FR2464614A1 - Installation de chauffage electrique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE INSTALLATION DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE A RADIATEUR A ACCUMULATION COMPORTANT UN DISPOSITIF DE REGULATION DE LA CHARGE, COMMANDE PAR THERMOSTAT. LA REGULATION EST CARACTERISEE EN CE QUE LE DISPOSITIF THERMOSTATIQUE 14 REPOND A DEUX TEMPERATURES DIFFERENTES ET EST RELIE ELECTRIQUEMENT A UN PREMIER DISPOSITIF DE COMMUTATION 7, ET QUE, LORSQUE LA TEMPERATURE DESCEND AU-DESSOUS D'UNE VALEUR PREDETERMINEE, LE DISPOSITIF DE COMMUTATION 7 RELIE AU RESEAU, AU MOINS UNE PARTIE DES RESISTANCES DE CHAUFFAGE 1, 2, 3 DU RADIATEUR A ACCUMULATION. APPLICATION AUX INSTALLATIONS DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE A ACCUMULATION.

Description

L'invention concerne une installation de chauffage électrique à radiateur à accumulation, comportant un dispositif de régulation de la charge, dont le circuit de chauffage est commandé par un dispositif thermostatique.

Une installation de chauffage électrique de ce type est connue par le brevet de la République Fédérale d'Allemagne
DE-PS 2 515 263. Dans cette installation de chauffage électrique, le circuit de chauffage du radiateur à accumulation peut recevoir également pendant le jour une charge d'appoint; cependant en même temps que le régime d'appoint est établi, un circuit additionnel de chauffage est branché. De ce fait, dans une telle installation de chauffage électrique, la puissance raccordée est différente selon que le circuit additionnel de chauffage est ou n'est pas branché, ce qui peut conduire à une surcharge du réseau électrique domestique lorsque le circuit additionnel de chauffage est alimenté en même temps que les résistances du radiateur à accumulation.

Par la demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne DE-AS 2 514 933 on connaît une installation de chauffage électrique qui, en plus du radiateur à accumulation, est munie d'un radiateur additionnel pour le chauffage direct, de sorte que le branchement du radiateur additionnel augmente la puissance raccordée de cette installation de chauffage électrique.

Par la demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne DE-OS 2 540 678 on connaît une installation de chauffage électrique, qui, en plus du radiateur à accumulation, comprenant des résistance de chauffage, comporte des résistances additionnelles de chauffage pour le chauffage direct. En vue d'éviter une charge trop élevée lors du chauffage direct, les résistances de chauffage du radiateur à accumulation peuvent être au moins partiellement isolées du circuit d'alimentation. Cette disposition exige l'utilisation de résistances additionnelles de chauffage ainsi qu'un dispositif de contrôle pour empêcher que la puissance raccordée en régime de chauffage direct ne dépasse une valeur déterminée.

L'invention permet de réaliser une installation de chauffage électrique du type susmentionné, de construction simple, et assurant une puissance raccordée constante.

L'installation de chauffage électrique selon l'invention est caractérisée en ce que le dispositif thermostatique répond à deux températures différentes et est relié électriquement à un premier dispositif de commutation, et que, lorsque la température descend au-dessous d'une valeur prédéterminée, le dispositif de commutation relie au réseau, au moins une partie des résistances de chauffage du radiateur à accumulation.

De préférence l'installation de chauffage électique selon l'invention ne- comprend que les résistances de chauffage prévues dans le radiateur à accumulation, et, dans le cas où la chaleur émise est insuffisante, ces résistances peuvent recevoir une charge d'appoint, de préférence seulement pendant le jour. De cette manière on assure qu'en régime de charge d'appoint la puissance raccordée ne peut être dépassée.

L'installation de chauffage électrique selon l'invention est agencée de telle manière que, lorsque la température du local diminue de préférence de 10C, il s'établit un régime de charge d'appoint des résistances prévues dans le radiateur, de sorte qu'il n'est pas besoin d'utiliser des résistances additionnelles. A cet effet, lorsque la chaleur émise par le radiateur à accumulation est insuffisante les résistances chauffantes sont connectées au réseau pendant le jour au moyen d'un dispositif de commutation, et, lorsque la valeur de consigne de la température du local est atteinte, les résistances sont à nouveau déconnectées du réseau.

Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, il est prévu que, exclusivement dans le régime de charge d'appoint une partie seulement des résistances chauffantes du radiateur à accumulation peut être alimentée, de sorte qu'en régime de charge d'appoint la puissance absorbée soit plus réduite qu'en régime normal d'accumulation.

Les figures du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.

La figure 1 est une représentation schématique du montage d'une installation de chauffage électrique selon l'invention.

Les figures 2 et 3 sont des graphiques illustrant les variations de la température d'un local équipé avec une installation de chauffage électrique selon l'invention.

La figure 1 montre sous forme schématique le montage de l'installation de chauffage électrique selon l'invention. Comme le montre la figure 1, lé radiateur à accumulation comprend de préférence trois résistances chauffantes 1, 2 et 3, qui, par l'intermédiaire d'un régulateur, 4, à commande manuelle ou automatique, et d'un thermostat pour prévenir les surcharges, 5, comprenant les bornes 5a, 5b et 5c, sont reliées respectivement aux bornes 6d, 6e et 6f d'un dispositif de commutation 6. Les bornes 6d, 6e et 6f sont associées aux organes de commutation 6g, 6h et 6i du dispositif de commutation 6, les organes de commutation 6g, 6h et 6i étant en liaison avec les bornes associées 6a, 6b et 6c, comme le montre la figure 1.Comme dispositif de commutation 6 on utilise de préférence un relais athermique. Les bornes 6a, 6b et 6c sont reliées ensemble par des ponts et sont connectées à une borne, marquée L2, d'une réglette de connexion 8. Un autre dispositif de commutation 7 se trouve dans une branche parallèle au dispositif de commutation 6.

Les contacts 7d, 7e et 7f du dispositif de commutation 7 sont reliés respectivement aux bornes 5a, 5b eut 5c et, par les organes de commutation 7g, 7h et 7i, ils peuvent être connectés aux bornes 7a, 7b et 7c du dispositif de commutation 7.

Le dispositif de commutation 7 sert pour la charge d'appoint de l'installation de chauffage ou pour la charge d'appoint d'une partie au moins des résistances chauffantes 1, 2 et 3, comme il sera expliqué dans ce qui suit, et il est connecté par ses bornes 7a, b et 7c à une borne L1 de la réglette de connexion 8.

En régime d'appoint les résistances chauffantes 1, 2 et 3 sont alimentées à travers le dispositif de commutation 6, fermé, qui au commencement du régime d'appoint s'enclenche après une courte période de chauffe, et provoque par suite la fermeture de ses organes de commutation avec une temporisation préréglable.

Lorsque le dispositif de commutation 7 s'enclenche les organes de commutation 7g, 7h et 7i du dispositif de commutation 7 sont commutés, par le dispositif de commutation 7, sur les contacts 7d à 7f. Comme dispositif de commutation 7 on utilise de préférence également un relais thermique.

Comme il résulte de la figure 1, l'utilisation du dispositif de commutation 6 n'est nécessaire que dans le cas où, pendant le régime de recharge ou de chauffage d'appoint, une partie seulement des résistances chauffantes 1 à 3 doit être rechargée. Pour la recharge en régime d'appoint, d'une partie seulement des résistances 1 à 3, les bornes 7a à 7c sont court-circuitées par les ponts 15 et 16 comme il sera expliqué ci-après. Par contre lorsque, en régime d'appoint, toutes les résistances chauffantes 1 à 3 doivent être toujours rechargées, le dispositif de commutation 6 peut être supprimé et remplacé par la liaison tracée en pointillé, qui constitue une liaison entre la borne L2 et les différents contacts 7d, 7c et 7f, et qui est désignée par la référence 6'.

Une borne L3 de la réglette de connexion 8 est reliée à un pôle d'un contact du régulateur de charge 4, dont l'autre pôle du même contact est relié à la borne L4, ellemême reliée à la masse. Les résistances 1 à 3 sont reliées également, par leurs deuxièmes bornes, à la borne L4. Dans le cas où il est prévu une régulation automatique de la charge du radiateur à accumulation, la borne L3 peut être reliée à un dispositif de régulation de la charge en fonction des conditions atmosphériques, 11, ou à un dispositif similaire.

