FR2549205A1 - Procede de regulation et de commande pour l'exploitation d'une installation de chauffage et dispositif de regulation et de commande pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Abstract

SELON CE PROCEDE POUR BRANCHER OU DEBRANCHER DES GENERATEURS DE CHALEUR 1A, 1B, K, UN INTEGRATEUR 18 INTEGRE UNE DIFFERENCE DE TEMPERATURE ENTRE UNE VALEUR REELLE ET UNE VALEUR DE CONSIGNE, UN COMMUTATEUR 23 CONTROLE LA VALEUR DE L'INTEGRALE ET RAMENE A ZERO L'INTEGRATEUR, LA VALEUR MOYENNE DE LA DIFFERENCE DE TEMPERATURE TH EST REGLEE A ZERO PAR L'INTEGRATEUR 18 FORMANT REGULATEUR ET DELIVRANT DES ORDRES DE REGLAGE DE LA PUISSANCE DU GENERATEUR DE CHALEUR REGLE, ET UN COMPARATEUR 16, 17 REGLE A ZERO L'INTEGRATEUR LORSQUE LA VALEUR REELLE TH ET LA VALEUR DE CONSIGNE TH SONT VOISINES OU QUE LA DIFFERENCE DE TEMPERATURE TH REVIENT A UNE VALEUR PREDETERMINEE; APPLICATION NOTAMMENT AU REGLAGE AUTOMATISE D'INSTALLATIONS DE CHAUFFAGE.

Description

L'invention concerne un procédé de régulation et de commande pour régler la température d'un agent caloporteur ainsi que pour brancher et débrancher, en fonction de la charge, différents générateurs de chaleur, qui sont raccordés respectivement par l'intermédiaire d'une canalisation aller et d'une canalisation de retour à des radiateurs parcourus par l'agent caloporteur, et selon lequel un régulateur règle la température de l'agent caloporteur par modification de la quantité de chaleur délivrée par l'un des générateurs de chaleur à la conduite aller et selon lequel un générateur intègre en fonction du temps une différence de température entre une température réelle instantanée et une température de consigne, en tenant compte du signe, mais ne poursuit l'intégration que lorsque la différence de température dépasse une valeur prédéterminée, et dans lequel en outre un commutateur à valeur de seuil contrôle la valeur de l'intégrale et, lorsqu'une valeur limite supérieure de l'intégrale est atteinte, branche ou débranche des générateurs de chaleur supplémentaires par l'intermédiaire d'un commutateur à gradins et positionne simultanément l'intégrateur sur la valeur zéro.

Dans le cas d'installations de chauffage importantes, il est connu d'utiliser plusieurs chaudières et de mettre ces dernières en fonctionnement par échelons en fonction de la charge et la plupart du temps sous la commande d'une minuterie, à l'aide de ce qu'on appelle des montages en cascade . I1 est en outre connu de mettre en fonctionnement une ou plusieurs pompes a chaleur en fonction de la température extérieure et d'utiliser une chaudière fonctionnant avec des combustibles fossiles, en tant que générateurs de chaleur supplémentaires ou de remplacement selon un fonctionnement bivalent lorsque la température extérieure diminue.

Etant donné que lorsque la température extérieure diminue, la puissance d'une pompe à chaleur diminue, notamment lorsque l'air extérieur est utilisé comme source de chaleur, et que par ailleurs la puissance thermique nécessaire de l'installation de chauffage augmente, un générateur de chaleur supplémentaire est mis en service habituellement une température extérieure prédéterminée et la pompe chaleur est soit arrêtée, soit maintenue en fonctionnement continu, jus qu'à une température extérieure plus basse fixée, titre de dispositif de chauffage pour une charge de base.Le besoin calorifique, nécessaire a un instant donné, d'un bâti- ment devant être chauffé, dépend cependant du type de son isolation thermique et de son pouvoir accumulateur, ainsi que du comportement des habitants. En outre, dans le cas d'un fonctionnement avec une pompe à chaleur, la quantité de chaleur pouvant être prélevée de l'air varie également pour une même température extérieure, en fonction des conditions météorologiques momentanées. Le seuil de la température extérieure, pour lequel le générateur supplémentaire de chaleur est mis en fonctionnement, doit être choisi pour les questions de confort de telle sorte que pour des températures extérieures supérieures à ce seuil, la pompe à chaleur puisse couvrir le besoin calorifique également dans des conditions défavorables.D'autre part, il peut apparaître, dans le cas de températures extérieures inférieures au seuil ainsi choisi, des conditions pour lesquelles une pompe à chaleur est apte à elle seule à couvrir de façon rentable le besoin calorifique momentané.

