FR2756391A1

FR2756391A1 - Control system for electrical room heating appliance

Info

Publication number: FR2756391A1
Application number: FR9614307A
Authority: FR
Original assignee: DENOUAL JEAN CLAUDE
Current assignee: DENOUAL JEAN CLAUDE
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 1998-05-29
Anticipated expiration: 2016-11-22
Also published as: FR2756391B1

Abstract

The device for the control and regulation of a heating element is intended for the situation where the electrical resistance element (3) is situated within a heating unit (6) for the wall or panel of a room (5). The device includes a sensor (8) which is able to measure the temperature of the heating wall corresponding to normal operation. A further device determines variations of one characteristic of the sensor element, corresponding to normal operation, as a function of the temperature of the heated wall. A comparison circuit compares the measured effective characteristic of the control element with the value of the characteristic corresponding to normal operation for a measured temperature of the heated wall. A modification device is then able to regulate the supply to the heating element when the comparison value exceeds a predetermined threshold.

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE
D'UN ELEMENT DE CHAUFFAGE RESISTIF
La présente invention concerne un dispositif de commande automatique d'au moins un élément de chauffage électrique, intégré dans une paroi, plafond, sol, mur, ou dans un panneau ou encore dans un appareil de chauffage d'un local ou enceinte à chauffer.CONTROL DEVICE
A RESISTIVE HEATING ELEMENT
The present invention relates to an automatic control device for at least one electric heating element, integrated in a wall, ceiling, floor, wall, or in a panel or in a heating appliance for a room or enclosure to be heated.

La température d'un local est généralement régulée au moyen d'un capteur thermostatique. L'élément de chauffage est piloté en tout ou rien (marche/arrêt); le dispositif de chauffage est mis en marche pour que la température du local atteigne une température TO de consigne déterminée.The temperature of a room is generally regulated by means of a thermostatic sensor. The heating element is controlled in all or nothing (on / off); the heating device is switched on so that the room temperature reaches a determined setpoint temperature TO.

Lorsque celle-ci est atteinte, le dispositif interrompt l'alimentation dudit élément, pour ne la rétablir qu' après avoir atteint une température inférieure Tl prédéterminée. Ainsi, par exemple si la température extérieure au local est bien inférieure à la température
TO de consigne souhaitée, l'isolation thermique n'étant jamais parfaite, la température du local oscille, en permanence, du fait de la régulation, entre TO et Tl, ce qui est très inconfortable pour l'utilisateur.When this is reached, the device interrupts the supply of said element, in order to restore it only after having reached a predetermined lower temperature T1. So, for example if the temperature outside the room is much lower than the temperature
TO setpoint desired, thermal insulation is never perfect, the room temperature oscillates, permanently, due to the regulation, between TO and Tl, which is very uncomfortable for the user.

De plus, dans les dispositifs connus, la vitesse de montée en température n'est pas réglable. Or, lors de la mise en route, une montée rapide en température est souhaitable pour que la température demandée par l'utilisateur soit rapidement atteinte. En revanche, en cours de fonctionnement, la montée en température n' a plus besoin d'être rapide.In addition, in known devices, the speed of temperature rise is not adjustable. However, during startup, a rapid rise in temperature is desirable so that the temperature requested by the user is quickly reached. On the other hand, during operation, the temperature rise no longer needs to be rapid.

Par ailleurs, le contact direct d'une surface isolante thermiquement sur la paroi de chauffe (tel qu'un matelas disposé à même le plancher), empêche la diffusion correcte de la chaleur et peut provoquer une surélévation locale de température, susceptible de détériorer les éléments de chauffe, les éléments constitutifs du plancher, ainsi que d'autres éléments environnants. Cette surélévation locale de température est usuellement appelée blocage thermique. Pour pallier à ce problème, les dispositifs connus prévoient un élément de contrôle conducteur et électriquement résistant. Lorsque la résistance électrique dudit élément de contrôle dépasse un seuil R2 prédéterminé, correspondant au blocage thermique, le dispositif interrompt ou modifie l'alimentation de l'élément de chauffage, de manière à atteindre et se stabiliser sur une résistance de l'élément de contrôle prédéterminée correspondant à une température de local plus faible.In addition, direct contact with a thermally insulating surface on the heating wall (such as a mattress placed on the floor), prevents the correct diffusion of heat and can cause a local temperature rise, which can deteriorate the heating elements, the components of the floor, as well as other surrounding elements. This local temperature rise is usually called thermal blocking. To overcome this problem, the known devices provide a conductive and electrically resistant control element. When the electrical resistance of said control element exceeds a predetermined threshold R2, corresponding to thermal blocking, the device interrupts or modifies the supply of the heating element, so as to reach and stabilize on a resistance of the control element predetermined corresponding to a lower room temperature.

Le seuil de blocage thermique dépend des caractéristiques géométriques et électriques de l'élément de chauffage. Or, les dimensions de l'élément de chauffage varient avec celles de la pièce à chauffer; plus la pièce est grande, plus la taille de l'élément est importante.The thermal blocking threshold depends on the geometric and electrical characteristics of the heating element. However, the dimensions of the heating element vary with those of the room to be heated; the larger the room, the larger the size of the element.

Il en résulte une inadéquation des nouvelles dimensions de l'élément de contrôle avec le seuil de blocage R2 préexistant. Aux nouvelles dimensions de l'élément correspond un nouveau seuil R'2 de blocage thermique.This results in an inadequacy of the new dimensions of the control element with the pre-existing blocking threshold R2. The new dimensions of the element correspond to a new thermal blocking threshold R'2.

Ainsi, lorsqu'un blocage thermique se produit, si le seuil R2 préexistant est plus élevé que le nouveau seuil
R'2, le blocage thermique ne peut être décelé, avec les conséquences potentielles (évoquées ci-dessus) de destruction de l'élément de chauffage et de détérioration des éléments (revêtement, meubles, ...) soumis à l'élé- vation de température de la paroi. Thus, when a thermal blockage occurs, if the preexisting R2 threshold is higher than the new threshold
R'2, thermal blocking cannot be detected, with the potential consequences (mentioned above) of destruction of the heating element and deterioration of the elements (coating, furniture, etc.) subjected to the wall temperature change.

De plus, lorsqu'un blocage thermique est détecté, les dispositifs connus maintiennent la résistance de l'élément de contrôle à une valeur prédéterminée, correspondant à une température plus faible; or celle-ci d'une part, peut ne pas convenir à l'utilisateur, et d'autre part, n'est pas susceptible de varier sans intervention humaine.In addition, when a thermal blockage is detected, the known devices maintain the resistance of the control element at a predetermined value, corresponding to a lower temperature; however this on the one hand, may not be suitable for the user, and on the other hand, is not likely to vary without human intervention.