L'installation de chauffage électrique comprend, de façon connue, un dispositif de changement de tarif, 10, qui commande un disjoncteur de charge 9. Le disjoncteur de charge 9 comprend un organe de commutation 9a, qui, en régime d'accumulation pendant une période à faible tarif, c'est-à-dire en régime d'accumulation nocturne, court-cuircuite les contacts qui lui sont associés, et applique la tension du réseau à la borne L2. La borne L1 est reliée aux bornes 7a, 7b et 7c, qui peuvent être en contact avec les organes de commutation 7d, 7e et 7f du dispositif de commutation 7, ainsi qu'avec une autre borne L8 d'une deuxième réglette de connexion, 12.A une borne L5 de la deuxième réglette de connexion 12 est raccordé un circuit d'alimentation pour les ventilateurs 13 (figure 1), tandis qu'une borne L6 est reliée au dispositif de commutation 7, qui est lui-même relié également à la borne L8. La borne L7 se trouve au potentiel de la masse et peut être reliée de la manière montrée sur la figure 1, à la borne L4. Les bornes L5 et L6 sont contrôlées par un dispositif thermostatique 14. Le dispositif thermostatique 14 est relié à des organes de commutation 14a et 14b, l'organe 14a. fermant le circuit d'alimentation des ventilateurs 13 aussi longtemps que la température du local est inférieure par exemple à 200C.L'organe de commutation 14b ferme par contre la liaison entre les bornes L7 et L6 lorsque la tempé- rature du local est inférieure à une deuxième valeur, par exemple inférieure à 190C, la commande du deuxième organe de commutation 14b étant effectuée également par le dispositif thermostatique 14.

Dans ce qui suit on va expliquer plus en détail, en se référant aux figures 1 à 3, le mode de fonctionnement de l'installation de chauffage électrique selon l'invention.

La plus grande partie de la période de chauffage avec des températures jusqu'à OOC environ, avec une extension jusqu'à -15 C, peut être couverte, avec le radiateur à accumulation décrit, par accumulation nocturne de chaleur, c'esSà-dire pendant la période à faible tarif. Les jours où il faut chauffer avec une température extérieure plus basse, c'est-à-dire entre OOC et environ -140C, il peut devenir nécessaire de recharger le radiateur à accumulation pendant le jour, en fonction des besoins du local à chauffer. Cela arrive surtout lorsque le radiateur à accumulation est adapté pour une puissance raccordée réduite, par exemple pour 3 KW, de sorte qu'en cas de froid extrême, une période de charge usuelle de 15 à 16 heures n'est pas suffisante.Par conséquent, lorsque les températures extérieures sont plus basses il faut empêcher que la valeur de consigne de la température fixée par le régulateur 14 de la température du local ne tombe à une valeur inférieure par exemple à 19"C. En outre, conformément à l'invention il n'y a à prévoir aucun appareil additionnel de chauffage, tout chauffage d'appoint éventuellement nécessaire étant obtenu à l'aide du radiateur à accumulation, avec ses résistances chauffantes 1 à 3, ce qui présente l'avantage que le radiateur à accumulation peut être dimensionné pour une puissance raccordée maximale fixe.

Pendant la période à tarif réduit, le radiateur à accumulation est chargé par suite de la commande délivrée par le dispositif de changement de tarif 10, la mise en courtcircuit des contacts associés à l'organe de commutation 9a produisant l'alimentation, à partir de la borne L2, des résistances chauffantes 1 à 3, par l'intermédiaire du dispositif de commutation 6, fermé, ou de la liaison 6', et du dispositif 4, 5, fermé. La charge effective est réglée en fonction de la température extérieure par l'intermédiaire du régulateur 4, soit à la main, soit automatiquement, par le dispositif de commande de la charge en fonction des conditions atmosphériques 11.

Les jours de chauffage normal, l'alimentation réglée de cette manière est suffisante pour couvrir les besoins en chauffage pour toute la journée. La décharge est réalisée à l'aide des ventilateurs 13 qui sont commandés par le régulateur de température 14 de manière que lesdits ventilateurs 13 soient mis en marche pour une température du local inférieure à 20"C, du fait que le régulateur 14 actionne son organe de commutation 14a, et court-circuite ainsi les bornes qui lui sont associées.