Le brevet européen EP-A 0 056 445 décrit le branchement supplémentaire, dépendant de la charge, d'un générateur de chaleur supplémentaire lorsque a) la température est tombée au-dessous d'une valeur de con
signe pendant un intervalle de temps déterminé, et b) un accroissement minimum requis de la température n'est
pas atteint pendant un intervalle de temps fixé, auquel cas en b), lors d'une variation de la valeur de consigne, il faut empêcher un branchement prématuré du générateur de chaleur supplémentaire. Un organe de réglage, qui règle l'apport thermique du générateur de chaleur supplémentaire, délivre dans sa position de fermeture un signal servant à débrancher à nouveau ce générateur de chaleur.A cet effet, il faut toujours prévoir un organe de réglage et l'on ne peut pas utiliser de cette manière un appareil de chauffage à gaz branché à la manière d'un chauffe-eau instantané.

Si par ailleurs le branchement et le débranchement d'un appareil de chauffage à gaz dans un circuit de chauffe-eau instantané ne devaient être réalisés qu'en fonction de la différence entre la température de consigne et la température réelle, il apparattrait des phénomènes oscillatoires par le fait que les variations de température apparaissant pendant un bref intervalle de temps lors du branchement de l'appareil du chauffage à gaz et dues à la faible capacité d'accumulation thermique de cet appareil, conduiraient à un branchement et un débranchement à bref délai.

D'après le brevet allemand DE-A-31 12 220 on connaît en outre un procédé servant à faire fonctionner un commutateur à valeurs multiples, selon lequel le branchement et le débranchement de générateurs de chaleur s'effectuent de manière plus efficace du point de vue de l'énergie par le fait que le branchement dgun générateur de chaleur supplémentaire ou le débranchement de générateurs de chaleur branchés en continu n'intervient que lorsque, conformément à l'instruction d'un dispositif de régulation travaillant d'une manière indépendante du commutateur à valeursmultiples, la quantité de chaleur nécessaire ne peut plus être fournie par les générateurs de chaleur jusqu'alors en fonctionnement, ou bien lorsque les générateurs de chaleur branchés en continu délivrent une quantité trop importante de chaleur.Par conséquent on obtient un branchement ou un débranchement retardé de générateurs de chaleur supplémentaires, mais ceci tient encore trop peu compte par exemple des sauts de température apparaissant lors du branchement d'une pompe à chaleur sans accumulateur, par le fait que le régulateur basé sur une simple mesure de la température débranche bientôt à nouveau la pompe à chaleur et qu'il apparaît un branchement/débranchement avec des temps de fonctionnement d'une brièveté indésirable.

L'invention a pour but d'indiquer un procédé ainsi qu'un dispositif de régulation et de commande, comportant plusieurs générateurs de chaleur et au moyen duquel on obtienne, moyennant une faible dépense et sans que des écarts brusques de température agissent d'une manière nuisible, un comportement quasi-stable, adapté au besoin calorifique instantané, et ce aussi bien dans le cas d'un faible besoin calorifique que dans le cas d'un besoin calorifique élevé Ceci doit être obtenu sans que par exemple lorsque l'agent caloporteur de chauffage se trouve à de basses températures, au voisinage de la limite de chauffage, il faille utiliser une différence de commutation accrue par rapport au fonctionnement dans le cas d'une charge élevée, ou bien sans que d'autres dispositions visant à obtenir des durées de branchement et de débranchement de l'échangeur de chaleur, ménageant le fonctionnement de ce dernier, soient nécessaires.

Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un procédé du type indiqué plus haut, caractérisé par le fait que la valeur moyenne dans le temps de la différence de température est réglée à zéro par le fait que l'intégrateur muni de son commutateur à valeur de seuil, qui est branché en aval, agit à la manière d'un régu- lateur et à cet effet délivre des instructions de réglage servant à accroître ou à réduire la puissance thermique du générateur de chaleur réglé à l'instant considéré, avant que soit atteinte une valeur limite supérieure et en tenant compte du signe de la différence de température, et qu'un comparateur positionne en supplément sur zéro l'intégrateur dans le cas d'une confidence au moins approximative de la valeur réelle de la température et de la valeur de consigne de la température, mais au plus tot lors du retour à la différence de température prédéterminée.