Les systèmes connus ne permettent pas de réguler le chauffage en fonction de paramètres internes ou externes, tels que par exemple la température extérieure au local à chauffer, la température ambiante de ce dernier ou la température de chacune de ses parois permettant d'optimiser la commande thermique. Ceci réduit fortement, voire empêche, toute adaptation des systèmes connus et les cantonne à des applications déterminées.Known systems do not make it possible to regulate the heating as a function of internal or external parameters, such as for example the temperature outside the room to be heated, the room temperature of the latter or the temperature of each of its walls making it possible to optimize the control. thermal. This greatly reduces, or even prevents, any adaptation of known systems and confines them to specific applications.

Par ailleurs, de manière connue, l'intervention d'un personnel hautement qualifié est requise
Lors de la mise en service de l'installation, des
procédures relativement complexes et contraignantes
devant être respectées pour effectuer les premiers
réglages;
En cours de fonctionnement, pour effectuer des réglages
manuels exigeant une parfaite connaissance du système à
installer;
Ceci augmente le coût de l'installation, du fonctionnement et de la maintenance de tels dispositifs.Furthermore, in known manner, the intervention of highly qualified personnel is required
When commissioning the installation,
relatively complex and restrictive procedures
to be observed to perform the first
settings;
During operation, to make adjustments
textbooks requiring a perfect knowledge of the system to
install;
This increases the cost of installation, operation and maintenance of such devices.

Dans ce contexte, la présente invention propose un dispositif susceptible de remédier à ces inconvénients, et notamment apte à
Corriger en permanence la commande pour obtenir une
température de chauffage constante,
Faire varier et optimiser la vitesse de montée en
température, e Contrôler le blocage thermique, quelles que soient les
caractéristiques de l'élément de chauffage, e Conserver une température de chauffage proche de celle
demandée par l'utilisateur même en présence d'un
blocage thermique,
Réguler le chauffage à partir de paramètres ou
informations extérieurs au local,
Régler automatiquement et faciliter l'installation.In this context, the present invention provides a device capable of remedying these drawbacks, and in particular capable of
Constantly correct the order to obtain a
constant heating temperature,
Vary and optimize the speed of climb
temperature, e Check the thermal blocking, whatever the
characteristics of the heating element, e Keep a heating temperature close to that
requested by the user even in the presence of a
thermal blocking,
Control the heating from parameters or
information outside the premises,
Adjust automatically and facilitate installation.

A cette fin, selon l'invention, le dispositif de commande/régulation d'au moins un élément de chauffage électriquement résistant disposé dans au moins une unité de chauffage d'un local (paroi, panneau, appareil, ...) comprenant
au moins un élément de contrôle électriquement
résistant;
une unité de commande comportant
* des moyens aptes à mesurer une caractéristique de
l'élément de contrôle;
* des moyens aptes à comparer la caractéristique
mesurée à une valeur prédéterminée; et
* des moyens aptes à modifier l'alimentation de
l'élément de chauffage en fonction du résultat obtenu
par les moyens de comparaison, est caractérisé en ce qu'il comporte en outre
des moyens aptes à mesurer la température de la paroi
de chauffe, ou toute autre température fonction de
l'élément de chauffage, correspondant à un fonction
nement normal; des moyens de détermination des variations d'une
caractéristique de l'élément de contrôle correspondant
au fonctionnement normal, en fonction de la température
de la paroi de chauffe ou d'une température fonction de
celle de l'élément de chauffage en fonctionnement
normal, ou de déterminer des variations fonction de
celle-ci; en ce que lesdits moyens de comparaison sont aptes à comparer la caractéristique effective mesurée de l'élément de contrôle, à ladite valeur de la caractéristique correspondant au fonctionnement normal pour une température mesurée de la paroi de chauffe ou d'une température fonction de celle de l'élément de chauffage en fonctionnement normal (ou à la valeur fonction de la valeur de la caractéristique en fonctionnement normal); et en ce que lesdits moyens de modification sont reliés auxdits moyens de comparaison de manière à réguler l'alimentation de l'élément de chauffage lorsque la valeur de comparaison dépasse un seuil prédéterminé, de manière que la résistance de l'élément de contrôle soit très sensiblement égale à la valeur de résistance en fonctionnement normal correspondant à cette température.To this end, according to the invention, the device for controlling / regulating at least one electrically resistant heating element disposed in at least one unit for heating a room (wall, panel, appliance, etc.) comprising
at least one control element electrically
resistant;
a control unit comprising
* means capable of measuring a characteristic of
the control element;
* means capable of comparing the characteristic
measured at a predetermined value; and
* means capable of modifying the diet of
the heating element depending on the result obtained
by the comparison means, is characterized in that it further comprises
means capable of measuring the temperature of the wall
heating, or any other temperature depending on
the heating element, corresponding to a function
normally normal; means for determining the variations of a
characteristic of the corresponding control element
during normal operation, depending on the temperature
of the heating wall or of a temperature depending on
that of the heating element in operation
normal, or to determine variations depending on
this one; in that said comparison means are able to compare the actual measured characteristic of the control element, with said value of the characteristic corresponding to normal operation for a measured temperature of the heating wall or of a temperature function of that of the heating element in normal operation (or at the value depending on the value of the characteristic in normal operation); and in that said modification means are connected to said comparison means so as to regulate the supply of the heating element when the comparison value exceeds a predetermined threshold, so that the resistance of the control element is very substantially equal to the resistance value in normal operation corresponding to this temperature.

De manière avantageuse, l'élément de chauffage comprend au moins un élément résistif, l'élément de contrôle étant disposé parallèlement et à proximité de ou des (l')élément(s) résistif(s), et l'élément de contrôle et le ou les élément(s) résistif(s) étant intégrés dans une même gaine. Advantageously, the heating element comprises at least one resistive element, the control element being arranged in parallel and close to the resistive element (s), and the control element and the resistive element (s) being integrated in the same sheath.

Lesdits moyens de comparaison comprennent des moyens permettant de décaler la caractéristique mesurée de l'élément de contrôle de la valeur de la caractéristique en fonctionnement normal, ou de la valeur fonction de celle-ci, pour comparer le résultat obtenu à une valeur prédéterminée.Said comparison means comprise means making it possible to offset the measured characteristic of the control element by the value of the characteristic in normal operation, or by the value which is a function thereof, to compare the result obtained with a predetermined value.