Sur les figures 2 et 3 la décharge du radiateur à accumulation est illustrée par la courbe A. Selon les figures 2 et 3 la température du local est maintenue en permanence constante, une baisse nocturne suivant les courbes B pouvant être réglée éventuellement, sans que la charge du radiateur à accumulation en soit affectée. Après la période de baisse, la température du local est ramenée rapidement à la valeur de consigne illustrée par la courbe A.

Lorsque les températures extérieures sont très basses, au-dessous de OOC, et que la période d'accumulation ne suffit pas pour maintenir le local à la température réglée, l'abaissement de la température ambiante de 10C à partir de 20 G c'est-à-dire à une valeur inférieure à 190C, actionne le régulateur de température 14, de sorte que son organe de commutation 14b court-circuite les contacts correspondants et actionne de ce fait le relais thermique 7. A l'état non excité du relais thermique 7, les organes de commutation 7g à 7i ont la position montrée sur la figure 1, c'est-à-dire que noralalement les organes de commutation 7g à 7i sont reliés aux contacts 7a à 7c.Par l'excitation du relais thermique 7 les organes de commutation 7g à 7i se ferment de sorte que, si les contacts de commutation des dispositifs 4 et 5 sont fermés, les trois résistances chauffantes 1, 2 et 3 sont reliées au réseau par l'intermédiaire du dispositif de commutation 7 et de la borne L1, et sont par conséquent alimentées.

La différence entre la puissance de chauffe trop réduite débitée instantanément, et la valeur de consigne de la puissance de chauffe nécessaire pour une température du local de 200C,est très faible, de sorte que la chute de 10C de la température du local est rapidement compensée par l'apport immédiat d'énergie aux résistances 1, 2 et 3 à travers les organes de commutation 7g, 7h et 7i. Lorsque la valeur de consigne de 190C est dépassée, l'ouverture de l'organe de commutation 14b déclenche le relais thermique 7, d'où résulte la position des organes de commutation 7g à 7i qui est montrée sur la figure 1; de ce fait, comme la liaison 9a est coupée pendant la journée, les résistances chauffantes 1 à 3 ne sont plus alimentées.

Par conséquent, l'installation de chauffage électrique selon l'invention présente l'avantage que, même lors d'une charge d'appoint pendant le jour, la puissance raccordée maximale du radiateur à accumulation n'est pas dépassée, et aucune résistance chauffante additionnelle n'est nécessaire pour la recharge.

Dans les réseaux domestiques à faible puissance où d'autres appareils consommant une grande puissance tels que cuisinières, fours ou des appareils similaires sont utilisés pendant le jour de sorte que la charge du réseau domestique pourrait être dépassée,pendant la charge d'appoint qui vient d'être décrite on peut, selon l'invention, enlever un pont 15 du relais thermique 7; ainsi, en régime d'appoint, après l'enlèvement du pont 15, seuls sont reliés au réseau d'alimentation, c'est-à-dire à la borne de raccordement L1, les contacts 7b et 7c et seules sont ainsi alimentées les résistances chauffantes 2 et 3. A cet effet seule la borne 7c du dispositif de commutation 7 est reliée à la borne L1. Tandis que les bornes 7b et 7c peuvent être reliées par le pont 16, et les bornes 7b et 7a par le pont 15.Par l'enlèvement des ponts 15 et 16 on obtient qu'en régime de charge d'appoint seule la résistance chauffante 7 soit alimentée en courant.

Dans le cas où même en régime d'appoint on doit charger toutes les résistances chauffantes 1 à 3 et où, par conséquent, on n'envisage pas d'enlever les ponts 15 et 16, on peut supprimer le dispositif de commutation 6 et - comme il a été déjà expliqué - on peut prévoir la liaison tracée en pointillé, 6', qui relie les bornes 7d, 7e et 7f à la borne L2. Cependant la possibilité d'enlever le pont 15 et/ou le pont 16, et de l'utiliser en combinaison avec le dispositif de commutation 6, offre l'avantage de pouvoir réduire d'un tiers ou de deux tiers la puissance raccordée pendant le régime d'appoint.