Le problème est également résolu grâce à un dispositif de régulation pour la mise en oeuvre du procédé indiqué plus haut, du type comportant un régulateur de température, un intégrateur et un commutateur à gradins influencé par la variation de la température par l'intermédiaire de l'intégrateur et servant à réaliser le branchement ou le débranchement de plusieurs générateurs de chaleur, caractérisé en ce qu'en amont de l'intégrateur se trouve branché un comparateur réglant à zéro l'intégrateur lorsque la valeur réelle de la température est proche de la valeur de consigne de la température, et qu'en aval de lintegratour se trouvant branchés respectivement deux commutateur à valeur de seuil possédant des valeurs limites différentes, l'un des commutateurs à valeur de seuil comportant les valeurs limites inférieures servant de régulateur de température et le commutateur à valeur de seuil comportant les valeurs limites supérieures décalant le commutateur d'un étage de puissance.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins, sur lesquels
- la figure i représente un dispositif de régulation et de commande ainsi que le schéma hydraulique d'une installation de chauffage comportant un mélangeur
la figure 2 représente un schema hydraulique d'une installaticr. de chauffage comportant une pompe .- chaleur et un appareil de chauffage au gaz ; et
- la figure 3 représente quatre diagrammes superposés de fonctionnement.

Sur les figures 1 et 2, la référence 1 designe une pompe à chaleur qui est montée dans le circuit de retour 2 d'une installation de chauffage. Sur la figure 1 il s'agit d'une pompe à chaleur 1 à deux étages, dont les étages sont désignés par la et lb. L'installation de chauffage comporte en outre des radiateurs H, une pompe de circulation 3 située dans la canalisation allée 4 et un capteur de température 5 monté dans cette canalisation. Dans l'exemple de la figure 1, il est en outre prévu un mélangeur 6 muni de son dispositif d'entrainement 7 et d'une canalisation bypass ou de contournement 8 ainsi qu'une chaudière K, qui sont raccordés entre eux de façon connue. Comme mélangeur 6, on utilise un mélangeur à trois voies, mais il pourrait tout aussi bien s'agir d'un mélangeur à quatre voies.

Dans l'exemple de la figure 2, la pompe à chaleur 1 est branchée hydrauliquement en série avec un appareil de chauffage au gaz 9. La pompe à chaleur 1 peut être mise en fonctionnement seule ou en commun avec l'appareil de chauffage au gaz 9.

Sur la figure 1, la référence 10 désigne en outre un appareil de commande à la sortie Il duquel est toujours présent un signal qui représente la valeur de consigne instantanée requise avs de la température dans la canalisation aller 4 du bâtiment devant être chauffé. L'appareil de commande 10 contient un générateur de programmes servant à réaliser la commande dans le temps de l'état ther mique du batiment et détecte par exemple la température ex térieure A) aA) en vue de former la valeur de consigne e vs sur la base d'une courbe de chauffage fixée.Cependant la formation de la valeur de consigne Svs peut être également réalisée uniquement sur la base d'une température ambiante détectée, ou bien aussi bien la température exterieureg
A que la température ambiante e influent sur la valeur de
R consigne BVs .En aval de l'appareil de commande 10 est bran
vs ché un dispositif formateur de différence 13 qui détermine une différence de température instantanée DBentre une valeur réelle e vj- de la température de la canalisation aller, mesurée au niveau du capteur de température 5, et la valeur de consigne pvs Un signal de sortie 14 est envoyé par l'inter-
vs médiaire d'un commutateur 15 à deux comparateursl6 et 17, dont toujours seulement l'un d'eux est actif, comme cela sera expliqué ci-apres.Les deux comparateurs 16 et 17 ont pour rôle de positionner à zéro un intégrateur 18 branche en aval, lors d'une colncidence au moins approximative de la valeur réelle vj de la température et de la valeur de consigne gvs mais au plus tôt lors du retour à une différence de température prédéterminée admissible - AS. A cet effet les deux comparateurs 16, 17 sont raccordés, par les premieres sorties respectives 19 et 20, à une première borne 21 de remise à l'état initial de l'intégrateur 18.