Les moyens susceptibles de déterminer les variations de l'élément de contrôle en fonctionnement normal sont aptes à mesurer la résistance ou une valeur proportionnelle à celle-ci, telle que la tension, ... de l'élément de contrôle, en fonction de la température de la paroi de chauffe, ou toute autre température fonction de celle de l'élément de chauffage.The means capable of determining the variations of the control element in normal operation are able to measure the resistance or a value proportional to it, such as the voltage, ... of the control element, according to the temperature of the heating wall, or any other temperature depending on that of the heating element.

Lesdits moyens de détermination comprennent des moyens de calcul de la différence entre la résistance mesurée, ou une valeur proportionnelle à celle-ci, (telle que tension), de l'élément de contrôle, et une résistance ou valeur proportionnelle à celle-ci fixe et prédéterminée, en fonction de la température de la paroi de chauffe ou d'une température fonction de celle de l'élément de chauffage.Said determining means comprise means for calculating the difference between the measured resistance, or a value proportional to it, (such as voltage), of the control element, and a resistance or value proportional thereto fixed and predetermined, as a function of the temperature of the heating wall or of a temperature as a function of that of the heating element.

De préférence, lesdits moyens de détermination sont aptes à être déclenchés à la mise en route du dispositif.Preferably, said determination means are capable of being triggered when the device is started up.

Le dispositif comporte avantageusement des moyens de modulation de puissance de l'alimentation de l'élément de chauffage, tel qu'un triac déclenché au passage à zéro du secteur par circuit photocoupleur intégré.The device advantageously includes means for modulating the power of the power supply to the heating element, such as a triac triggered by the sector going to zero by integrated photocoupler circuit.

L'unité de commande est susceptible de comprendre des moyens aptes à transmettre ou recevoir des consignes ou informations. Lesdites consignes ou informations comprennent la température ambiante du local mesurée et/ou la température extérieure mesurée par des moyens prévus à cet effet.The control unit may include means capable of transmitting or receiving instructions or information. Said instructions or information include the ambient temperature of the room measured and / or the outside temperature measured by means provided for this purpose.

De manière avantageuse, le dispositif fonctionne en boucle fermée de manière à corriger en permanence la commande/régulation de l'alimentation de l'élément de chauffage.Advantageously, the device operates in a closed loop so as to permanently correct the control / regulation of the supply of the heating element.

Selon une forme de réalisation, le dispositif est constitué d'un module électronique géré par un microcontrôleur programmable. Lesdits moyens de comparaison comprennent un montage à amplificateur opérationnel soustracteur.According to one embodiment, the device consists of an electronic module managed by a programmable microcontroller. Said comparison means comprise a subtracting operational amplifier assembly.

La présente invention concerne également un procédé de commande/régulation d'au moins un élément de chauffage électriquement résistant disposé dans au moins une unité de chauffage d'un local (paroi, panneau, appareil, ...) comprenant au moins un élément de contrôle électriquement résistant comportant les étapes suivantes consistant à
* mesurer une caractéristique de l'élément de contrôle;
* comparer la caractéristique mesurée à une valeur
prédéterminée; et
* modifier l'alimentation de l'élément de chauffage en
fonction du résultat obtenu par les moyens de
comparai son, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des étapes consistant à
mesurer la température de la paroi de chauffe ou toute
autre température fonction de celle de l'élément de
chauffage correspondant à un fonctionnement normal;
déterminer des variations d'une caractéristique de
l'élément de contrôle correspondant au fonctionnement
normal et ce, en fonction de la température de la paroi
de chauffe ou d'une température fonction de celle de
l'élément de chauffage en fonctionnement normal, ou de
déterminer des variations fonction de celle-ci;
comparer la caractéristique effective mesurée de
l'élément de contrôle, à ladite valeur de la
caractéristique en fonctionnement normal donnée par les
variations déterminées précédemment pour une
température mesurée de la paroi de chauffe ou d'une
température fonction de celle de l'élément de chauffage
en fonctionnement normal (ou à la valeur fonction de la
valeur de la caractéristique en fonctionnement normal);
réguler l'alimentation de l'élément de chauffage
lorsque la valeur de comparaison dépasse un seuil
prédéterminé, de manière que la résistance de l'élément
de contrôle soit très sensiblement égale à la valeur
donnée par lesdites variations en fonctionnement
normal.The present invention also relates to a method for controlling / regulating at least one electrically resistant heating element arranged in at least one space heating unit (wall, panel, appliance, etc.) comprising at least one heating element. electrically resistant control comprising the following stages consisting of
* measure a characteristic of the control element;
* compare the characteristic measured with a value
predetermined; and
* modify the heating element supply to
function of the result obtained by the means of
comparai son, characterized in that it further comprises steps consisting in
measure the temperature of the heating wall or any
other temperature depending on that of the element of
heating corresponding to normal operation;
determine variations of a characteristic of
the control element corresponding to the operation
normal and this, depending on the temperature of the wall
heating or a temperature depending on that of
the heating element in normal operation, or
determine variations as a function thereof;
compare the actual measured characteristic of
the control element, at said value of the
characteristic in normal operation given by
variations previously determined for a
measured temperature of the heating wall or of a
temperature dependent on that of the heating element
during normal operation (or at the value depending on the
characteristic value in normal operation);
regulate the heating element supply
when the comparison value exceeds a threshold
predetermined, so that the resistance of the element
control is very much equal to the value
given by said variations in operation
normal.

D'autres avantages et objets de l'invention apparaîtront de la description qui suit, se rapportant à un exemple illustratif, mais non limitatif, de réalisation en référence aux dessins annexés dans lesquels
La figure 1 est une vue schématique d'ensemble du
dispositif de commande,
La figure 2 est un schéma fonctionnel synoptique du
dispositif selon l'invention,
La figure 3 représente les variations de la résistance
de l'élément de contrôle en fonction de la température
de la paroi de chauffe, pour deux exemples de longueur
de l'élément de contrôle,
Les figures 4 et 5 représentent les variations de la
résistance de l'élément de contrôle en fonction de la
température de la paroi de chauffe, pour respectivement
deux exemples de longueur de l'élément de contrôle,
décalées de manière que la résistance de l'élément de
contrôle corresponde à une résistance test représentée
en pointillés pour une température de la paroi de
chauffe donnée,
Les figures 6 et 7 représentent les variations de la
résistance de l'élément de contrôle en fonction de la
température de la paroi de chauffe décalées de manière
que la résistance de l'élément de contrôle corresponde
à une résistance test représentée en pointillés
respectivement pour deux exemples de température de la
paroi de chauffe,
La figure 8 représente le dispositif sous la forme d'un
schéma électronique,
La figure 9 montre en coupe une forme de réalisation de
l'élément de chauffage, adapté au dispositif de la
figure 1. Other advantages and objects of the invention will emerge from the description which follows, relating to an illustrative, but non-limiting example, of embodiment with reference to the appended drawings in which
Figure 1 is a schematic overview of the
control device,
Figure 2 is a block diagram of the
device according to the invention,
Figure 3 shows the variations in resistance
of the control element as a function of the temperature
of the heating wall, for two examples of length
of the control element,
Figures 4 and 5 show the variations in
resistance of the control element depending on the
temperature of the heating wall, for respectively
two examples of the length of the control element,
offset so that the element resistance of
control corresponds to a test resistance represented
dotted for a wall temperature of
given heating,
Figures 6 and 7 show the variations of the
resistance of the control element depending on the
temperature of the heating wall shifted so
that the resistance of the control element corresponds
to a test resistance represented by dotted lines
respectively for two examples of temperature of the
heating wall,
Figure 8 shows the device in the form of a
electronic diagram,
Figure 9 shows in section an embodiment of
the heating element, adapted to the device of the
figure 1.

