit détectées par le dispositif (40) de mesure de débit, le module (104) de régulation impulsionnelle engendrant un signal créant un pic du débit d'alimentation en gaz du brûleur (12) par la vanne de modulation (20) à chaque variation brusque significative de débit de puisage d'eau chaude sanitaire (QECS) mesurée par ledit dispositif de mesure (40), le pic étant positif ou négatif selon que la variation correspond à une augmentation ou une diminution de ce débit, les valeurs initiale et finale du pic étant nulles et l'amplitude d'un pic étant proportionnelle à la variation de débit détectée.
  2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le module (104) de régulation impulsionnelle comprend des moyens pour engendrer un signal échantillonné créant un pic de débit de gaz (QG3) dont la valeur est obtenue en fonction du débit de puisage d'eau chaude sanitaire (QECS) par la formule échantillonnée suivante : Q G3 (n) = k1.Q G3 (n-1) + k2.(Q ECS (n) - Q ECS (n-1)),
    Figure imgb0006
     où
    k1 est un coefficient dont la valeur est comprise entre 0 et 1,
    k2 est un paramètre positif réglé en fonction du type de chaudière.
    QG3(n) et QG3(n-1) désignent la valeur de pic du débit de gaz (QG3) aux instants n et n-1, et
    QECS(n) et QECS(n-1) désignent la valeur du débit de puisage d'eau sanitaire aux instants n et n-1.
  3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le module (104) de régulation impulsionnelle comprend des moyens pour définir le paramètre positif k2 réglé en fonction du type de chaudière, à partir des informations suivantes: capacité calorifique (Cp) de l'eau, rendement (η) de l'installation, pouvoir calorifique inférieur (PCI) du gaz, température de consigne (Tc) et température de l'eau froide (Tef) introduite dans le circuit de circulation d'eau chaude sanitaire, selon la formule k 2 = Cp.(Tc - Tef) / η.PCI.
    Figure imgb0007
  4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le module (102) de régulation en boucle fermée comprend un circuit d'asservissement du type PID (Proportionnel-Intégrale-Dérivée) dont la grandeur d'entrée est constituée par l'écart entre la température (Ts) mesurée par ledit dispositif (30) de mesure de la température (Ts) et la température de consigne (Tc).
  5. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le module (102) de régulation en boucle fermée comprend un contrôleur flou (122) recevant en entrée une information d'erreur de température E correspondant à la différence entre la température (Ts) mesurée par ledit dispositif (30) de mesure de la température et la température de consigne (Tc), ainsi qu'une information (dE/dt) correspondant à la dérivée par rapport au temps de l'information d'erreur de température.
  6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le module (102) de régulation en boucle fermée comprend en outre un circuit d'asservissement (123) de type PI (Proportionnel-Intégrale) placé en sortie du contrôleur flou (122) et recevant en entrée une information (dQG) de variation de débit d'alimentation en gaz du brûleur.
  7. Procédé de régulation de la température d'eau chaude sanitaire dans une installation de production d'eau chaude sanitaire par échange de chaleur avec un foyer de chaudière à gaz comportant un brûleur atmosphérique dont le débit d'alimentation en gaz est modulé à partir d'un système d'asservissement,
       caractérisé en ce que le débit (QG) d'alimentation en gaz dudit brûleur est asservi à partir de la mesure du débit (QECS) de puisage d'eau chaude sanitaire, d'une part, par une régulation directe à action proportionnelle à partir de ladite mesure du débit (QECS) de puisage d'eau chaude sanitaire et, d'autre part, par une régulation impulsionnelle à partir des sauts significatifs (ΔQECS) de la valeur mesurée du débit (QESC) de puisage d'eau chaude sanitaire, la régulation impulsionnelle agissant sur le débit (QG) d'alimentation en gaz dudit brûleur de manière à créer un pic selon une fonction "pic" f(t) telle que, si t = 0 est l'instant du saut de débit ΔQECS positif, respectivement négatif, la fonction f(t) est définie par :
    . f(0-) = 0
    . f(0+) = k2 ΔQECS, avec k2 coefficient positif,
    . f est décroissante (resp. croissante) sur ]0, + ∝[
    . lim f(t) = 0
    t → + ∝.
  8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le coefficient positif k2 est réglé en fonction du type de chaudière, à partir des informations suivantes : capacité calorifique (Cp) de l'eau, rendement (η) de l'installation, pouvoir calorifique inférieur (PCI) du gaz, température de consigne (Tc) et température de l'eau froide (Tef) introduite dans le circuit de circulation d'eau chaude sanitaire, selon la formule : k 2 = Cp.(Tc - Tef) / η.PCI.
    Figure imgb0008
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le débit (QG) d'alimentation en gaz dudit brûleur est en outre asservi à partir de l'écart entre la température réelle (Ts) de l'eau chaude sanitaire produite et une température de consigne (Tc) selon un asservissement en boucle fermée du type PID (Proportionnel-Intégrale-Dérivée).
  10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le débit (QG) d'alimentation en gaz dudit brûleur est en outre asservi, par une commande floue, à partir d'une information d'erreur de température E correspondant à la différence entre la température réelle (Ts) de l'eau chaude sanitaire produite et une température de consigne (Tc), et à partir d'une information correspondant à la dérivée par rapport au temps de l'information E d'erreur de température.
  11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le débit (QG) d'alimentation en gaz dudit brûleur est en outre asservi à partir de l'information de sortie de la commande floue selon un asservissement de type PI (Proportionnel-Intégrale).
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