En aval de l'intégrateur 18 se trouvent branchés respectivement deux commutateurs à valeur de seuil 22 et 23 ou 24 possedant des valeurs limites différentes et parmi lesquels le commutateur à valeur de seuil 23 ou 24, qui possède une valeur limite inférieure, sert de régulateur de température, tandis que le commutateur à valeur de seuil 22, qui possède une valeur limite superieure, peut décaler, respec-tivement d'un échelon de puissance, un commutateur à gradins 25. A cet effet une entrée 26 du commutateur à valeur de seuil 22 est reliée une sortie 27 de l'intégrateur 18.En outre la sortie 27 est -accordée au choix, par l'in termediaire d'un commutateur 28, soit à une entrée 29 du commutateur à valeur de seuil 2, soit à une entrée 30 du commutateur à valeur de seuil 24. Chacun des commutateurs à valeur de seuil 23 ou 24, qui on: au choix branchés en aval de l'intégrateur 18, agit en tant que régulateur. Lorsque la valeur AAdt augmente sur la sortie 27, et ce dans le cas de valeurs Imites différentes pour les deux commutateurs à valeur de seuil 23 et 24, nais avant que la valeur limite supérieure associes au commutateur à valeur de seuil 22 soit atteinte, des instructions de régulation sont délivrées en vue d'accroître ou de réduire la puissance calorifique du générateur de chaleur réglé à l'instant considéré1 et à cet effet l'intégrateur 18 est inséré dans un circuit de régulation qui règle à zéro la valeur moyenne dans le temps de la différence de température. Ceci est à l'opposé du système connu selon lequel la différence de température ellemême sert de grandeur de réglage. On va expliciter encore ci-après de façon plus détaillée le circuit de régulation.

Tout d'abord on va décrire le commutateur à valeur de seuil 22 muni de son commutateur à gradins 25, branché en aval.

Le commutateur à valeur de seuil 22 possède une sortie 31 amplifiant la puissance de chauffage et une sortie 32 réduisant cette puissance. Ces deux sorties sont reliées au commutateur à gradins 25 et sont en outre raccordées à d'autres bornes respectives 33 et 34 de remise à l'état initial de l'intégrateur 18. Chaque signal agissant sur le commutateur à gradins 25 à partir des sorties 31 et 32 provoque une remise à zéro de l'intégrateur 18 par l'intermédiaire des bornes 33 et 34 de remise à l'état initial.

De même le commutateur à valeur de seuil 23 est relié par une ligne 35 au commutateur à gradins 25.

Grâce à la présence de cette ligne, le commutateur à valeur de seuil 23 envoie une instruction correspondante à un générateur de chaleur réglé selon le mode de fonctionnement par tout ourien , en fonction du signe de la différence de température instantanée il1e , lorsque la valeur limite inférieure de l integraleJbEdt est atteinte. Dans l'exemple de la figure 1, ceci provoque, par suite de l'actionnement du commutateur à gradins 25 sur un pas d'avance, le branchement ou le débranchement de l'un des étages la, lb de la pompe à chaleur 1.L'intégration effectuée dans l'intégrateur 18 n'est pas interrompui car le comparateur 16 branché en amont de l'intégrateur 18 dans ce type de fonctionnement, provoque le positionnement à zéro de 1'intégrateur 18 uniquement lorsque la différence de température de s'annule.

Le commutateur à gradins 25 communique sa position de commutation, par l'intermédiaire de trois lignes 36, 37, 38 à un circuit logique de commutation 39 qui retransmet les instructions de commande nécessaires aux dif férents générateurs de chaleur. Deux organes de liaison 40 et 41, qui sont raccordés aux deux étages la et lb dans l'exemple de la figure 1, sont utilisés à cet effet. Dans l'exemple de la figure 2, un organe de liaison 40 est raccordé à la pompe à chaleur 1 prévue et l'organe de liaison 41 est raccordé à l'appareil de chauffage à gaz 9 utilisé.

Deux autres sorties 42 et 43 (figure 1) du circuit logique de commutation 39 servent à la mise en fonctionnement de la chaudière K ainsi que du mélangeur 6 muni de son dispositif d'entraînement 7. La sortie 42 libère le fonctionnement de la chaudière K et est reliée par un thermostat de chaudière 44, ce qui indique que ce dernier contrôle la température de la chaudière. La valeur présente dans la sortie 43 détermine la position du mélangeur 6, en association avec les instructions transmises par le commutateur à valeur de seuil 24 par la ligne 45.

Deux autres lignes 46, 47 représentées en pointillés sur la figure 1 et partant du circuit logique de commutation 49 indiquent que les commutateurs 15 et 28 sont également commandés à partir du circuit logique de commutation 39, c'est-à-dire que ce dernier détermine lequel des deux comparateurs 16, 17 et lequel des deux commutateurs à valeur de seuil 23 ou 24 doivent être placés à l'état actif, tandis que le commutateur à valeur de seuil 22 contro- le en permanence la sortie 27 de l'intégrateur 18.