La description qui suit se rapporte à un exemple d'élément(s) de chauffage intégré(s) dans une ou des paroi(s) notamment plafond, plancher, mur, ... d'un local ou enceinte fermée à chauffer. Sans sortir du cadre de l'invention, les éléments de chauffage peuvent être disposés dans un appareil de chauffage disposé dans ladite enceinte, tel qu'un boîtier, enveloppe, panneau, accolé ou non à une paroi du local présentant tous types de formes. De tout ce qui suit, la paroi comme l'appareil de chauffage sont regroupés sous la même appellation unité de chauffage .The following description relates to an example of heating element (s) integrated into one or more wall (s), in particular ceiling, floor, wall, etc. of a closed room or enclosure to be heated. Without departing from the scope of the invention, the heating elements can be arranged in a heating device disposed in said enclosure, such as a box, envelope, panel, whether or not attached to a wall of the room having all types of shapes. From all that follows, the wall as the heater are grouped under the same name heating unit.

L'élément de chauffage fonctionne par effet Joule. Il peut comprendre un fil, ruban, plaque, en matériau résistif électriquement. L'unité de chauffage est destinée à diffuser dans le local à chauffer la chaleur émise par l'élément y étant intégré. Comme le montre la figure 1, le dispositif 1 de commande/régulation selon l'invention comprend une unité de commande 2, associée à un ou plusieurs élément(s) de chauffage 3 intégré(s) dans une ou des unités(s) de chauffage.The heating element works by Joule effect. It can include a wire, ribbon, plate, made of electrically resistive material. The heating unit is intended to diffuse in the room to heat the heat emitted by the element being integrated there. As shown in Figure 1, the control device 1 according to the invention comprises a control unit 2, associated with one or more heating element (s) 3 integrated (s) in one or more units (s) of heater.

L'élément 3 de chauffage est alimenté par l'unité de commande 2, elle-même reliée au secteur d'alimentation.The heating element 3 is supplied by the control unit 2, itself connected to the supply sector.

L'unité de commande 2, schématisée par le bloc 2, est de préférence réalisée sous la forme d'un boîtier prêt à l'emploi, disposé dans le local et implanté à proximité ou déporté par rapport à l'unité de chauffage, par exemple, près du tableau de protection. L'unité de commande 2 peut également se présenter sous la forme d'un module directement intégrable dans des tableaux électriques standards. The control unit 2, shown diagrammatically by the block 2, is preferably produced in the form of a ready-to-use box, placed in the room and located close to or offset from the heating unit, by example, near the protection board. The control unit 2 can also be in the form of a module that can be directly integrated into standard electrical panels.

Comme le montre la figure 1, l'unité de commande 2 comporte une alimentation en puissance G. Elle est programmée de manière évolutive pour prendre en compte de multiples paramètres et adapter ainsi le système à de nombreuses situations. Les paramètres utilisés en cours de fonctionnement par l'unité de commande 2 sont par exemple, des consignes extérieures saisies à partir d'un clavier de commandes F, des signaux émanant de systèmes déportés J, la température ambiante du local à chauffer mesurée par une sonde thermostatique H, la température de la paroi de chauffe mesurée à partir d'une sonde de température de paroi C, la température extérieure mesurée à partir d'une sonde extérieure D, les variations en température de l'élément de chauffage déterminées par un élément de contrôle résistif B.As shown in Figure 1, the control unit 2 includes a power supply G. It is programmed in an evolutionary way to take into account multiple parameters and thus adapt the system to many situations. The parameters used during operation by the control unit 2 are, for example, external instructions entered from a control keyboard F, signals from remote systems J, the ambient temperature of the room to be heated measured by a thermostatic probe H, the temperature of the heating wall measured from a wall temperature probe C, the outside temperature measured from an outside probe D, the variations in temperature of the heating element determined by a resistive control element B.

La connaissance de toutes ces informations permet à l'unité de commande 2 d'alimenter un ou plusieurs élément(s) de chauffage 3 de manière optimale, d'émettre des signaux vers d'autres systèmes I ou vers des moyens de visualisation E.Knowledge of all this information allows the control unit 2 to supply one or more heating element (s) 3 optimally, to send signals to other systems I or to display means E.

Le fonctionnement du dispositif 1 est décrit ci-après en référence à la figure 2 montrant un schéma de blocs fonctionnels. A titre illustratif, le dispositif est mis en place dans un local 5 chauffé à partir d'une paroi au sol 6 diffusant la chaleur émise par un élément de chauffage 3 intégré dans ladite paroi.The operation of the device 1 is described below with reference to FIG. 2 showing a diagram of functional blocks. By way of illustration, the device is placed in a room 5 heated from a wall on the ground 6 diffusing the heat emitted by a heating element 3 integrated in said wall.

Le dispositif 1 permet de détecter tout blocage thermique en un point quelconque de la paroi de chauffe 6, par la mesure précise de la résistance d'un élément de contrôle 7 composé d'un matériau dont l'élévation en température entraîne une augmentation de sa résistance électrique, quelle que soit la température de la paroi de chauffe ou d'une température fonction de celle-ci, à un instant donné.The device 1 makes it possible to detect any thermal blocking at any point of the heating wall 6, by the precise measurement of the resistance of a control element 7 composed of a material whose rise in temperature results in an increase in its electrical resistance, regardless of the temperature of the heating wall or a temperature dependent on it, at a given time.