L'invention permet ainsi de réaliser une installation de chauffage électrique à radiateur à accumulation, plus particulièrement à radiateur à accumulation, fonctionnant en régime mixte dimensionné pour une faible puissance raccordée, et permettant une charge d'appoint sans dispositif additionnel de chauffage.

I1 ressort des figures 2 et 3 que l'installation de chauffage électrique selon l'invention ne peut donner lieu qu'à des fluctuations très faibles de la température du local.

Les figures 2 et 3 montrent les variations de la température du local, la courbe A illustrant les fluctuations de la tem pérature du local en fonction du temps. La courbe B montre la baisse possible de la température du local pendant la période de nuit. Sur la figure 3 est représentée par C la courbe obtenue avec l'installation de chauffage électrique selon l'invention lorsque la température du local descend à une valeur inférieure à 19"C de sorte qu'une charge d'appoint devient nécessaire pendant la période de jour. La courbe C montre clairement que le régime d'appoint ne dure qu'un temps très court jusqu'à ce que la température du local, par exemple de 200C, soit à nouveau atteinte. Dans ce cas, le relais thermique 7 se déclenche et le processus se répète jusqu'à ce que la température du local descende à une valeur inférieure à 190C. Après que le relais thermique 7 a libéré ses contacts de charge seulement après le refroidissement du bimétal, le radiateur à accumulation est chargé encore quelque temps par le processus de charge d'appoint décrit, si bien que la valeur de consigne réglée à 200C est à nouveau atteinte, et la baisse de la température du local se répète à des intervalles assez espacés, comme illustré par la courbe C de la figure 3.

Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1.- Installation de chauffage électrique à radiateur à accumulation, comportant un dispositif de régulation de la charge, dont le circuit de chauffage est commandé par un dispositif thermostatique,caractérisé en ce que le dispositif thermostatique (14) répond à deux températures différentes et est relié électriquement à un premier dispositif de commutation (7), et que, lorsque la température descend au-dessous d'une valeur prédéterminée, le dispositif de commutation (7) relie au réseau, au moins une partie des résistances de chauffage (1, 2, 3) du radiateur à accumulation.

2.- Installation de chauffage électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend, en parallèle sur le premier dispositif de commutation (7) un dispositif (6, 6') pour connecter les résistances chauffantes (1, 2, 3) au réseau.

3.- Installation de chauffage électrique selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif (6) pour connecter les résistances chauffantes (1, 2, 3) au réseau est constitué par un second dispositif de commutation qui peut être connecté au réseau par l'intermédiaire d'un organe de commutation programmé (9a).

4.- Installation de chauffage électrique selon la revendication 3, caractérisée en ce que le second dispositif de commutation (6) est temporisé.

5.- Installation de chauffage électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que certaines au moins des bornes (7a, 7b, 7c) du premier dispositif de commutation (7) sont interconnectées par des ponts (15, 16), et qu'une seulement desdites bornes (7c) est connectée au réseau.

6.- Installation de chauffage électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le dispositif de régulation de la charge (4, 5) est monté entre le premier dispositif de commutation (7) et le dispositif de connexion (6, 6') d'une part et les résistances (1, 2, 3) du radiateur à accumulation d'autre part.

7.- Installation de chauffage électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend deux organes de commutation (14a, 14b) commandés par le dispositif thermostatique (14), l'un (14a) de ces organes de commutation étant fermé lorsque la température descend au-dessus d'une première température prede- terminée, tandis que le deuxième organe de commutation (14b) est fermé lorsque la température descend au-dessous d'une deuxième température prédéterminée, située au-dessous de ladite première température prédéterminée.

8.- Installation de chauffage électrique selon la revendication 7, caractériséeen ce que le circuit associé au deuxième organe de cor-lutation (14b) commande le premier dispositif de commutation (7).

9.- Installation de chauffage électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le dispositif de connexion (6') est disposé entre les contacts (7d, 7e, 7f) du premier dispositif de commutation (7), qui sont associés aux résistances chauffantes (1, 2, 3), d'une part, et l'organe de commutation programmé (9a), d'autre part.