Comme cela a déjà été mentionné, le commutateur à gradins 25 est actionné aussi bien par le commutateur à valeur de seuil 23 que par le commutateur à valeur de seuil 22. Le commutateur à gradins 25 assume par conséquent deux taches, dont la première a déjà été décrite précédemment et pour laquelle le commutateur à valeur de seuil 23 agit, avec le commutateur à gradins 25, à la manière d'un régulateur par tout ou rien.Le commutateur à gradins 25 remplit sa seconde tâche en tant que commutateur en cascade par le fait que dans le cas d'une forte variation du besoin de chaleur, qui ne peut plus être compensé par un branchement ou un débranchement total du générateur de chaleur réglé à l'instant considéré, le commutateur à gradins met à nouveau en service un générateur de chaleur (sortie 31) sur la base des signaux apparaissant sur les sorties (31 et 32), ou bien arrêt un générateur de chaleur jusqu'alors en fonctionnement (sortie 32).

On va expliciter ci-après de façon plus détaillée en référence à la figure 3 le mode de fonctionnement du dispositif de régulation décrit. Ce mode de fonctionnement concerne une installation de chauffage à deux étages, par exemple conforme à la figure 2 ou bien le fonctionnement des deux étages la et lb de la pompe à chaleur 1 de la figure 1, et représente d'une manière linéarisée sur un dia gramme supérieur 48 la variation de la température 6 v dans
v canalisation allée en fonction du temps t, et dans un dia gramme central 49 la variation de I'intégrale dt. . dt. Les deux diagrammes inférieurs 50, 51 représente l'état de commutation des deux générateurs de chaleur. 1 et 9 ou la et lb.

Dans le diagramme central 49, on a représenté sous la forme de droites horizontales, des valeurs limites inférieures positive et négative 52a et 52b de l'intégrale pour le commutateur à valeur de seuil 23 ainsi que des valeurs limites supérieures positive et négative 53a et 53b pour le commutateur à valeur de seuil 22.

Conformément aux diagrammes 50 et 51, à l'instant to, l'étage la de la pompe à chaleur 1 (figure 1) est branché en continu (diagramme 50) tandis que l'étage lb est réglé selon le mode de fonctionnement par tout ou rien (diagramme 51). Cela signifie qu'un signal continu est présent dans la ligne 36 (figure 1), tandis que la ligne 37 transmet le signal pour la régulation par tout ou rien de l'étage lb. La ligne 38 est sans signal. En outre il est visible d'après le diagramme 48 qu'à l'instant t il existe une différence de température ## (négative) tombant au-dessous de la valeur de consigne B vs de la température, et ce avec une tendance à la poursuite d'une décroissance.Dans cet état de fonctionnement, les commutateurs 15 et 28 du circuit logique de commutation 39 (figure 1) sont placés dans la position représentée sur la figure 1, le comparateur 16 est branché en amont de 1'intégrateur 18 lors de la remise à zéro pour dB= O et les deux commutateurs à valeur de seuil 22 et 23 sont branchés en aval de l'intégrateur 18.

A partir de l'instant to, la valeur initiale de 1'intégrateur 18 augmente par suite de la présence de la différence de température négative -## conformément au diagramme 49 sous la forme d'une valeur négative, jusqu'à ce que cette valeur déclenche à l'instant t1 une instruction de commande par laquelle la valeur limite 52b pour l'inté- grale J ## .dt est atteinte et de ce fait le commutateur à valeur de seuil 23 répond et actionne le commutateur à gradins 25 par l'intermédiaire de la ligne 35 et ce commutateur à gradins brancherpar l'intermédiaire de la ligne 37 et du circuit logique de COEmUtltiOn 39, l'étage lb réglé à 1 'ins- tant considéré. L'intégrateur 13 exécute son intégration sans annulation.L'annulation n'intervient que lorsque par suite du branchement de l'étage lb, la température # v dans
v la canalisation aller augmente à nouveau conformément au diagramme 48 et que la différence de températureG devient nulle, ce qui est le cas à l'instant t2 Etant donne que la température augmente à nouveau après l'instant t2 la différence de température (positive) + , qui dépasse maintenant la valeur de consigne 8 vs de la température, augmente et l'intégration s'effectue à nouveau, mais maintenant sous la forme d'une valeur positive conformément au diagramme 49, jusqu'à l'instant t3 auquel le commutateur à valeur de seuil 23 branché en aval atteint sa valeur limite 52a, ce qui a pour effet que l'étage lb est à nouveau débranché par l'intermédiaire du commutateur à gradins 25. La même séquence se répète jusqu'à ce qu'une réduction de la charge ne puisse plus abaisser la température e Vt à l'instant t4. I1 subsis- te une différence de température tI approximativement constante. La sortie 27 de l'intégrateur 18 atteint à l'instant t5 la valeur limite 52a du commutateur à valeur de seuil 23 et provoque le débranchement de l'étage lb. Mais ensuite la température ne diminue pas si bien qu'à l'instant t6 la valeur limite supérieure 53a est atteinte et le commutateur à valeur de seuil 22 répond.Il apparaît alors, sur sa sortie 32, une impulsion qui d'une part positionne à zéro l'inte- grateur 18 par l'intermédiaire de la borne 33 de remise à l'état initial et d'autre part rétrograde d'un échelon le commutateur à gradins 25 fonctionnant en tant que commutateur en cascades. De ce fait, l'étage la placé jusqu'alors en fonctionnement permanent, est débranché et est inséré dans le circuit de réglage par tout ou rien. Etant donné que maintenant aucune chaleur n'arrive plus, la température diminue et de la même manière que cela a été décrit précédemment pour l'étage lb, l'étage la est réglé conformément au diagramme 50 selon le fonctionnement par tout ou rien.