La température de la paroi de chauffe ou toute autre température fonction de celle-ci, sont des températures fonction de celle de l'élément de chauffage en fonctionnement normal. En effet, la température de la paroi de chauffe dépend de celle de l'élément de chauffage, mais en revanche ne varie pas avec l'apparition d'un blocage thermique, compte tenu du ratio de la surface totale de la paroi par rapport à la surface de la paroi soumise au blocage thermique. Elle conserve une valeur identique à celle correspondant au fonctionnement normal de l'élément de chauffage.The temperature of the heating wall or any other temperature which depends on it, are temperatures which depend on that of the heating element in normal operation. Indeed, the temperature of the heating wall depends on that of the heating element, but on the other hand does not vary with the appearance of a thermal blockage, taking into account the ratio of the total surface of the wall relative to the surface of the wall subjected to thermal blocking. It retains a value identical to that corresponding to normal operation of the heating element.

On entend par l'expression fonctionnement normal , un fonctionnement optimal, idéal de celui du dispositif en l'absence de tout blocage thermique; l'expression en cours de fonctionnement fait référence au fonctionnement effectif du dispositif après installation et mise en route, et peut correspondre à un fonctionnement normal, mais également à un fonctionnement en présence d'un blocage thermique.The expression normal operation is understood to mean optimal operation, ideal of that of the device in the absence of any thermal blocking; the expression during operation refers to the actual operation of the device after installation and start-up, and may correspond to normal operation, but also to operation in the presence of a thermal block.

L'élément de contrôle 7 est placé, par rapport à l'élément de chauffage 3, de manière qu'il soit susceptible de détecter les variations de température de l'élément de chauffage et toute surélévation de température pouvant intervenir le long de celui-ci. Il est placé à proximité de l'élément de chauffage, le long de celui-ci, et de préférence intégré dans celui-ci, comme il sera vu plus loin. The control element 7 is placed, with respect to the heating element 3, so that it is capable of detecting the variations in temperature of the heating element and any temperature rise which may occur along it. this. It is placed close to the heating element, along it, and preferably integrated into it, as will be seen below.

L'élément de contrôle 7 peut se présenter sous la forme d'un fil, d'un ruban ou équivalent. La résistance de l'élément de contrôle dépend de sa longueur (qui ne fait pas partie des paramètres intégrés dans l'unité de commande 2 lors de l'installation), et de la température de l'élément de chauffage ou d'une température fonction de celle-ci (telle que la température moyenne de la paroi de chauffe)
En référence à la figure 3, l'élément de contrôle est constitué d'un fil. Pour une longueur de 160 mètres, la résistance varie de 950 Q (à 10 C) à 1056 Q à (280C). The control element 7 can be in the form of a wire, a ribbon or the like. The resistance of the control element depends on its length (which is not part of the parameters integrated in the control unit 2 during installation), and on the temperature of the heating element or a temperature function of this (such as the average temperature of the heating wall)
Referring to Figure 3, the control element consists of a wire. For a length of 160 meters, the resistance varies from 950 Q (at 10 C) to 1056 Q at (280C).

Pour 40 mètres de long, sa résistance varie de 150 Q (à 10 C) à 264 Q (à 280C) . La variation due au blocage thermique, pour une zone de la paroi de chauffe d'environ 2m2 (correspondant environ à 10 m linéaire d'élément de chauffage), provoque une faible augmentation (de résistance de 6 Q environ), quelle que soit la longueur du fil de contrôle et la température moyenne de la paroi de chauffe.For 40 meters long, its resistance varies from 150 Q (at 10 C) to 264 Q (at 280C). The variation due to thermal blocking, for an area of the heating wall of approximately 2m2 (corresponding approximately to 10 linear m of heating element), causes a small increase (of resistance of 6 Q approximately), whatever the length of the control wire and the average temperature of the heating wall.

Le principe de la détection du blocage thermique repose sur la mesure précise de la résistance de l'élément de contrôle et sur la détection d'une variation déterminée (par exemple environ 6 Q) de celle-ci.The principle of thermal blockage detection is based on the precise measurement of the resistance of the control element and on the detection of a determined variation (for example about 6 Q) thereof.

A la mise en route du dispositif, ou à tout autre instant pour lequel on est assuré que le dispositif présente un fonctionnement normal, une procédure d'étalonnage est enclenchée : la résistance de l'élément de contrôle en fonctionnement normal est mesurée en fonction de la température de la paroi de chauffe ou d'une température fonction de celle de l'élément de chauffage en fonctionnement normal, par exemple tous les O, 10C. Les variations RFm = F(T PAROI) de l'élément de contrôle sont enregistrées.When the device is started, or at any other time for which it is ensured that the device has normal operation, a calibration procedure is initiated: the resistance of the control element in normal operation is measured as a function of the temperature of the heating wall or of a temperature depending on that of the heating element in normal operation, for example every 0.10 C. The variations RFm = F (T WALL) of the control element are recorded.

Une première solution, pour détecter un blocage thermique consiste à détecter une augmentation de la résistance de l'élément de contrôle correspondant au blocage thermique ou supérieure à celle-ci, c' est-à-dire une augmentation d'environ 6 Q ou plus, mesurée par rapport à la résistance donnée par les variations en fonctionnement normal, à une température de paroi de chauffe (ou fonction de celle-ci), mesurée par un capteur de température moyenne 8 de la paroi de chauffe prévue à cet effet.A first solution, to detect a thermal blockage consists in detecting an increase in the resistance of the control element corresponding to or greater than the thermal blockage, that is to say an increase of approximately 6 Q or more , measured with respect to the resistance given by the variations in normal operation, at a temperature of the heating wall (or function thereof), measured by an average temperature sensor 8 of the heating wall provided for this purpose.

En variante de cette première solution, on décale la résistance mesurée de la valeur de la résistance en fonctionnement normal, à une température de paroi de chauffe (ou fonction de celle-ci) mesurée, et on compare la valeur obtenue à zéro, puisque ces valeurs devraient être identiques en fonctionnement normal.As a variant of this first solution, the measured resistance is shifted by the value of the resistance in normal operation, at a measured heating wall temperature (or function thereof), and the value obtained is compared to zero, since these values should be the same in normal operation.

Une deuxième solution consiste à mesurer précisément les variations d'une résistance, dans une fenêtre de mesure améliorant la résolution.A second solution consists in precisely measuring the variations of a resistance, in a measurement window improving the resolution.

Après la procédure d'étalonnage, on réalise une procédure supplémentaire de calibrage. La valeur de la résistance de l'élément de contrôle variant de manière extrême, notamment en fonction de la longueur dudit élément et de la température de la paroi de chauffe, les variations RFrn = F(T PAROI), sont décalées dans une fenêtre de mesure centrée sur une résistance de l'élément de contrôle donnée, dite résistance test (représentée par des pointillés sur la figure 4).After the calibration procedure, an additional calibration procedure is carried out. The value of the resistance of the control element varying extremely, in particular as a function of the length of said element and the temperature of the heating wall, the variations RFrn = F (T WALL), are shifted in a window of measurement centered on a resistance of the given control element, called test resistance (represented by dotted lines in FIG. 4).

Ainsi, quelle que soit la longueur de l'élément de contrôle, quelle que soit la température de la paroi de chauffe (ou la température fonction de celle-ci), la mesure obtenue de la résistance est toujours identique en fonctionnement normal à la résistance test, dans la fenêtre de mesure.Thus, whatever the length of the control element, whatever the temperature of the heating wall (or the temperature depending on it), the measurement obtained from the resistance is always identical in normal operation to the resistance test, in the measurement window.

Les figures 4 et 5 montrent les caractéristiques de deux fils de mesure de longueurs différentes, après décalage pour une température donnée. La mesure de la résistance en fonctionnement normal est identique à la résistance test.Figures 4 and 5 show the characteristics of two measuring wires of different lengths, after shifting for a given temperature. The resistance measurement in normal operation is identical to the test resistance.

Les figures 6 et 7 représentent les caractéristiques de deux fils de mesure de longueur identique; après décalage, la mesure de la résistance en fonctionnement normal, à deux températures différentes, est identique à la résistance test.Figures 6 and 7 show the characteristics of two measuring wires of identical length; after shifting, the measurement of the resistance in normal operation, at two different temperatures, is identical to the test resistance.

Il est à noter qu'il n'est pas indispensable d'enregistrer les variations RFm = F(T PAROI) de l'élément de contrôle concerné; seul l'enregistrement des variations des valeurs de décalage est nécessaire (variation
Valeur de décalage = G(T PAROI)). Note that it is not essential to record the variations RFm = F (T WALL) of the control element concerned; only the recording of the variations of the offset values is necessary (variation
Offset value = G (T WALL)).

Les variations des valeurs de décalage en fonction de la température de la paroi de chauffe étant enregistrées, en cours de fonctionnement à une température donnée, la valeur de décalage enregistrée est soustraite de la valeur de résistance mesurée pour parvenir à la résistance test. Since the variations in the offset values as a function of the temperature of the heating wall are recorded, during operation at a given temperature, the recorded offset value is subtracted from the resistance value measured to arrive at the test resistance.

En résumé, selon cette deuxième solution, on détecte une augmentation de la résistance test correspondant au blocage thermique ou supérieure à celle-ci, c'est à dire une augmentation d'environ 6 Q ou plus, selon l'exemple montré.In summary, according to this second solution, an increase in the test resistance corresponding to the thermal blockage or greater than this is detected, that is to say an increase of approximately 6 Q or more, according to the example shown.

En référence à la figure 2, la détection du blocage thermique, selon la deuxième solution, est réalisée à partir des blocs F1, F3 et F4.With reference to FIG. 2, the detection of thermal blocking, according to the second solution, is carried out from blocks F1, F3 and F4.

Les procédures d'étalonnage et de calibrage de l'élément de contrôle sont enclenchées par le bloc F1. Les variations obtenues (RFm = F(T PAROI) OU Valeur de Décalage = G(T PAROI)), sont enregistrées dans F1.The calibration and calibration procedures for the control element are initiated by block F1. The variations obtained (RFm = F (T WALL) OR Shift Value = G (T WALL)), are recorded in F1.

Le bloc F3, associé à l'élément de contrôle 7, est destiné à mesurer la résistance de l'élément de contrôle et l'adapter pour la transmission au bloc F1.The block F3, associated with the control element 7, is intended to measure the resistance of the control element and adapt it for transmission to the block F1.

L'adaptation consiste notamment à décaler la mesure de la résistance de l'élément de contrôle dans la fenêtre de mesure du bloc F1 explicitée plus haut, et plus précisément, à la décaler de manière à parvenir à la valeur de résistance test R TEST
La valeur de décalage est donnée en combinaison par les blocs F1 et F4. Le bloc F4 mesure la température de la paroi de chauffe, et adapte celle-ci pour la transmettre au bloc F1. Contrairement à l'élément de contrôle, dont les dimensions peuvent varier d'une unité de chauffage à l'autre, le capteur de température utilisé est toujours le même. Les variations de sa résistance en fonction de la température sont donc connues. L'adaptation à la fenêtre de mesure de F1 est réalisée directement par le bloc F4, la valeur de décalage étant constante.The adaptation consists in particular of shifting the measurement of the resistance of the control element in the measurement window of the block F1 explained above, and more precisely, of shifting it so as to arrive at the test resistance value R TEST
The offset value is given in combination by blocks F1 and F4. Block F4 measures the temperature of the heating wall, and adapts it to transmit it to block F1. Unlike the control element, the dimensions of which can vary from one heating unit to another, the temperature sensor used is always the same. The variations in its resistance as a function of temperature are therefore known. Adaptation to the measurement window of F1 is carried out directly by block F4, the offset value being constant.

Le bloc F1 reçoit la valeur de la température de la paroi de chauffe, comprise dans une fenêtre de mesure offrant une bonne résolution. Selon les variations de l'élément de contrôle en fonctionnement normal (enregistrées initialement par la procédure d'étalonnage) et la température de la paroi de chauffe transmise par le bloc
F4 , F1 transmet au bloc F3 la Valeur de décalage (Dec sur la figure 2) correspondante. La valeur de décalage est alors soustraite de la valeur mesurée de résistance de l'élément de contrôle, et transmise (R TEST) au bloc
F1. Le bloc F1 compare cette valeur à la valeur de résistance test; si le résultat de cette comparaison est identique ou supérieure à la variation maximale admise et préenregistrée, le bloc F1 signale le blocage thermique en déclenchant une alarme sonore, visuelle ou similaire.The block F1 receives the value of the temperature of the heating wall, included in a measurement window offering good resolution. According to the variations of the control element in normal operation (initially recorded by the calibration procedure) and the temperature of the heating wall transmitted by the block
F4, F1 transmits to the block F3 the corresponding offset value (Dec in FIG. 2). The offset value is then subtracted from the measured resistance value of the control element, and transmitted (R TEST) to the block
F1. Block F1 compares this value with the test resistance value; if the result of this comparison is identical to or greater than the maximum variation accepted and prerecorded, block F1 signals the thermal blocking by triggering an audible, visual or similar alarm.

Le dispositif est dit alors fonctionner en mode dégradé il régule l'alimentation de l'élément de chauffage, provoquant une baisse de température et ce tant que l'élément de contrôle ne reprend pas la valeur de la résistance test ou une valeur légèrement inférieure.The device is then said to operate in degraded mode, it regulates the supply of the heating element, causing a temperature drop and this as long as the control element does not take up the value of the test resistance or a slightly lower value.