A l'instant t7 il se produit un accroissement de la charge qui provoque en premier lieu le rebranchement de l'étage la à l'instant t8 et ensuite, une fois la valeur limite supérieure négative 53b atteinte à l'instant bg, le commutateur à valeur de seuil 22 branche l'étage la sur le fonctionnement continu et en supplément met en fonctionnement l'étage lb. Ensuite, il se produit à nouveau une régulation par tout ou rien de l'étage lb.

Lorsque conformément à la figure 1, l'installation comporte encore un étage supplémentaire de puissance réalisé sous la forme dlun régulateur par plus et moins, il est approprié de brancher en amont de l'integra- teur 18 un comparateur positionnant à zéro l'intégrateur 18 déjà pour une valeur réelle de la température proche de la valeur de consigne. C'est le comparateur 17 qui est utilisé à cet effet. Si la puissance calorifique fournie par les deux étages la et lb ne suffit plus, conformément aux explications données précédemment, la valeur limite négative supérieure 53b de l'intégrale est atteinte dans le cas où une différence de température négative subsiste assez longtemps.

Le commutateur à valeur de seuil 22 répond et déclenche, outre la remise à zéro de l'intégrateur 18, une avance sur un échelon du commutateur à gradins 25. Ceci n'est plus- re- présenté sur la figure 3. Ce fait entrasses par l'intermé- diaire du circuit logique de commutation 39 et par suite de l'actionnement du commutateur 15, qu'en amont de l'intégr & teur 18 se trouve maintenant branché le comparateur 17 qui maintient le positionnement à zéro de l'intégrateur 18 dans les limites d'une différence de température prédéterminée admissible de t be et maintient en permanence à zéro la valeur de sortie de l'intégrateur 18 lorsque la valeur réelle t vj de la température se situe à l'intérieur de cette différence de température admissible -ss≈. Simultanément à l'aide du commutateur 15, le circuit logique de commutation 39 actionne également le commutateur 28.De ce fait, le commutateur à valeur de seuil 24, qui agit en tant que gXnéra- teur d'impulsions et qui forme alors avec l'intégrateur 18 un régulateur par plus et moins agissant sur le dispositif d'entraînenient 7,est branché en aval de l'intégrateur 18.

En outre le circuit logique de commutation 39 libère par l'intermédiaire de sa sortie 42, le fonctionnement de la chaudière K dont la température est maintenant réglée directement par le thermostat 44 de la chaudière ou de façon con tinue par la température extérieure 9 A En outre le circuit
A logique de commutation 39 ne délivre plus à sa sortie 43 un signal qui maintenait jusqu'alors le mélangeur 6 dans sa position fermée, c'est-à-dire dans la position qui ne permettait aucun écoulement de l'agent caloporteur à travers la chaudière K.

En supposant que la valeur réelle de la température s'écarte de la valeur de consigne b de
vs la température, d'une valeur supérieure à la différence de température admissible tEz, l'vint gration commençant à par- tir de zéro déclenche dans le générateur d'impulsions 24, des impulsions qui sont proportionnelles à la croissance de la valeurJe.dt et dont le signe correspond à la différence de température & de. Avantageusement le générateur d'impul- sions 24 délivre des impulsions d'une durée constante, qui sont séparées par un intervalle de temps proportionnel à la croissance de l'intégrale, de sorte que lorsque la croissance devient plus forte, l'intervalle entre les impulsions devient de plus en plus bref.Lorsque dans le cas du dispositif d'entraînement 7, il s'agit d'un servomoteur, les impulsions déclenchent dans le dispositif d'entraînement 7, des pas de réglage qui provoquent un réglage du mélangeur 6 dans l'un ou l'autre sens en fonction de l'écart de réglage.

Dans le cas d'un écart de réglage assez important, il apparaît par unité de temps un plus grand nombre d'impulsions que dans le cas d'un écart de réglage plus faible, c'est-à- dire que la vitesse moyenne de reglage de l'organe de réglage varie et qu'il en résulte un réglage quasi-permanent à action intégrale.

Le procédé décrit et le dispositif de régulation permettent d'absorber les sauts élevés indésirables de température, qui apparaissent lors du branchement ou du débranchement par exemple d'une pompe à chaleur ou d'un appareil de chauffage à gaz, sans que le processus de commutation soit à nouveau annulé au bout d'un bref intervalle de temps par le capteur de température. Par conséquent on obtient un allongement désiré du temps de fonctionnement.

Ceci est avantageux en particulier dans le cas d'une faible charge et dans le cas de l'utilisation de pompes à chaleur à air/eau, étant donné que dans ces conditions on peut con server comme critère de commutation aussi bien dans le cas d'une charge minimale que dans le cas de la pleine charge, une valeur d'intégrale constante (valeur limite supérieure et inférieure 52a et 52b), tandis que des dispositifs connus de régulation doivent fonctionner, en vue d'une adaptation des pompes à chaleur, au voisinage des conditions limites avec une différence de commutation dépendant de la température présente dans la canalisation aller. Les problèmes de réglage apparaissant dans des dispositifs de régulation connus sont par conséquent éliminés.

Contrairement aux régulations connues, grâce à l'intégration un faible écart de réglage durant depuis assez longtemps, qui se situe dans la zone neutre dans le cas d'une régulation quasi-permanente ou bien à l'inte- rieur de la différence de commutation dans le cas d'une régulation par tout ou rien, entraîne l'apparition d'une instruction de commutation. Ceci est avantageux surtout dans le cas de températures proches ae la limite de chauffage, lors d'un rebranchement du chauffage après une période sans chauffage.Ceci est avantageux principalement dans le cas de chauffages par le sol dans des systèmes à basse tempéra- ture, qui peuvent fonctionner avec une température diminuant de façon continlle avec une faible pente de la courbe de chauffage et ce jusqu'à la limite de chauffage, ce qui est possible notamment dans le cas du fonctionnement de pompes à chaleur, contrairement à des chaudières à huile.

Le comportement decrit est cependant avantageux non seulement pour le fonctionnement de pompes à chaleur, mais également pour des dispositifs de chauffage électrique direct à plusieurs étages ou pour le branchement et le débranchement,par échelons,de chaudières à la manière de commutateurs en cascade
-Le nouveau dispositif de régulation peut être utilise pour tous les circuits hydrauliques usuels, même s'il n'existe aucun accumulateur tampon. Pour réduire la fréquence de commutation dans le cas de l'absence d'un accumulateur, il faudrait faire fonctionner les installations existant actuellement, de façon répétée sous la forme d'un système de régulation de température dans la canalisation retour ce qui conduirait à nouveau à des instabilités de la régulation dans le cas de quantités d'eau différentes, dues à l'utilisation de valves de radiateurs. Ce problème est supprimé dans le cas d'une régulation de la température dans la canalisation aller