Dès qu'une telle valeur est atteinte, le dispositif interrompt l'alarme, le blocage thermique ayant été maîtrisé en évitant les conséquences néfastes telles que l'élévation locale de température de la paroi.As soon as such a value is reached, the device interrupts the alarm, the thermal blocking having been mastered by avoiding harmful consequences such as the local rise in temperature of the wall.

La détection du blocage est optimale puisque le dispositif est capable de la détecter quelles que soient les caractéristiques de l'élément de chauffage. De plus, en présence d'un blocage, le dispositif n'interrompt pas le chauffage de l'enceinte et prévient l'utilisateur; la température de chauffe, en cas de blocage, reste la plus proche possible de la température souhaitée par l'utilisateur.Blockage detection is optimal since the device is able to detect it regardless of the characteristics of the heating element. In addition, in the presence of a blockage, the device does not interrupt the heating of the enclosure and warns the user; the heating temperature, in the event of a blockage, remains as close as possible to the temperature desired by the user.

La gestion de toutes les fonctions du dispositif principales ou optionnelles est réalisée à partir du bloc
F1, unité centrale de commande. Toutes les informations X (figure 2) prises en compte par le dispositif et mentionnées précédemment (température ambiante, température extérieure, consigne extérieure,...) sont saisies, traitées et utilisées par le bloc F1 pour gérer le fonctionnement du dispositif, et notamment alimenter en conséquence l'élément de chauffage 3 à partir du secteur (220 V AC). Le bloc F2 constitue l'interface d'isolement et d'adaptation en puissance.The management of all the main or optional device functions is carried out from the block
F1, central control unit. All the X information (figure 2) taken into account by the device and mentioned above (ambient temperature, outside temperature, outside setpoint, etc.) are entered, processed and used by the block F1 to manage the operation of the device, and in particular accordingly supply the heating element 3 from the mains (220 V AC). Block F2 constitutes the isolation and power adaptation interface.

De plus, le bloc F1 reçoit des consignes extérieures telle que par exemple une température ambiante de consigne saisie à partir d'un clavier de commande, ou encore des signaux de pilotage émanant de systèmes intelligents tels que des systèmes à application domotique ou autres. Dans le cas d'application à un immeuble par exemple, la consigne peut être la température souhaitée dans chaque pièce de l'immeuble, à un instant donné.In addition, the block F1 receives external setpoints such as for example a set room temperature entered from a control keyboard, or also control signals emanating from intelligent systems such as systems with home automation application or others. In the case of application to a building for example, the setpoint can be the desired temperature in each room of the building, at a given time.

Par ailleurs, le dispositif de l'invention est conçu pour dialoguer avec tout système de pilotage disposé en dehors du local par exemple.Furthermore, the device of the invention is designed to communicate with any control system arranged outside the premises for example.

Le bloc F1 peut recevoir la mesure de la température ambiante du local à chauffer à partir d'une sonde thermostatique H. Le bloc F1 est susceptible de fonctionner en boucle fermée : l'utilisateur saisit une température de consigne; le bloc F1 commande le bloc F2 de sorte que la température de l'enceinte donnée par la sonde thermostatique H atteigne la température de consigne. L'alimentation de l'élément est corrigée en permanence suivant les informations apportées par la sonde H.The block F1 can receive the measurement of the ambient temperature of the room to be heated from a thermostatic probe H. The block F1 is capable of operating in a closed loop: the user enters a set temperature; block F1 controls block F2 so that the temperature of the enclosure given by the thermostatic probe H reaches the set temperature. The element supply is permanently corrected according to the information provided by the H probe.

Le bloc F1 prend en compte la température de sol ou de paroi de tous types (plafond, mur, ...) à partir de sonde de température de paroi C. Les températures de paroi sont soumises à des normes qui régissent le niveau d'exposition thermique des usagers. Ainsi, par exemple les normes en vigueur à ce jour interdisent une température de sol supérieure à 28"C (pour éviter notamment par exemple les risques de phlébite). Les normes sont enregistrées dans le bloc F1 et des sondes mesurent la température de la paroi, de manière que celle-ci ne dépasse par la norme.The F1 block takes into account the floor or wall temperature of all types (ceiling, wall, ...) from the C wall temperature sensor. The wall temperatures are subject to standards which govern the level of thermal exposure of users. Thus, for example the standards in force to date prohibit a floor temperature above 28 "C (to avoid in particular the risk of phlebitis). The standards are recorded in block F1 and probes measure the temperature of the wall , so that it does not exceed the standard.

La température extérieure, mesurée à partir d'une sonde extérieure au local D, est une information supplémentaire parvenant au bloc F1, ce qui permet d'optimiser le fonctionnement du dispositif, suivant notamment les variations climatiques. Les sondes utilisées se présentent sous la forme de capteur de température à semi-conducteur, tels que des capteurs du type CTN à
Silicium (capteurs de température de paroi ou autres capteurs connus de l'état de la technique).The outside temperature, measured from a probe outside room D, is additional information arriving at block F1, which makes it possible to optimize the operation of the device, in particular according to climatic variations. The probes used are in the form of a semiconductor temperature sensor, such as CTN type sensors with
Silicon (wall temperature sensors or other sensors known from the state of the art).

L'intégration de toutes ces informations dans le bloc F1 permet à celui-ci de commander le bloc F2 de manière optimale, tout en respectant les normes en vigueur, d'émettre des signaux relatifs au fonctionnement du dispositif vers des systèmes intelligents ou autres, sous la forme par exemple d'une alarme visuelle ou sonore, et/ou d'impression.The integration of all this information in the block F1 allows the latter to control the block F2 optimally, while respecting the standards in force, to send signals relating to the operation of the device to intelligent or other systems, in the form for example of a visual or audible alarm, and / or printing.

Le bloc F1 peut également envoyer des informations au bloc F5 qui les visualise par des moyens tels qu'écran, alarme sonore, visuelle ....The block F1 can also send information to the block F5 which displays it by means such as screen, audible, visual alarm, etc.

Le bloc F2 comporte également des moyens permettant de visualiser le fonctionnement de l'alimentation de l'élément de chauffage.The block F2 also includes means making it possible to visualize the operation of the supply of the heating element.