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour régler la température d'un agent caloporteur ainsi que pour brancher et débrancher, en fonction de la charge, différents générateurs de chaleur (la, ab, K), qui sont raccordés respectivement par l'intermédiaire d'une canalisation aller et d'une canalisation de retour à des radiateurs (H) parcourus par l'agent caloporteur, et selon lequel un régulateur règle la température de l'agent caloporteur par modification de la quantité de chaleur délivrée par l'un des générateurs de chaleur à la conduite aller et selon lequel un intégrateur (18) intègre en fonction du temps une différence de température entre une température réelle instantanée et une température de consigne, en tenant compte du signe, mais ne poursuit l'intégration que lorsque la différence de température dépasse une valeur prédéterminée, et dans lequel en outre un commutateur à valeur de seuil(23) contrôle la valeur de l'intégrale et, lorsqu'une valeur limite supérieure de l'intégrale est atteinte, branche ou débranche des générateurs de chaleur supplémentaires par l'intermediai- re d'un commutateur à gradins et positionne simultanément l'intégrateur sur la valeur zéro, caractérisé en ce que la valeur moyenne dans le temps de la différence de température (48) est réglee à zéro par le fait que l'integrateur (18) muni de son commutateur à valeur de seuil (23, 24), qui est branché en aval, agit à la manière d'un régulateur et à cet effet délivre des instructions de réglage servant à accroître ou à réduire la puissance thermique du générateur de chaleur (1, 9, K) réglé à l'instant consideré, avant que soit atteinte une valeur limite supérieure (53a, 53b) et en tenant compte du signe de la différence de température (), et qu'un comparateur (16, 17) positionne en supplément sur zéro l'in intégrateur (18) dans le cas d'une coîncidence au moins approximative de la valeur réelle ( de la température et de la valeur de consigne 0vs de la température, mais au plus tôt lors du retour à la différence de température prédéterminée

2.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que des instructions de commande sont dé clenchées par le commutateur à valeur de seuil (23) lorsqu'est atteinte une valeur limité inférieure (52a, 52b) de l'intégrale, par le fait que le commutateur à gradins (25) branche ou débranche le générateur de vapeur (1, 9) réglé à l'instant considéré, tandis que l'intégrateur (18) continue à réaliser l'intégration sans annulation supplémentaire et que l'annulation n'intervient que lorsque la différence de température 0S) est nulle.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1'intégrateur (18) agit, en association avec son commutateur à valeur de seuil (24) branché en aval, en tant que générateur d'impulsions sur un organe de réglage bidirectionnel (6, 7) servant de régulateur par plus et moins, par le fait que l'intégration, qui commence lors du dépassement de la valeur zéro dans la différence de température prédéterminée (+ & ), déclenche dans le générateur d'impulsions (24), des impulsions qui sont proportionnelles à la croissance de la valeur de l'intégrale et dont le sens correspond à la différence de température (sso).

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les impulsions possèdent une durée constante, tandis que l'intervalle de temps les séparant exprime la proportionnalité à la croissance de l'intégrale, et que lorsque la croissance devient plus forte, l'intervalle entre impulsions diminue de plus en plus.

5. Dispositif de régulation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, du type comprenant un régulateur de tem pérattr un intégrateur (18) et un commutateur à gradins (25) influencé par la variation de la température par l'intermédiaire de l'intégrateur et servant à réaliser le branchement ou le débranchement de plusieurs générateurs de chaleur (la, lb, K), caractérisé en ce qu'en amont de l'in tégrateur (18) se trouve branché un comparateur (16, 17) réglant à zéro 1'intégrateur (18) lorsque la valeur réelle (vj) de la température est proche de a valeur de consigne ( & s) de la température, et qu'en aval de l'intégrateur (18) se trouvent branchés respectivement deux commutateurs à valeur de seuil (22 et 23 ou 24) possédant des valeurs limites (53 ou 52) différentes, l'un des commutateurs à valeur de seuil (23, 24) comportant les valeurs limites inférieures (52a, 52b) servant de régulateur de température et le commutateur à valeur de seuil (22) comportant les valeurs limites supérieures (53a, 53b) décalant le commutateur (25) d'un chelon de puissance.

b. Dispositif de régulation selon la revendication 5, caractérise en ce que le comparateur (16) branché en amont de l'intégrateur (18) réalise le positionnement à zéro de l'intégrateur (18) lorsque la différence de température est nulle et que le commutateur à valeur de seuil (23) branche en aval de l'intégrateur (18) délivre une instrustion correspondante à des générateurs de chaleur (1,9) réglets selon un fonctionnement par tout ou rien, lorsque les valeurs limites inférieures (52a, 52b) sont atteintes, selon le signe de la différence instantanée de température

7.Dispositif de régulation selon la revendication 5, caractérise en ce que le comparateur (17) bianché en amont de l'intégrateur (18) maintient le position nement à zéro de l'-ntégrateur (18) à l'interieur d'un ecart prédéterminé de la valeur de consigne de (-ssz) et que le commutateur à valeur de seuil (24) branche en aval de l'in- tégrateur (18) est réalisé sous la forme d'un générateur d'impulsions et forme, avec l'intégrateur (18), un regela teur par plus et moins agissant sur le dispositif d'entrai- nement (7).

8. Dispositif de régulation selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'on utilise pour sa mise en oeuvre un microcalculateur.