Le bloc F2 permet De moduler la puissance appliquée à l'élément de
chauffage, sans engendrer de parasites sur le secteur
pendant les différentes phases de régulation, de
manière à répondre à la demande de confort souhaitée
par l'utilisateur, ainsi que d'optimiser cette
puissance en adéquation avec les caractéristiques de
l'élément utilisé, pour pe Block F2 allows To modulate the power applied to the element of
heating, without generating interference on the sector
during the different regulation phases, from
to meet the desired comfort demand
by the user, as well as optimize this
power in line with the characteristics of
the element used, for example

Le dispositif de la présente invention comprend un système de modulation de puissance, pour permettre d'atteindre des puissances importantes, telles que des puissances d'environ 140 W/m2 par exemple. Ces puissances permettent d'obtenir des temps de montée en température rapides, sachant qu'une fois la température atteinte, la puissance utilisée redescend en-dessous dudit seuil.The device of the present invention comprises a power modulation system, in order to achieve high powers, such as powers of around 140 W / m2 for example. These powers make it possible to obtain rapid temperature rise times, knowing that once the temperature has been reached, the power used drops below said threshold.

Le schéma électronique de la figure 8 montre une forme particulière de réalisation du dispositif, détaillant les blocs fonctionnels montrés sur la figure 2 et décrits précédemment. Cette forme de réalisation reprend ladite deuxième solution pour la détection du blocage thermique (explicitée plus haut). Les blocs fonctionnels sont susceptibles d'être réalisés à l'aide d'autres composants électroniques et/ou d'autres montages électroniques que ceux représentés. L'invention n'est nullement limitée à ce mode de réalisation mais englobe toutes variantes susceptibles d'effectuer les mêmes fonctions.The electronic diagram of Figure 8 shows a particular embodiment of the device, detailing the functional blocks shown in Figure 2 and described above. This embodiment uses said second solution for the detection of thermal blocking (explained above). The functional blocks can be produced using other electronic components and / or other electronic assemblies than those shown. The invention is in no way limited to this embodiment but encompasses all variants capable of performing the same functions.

Le bloc F1 est géré par exemple par un micro-contrôleur, programmé en conséquence. Les variations de la résistance de l'élément de contrôle, ou valeur de décalage en fonction de la température de la paroi de chauffe, sont mémorisées dans le micro-contrôleur, dans une mémoire du type par exemple EEROM.The block F1 is managed for example by a microcontroller, programmed accordingly. The variations of the resistance of the control element, or offset value as a function of the temperature of the heating wall, are memorized in the microcontroller, in a memory of the type for example EEROM.

Le bloc F2 est alimenté en puissance au moyen d'un triac commandé par un circuit photocoupleur intégré (CI1), ne permettant le déclenchement de la chauffe qu'au passage à zéro du secteur afin d'éviter la production de parasites.The block F2 is supplied with power by means of a triac controlled by an integrated photocoupler circuit (CI1), allowing the heating to be triggered only when the sector goes to zero in order to avoid the production of parasites.

Il assure également une isolation du dispositif par séparation galvanique du 220V. It also insulates the device by galvanic separation of the 220V.

La visualisation du fonctionnement du bloc F2 est prévue à l'aide d'une diode luminescente DL1.The operation of the block F2 is visualized using a light-emitting diode DL1.

Des visualisations prévues à l'aide du bloc F5 sont également réalisées par des diodes luminescentes DL2 et
DL3.Visualizations planned using the F5 block are also carried out by light-emitting diodes DL2 and
DL3.

Le circuit intégré CI2 réalise une adaptation en courant (montage de transistor du type Darlington en collecteur ouvert).The integrated circuit CI2 performs a current adaptation (mounting of Darlington type transistor in open collector).

La détection du blocage thermique est basée sur la mesure de la résistance de l'élément de contrôle (fil de mesure Fm). Dans la forme de réalisation de la figure 8, cette mesure est obtenue par une mesure de tension lui étant proportionnelle. En effet, les transistors T1 et T2, les amplificateurs opérationnels Al et A5, les résistances
R1, R2 et R15, et la diode DZ1, constituent un générateur de référence pour l'élément de contrôle Fm et le capteur
CTN de température de la paroi de chauffe de type CTN.The detection of thermal blockage is based on the measurement of the resistance of the control element (measuring wire Fm). In the embodiment of Figure 8, this measurement is obtained by a voltage measurement being proportional to it. Indeed, the transistors T1 and T2, the operational amplifiers Al and A5, the resistors
R1, R2 and R15, and the diode DZ1, constitute a reference generator for the control element Fm and the sensor
NTC of the CTN type heating wall temperature.

L'élément de contrôle étant parcouru par un courant constant, toute variation en température entraîne une variation de résistance de l'élément de contrôle, qui entraîne une variation de tension à ses bornes, en application de la loi d'Ohm (U = RI) . Cette tension est filtrée (ensemble des résistances R3, R4 et des capacités
C1, C2) pour arriver à l'entrée sans inversion (entrée +) de l'amplificateur opérationnel A2. La tension obtenue à l'entrée avec inversion (entrée -) de l'amplificateur opérationnel A2 est la tension de décalage, pour adapter la tension aux bornes de l'élément de contrôle Frn à la fenêtre de mesure du convertisseur analogique numérique
CAN1 du micro-contrôleur. Cette tension de décalage est obtenue par les étapes suivantes
Le capteur CTN mesure la température de la paroi de
chauffe. De la même façon que pour la tension de
l'élément Fm, cette température est proportionnelle à
la résistance, elle-même proportionnelle à la tension
aux bornes du capteur. L'amplificateur opérationnel A6
réalise l'adaptation directe du bloc F4 à la fenêtre de
mesure du convertisseur analogique CAN2 du micro
contrôleur, par un montage soustracteur à amplificateur
opérationnel A6.The control element being traversed by a constant current, any variation in temperature involves a variation in resistance of the control element, which causes a variation in voltage across its terminals, in application of Ohm's law (U = RI ). This voltage is filtered (all resistors R3, R4 and capacitors
C1, C2) to arrive at the input without inversion (input +) of the operational amplifier A2. The voltage obtained at the input with inversion (input -) of the operational amplifier A2 is the offset voltage, to adapt the voltage across the terminals of the control element Frn to the measurement window of the analog to digital converter
CAN1 of the microcontroller. This offset voltage is obtained by the following steps
The CTN sensor measures the wall temperature of
heated. In the same way as for the voltage of
the element Fm, this temperature is proportional to
resistance, itself proportional to voltage
across the sensor. The A6 operational amplifier
performs the direct adaptation of block F4 to the window
measurement of the analog CAN2 converter of the microphone
controller, by subtractor to amplifier mounting
operational A6.

Suivant la température de la paroi de chauffe, la
valeur de décalage correspondante, enregistrée lors de
la procédure de calibration, est issue du micro
contrôleur, filtrée (R9, R10, C3, C4) et adaptée par le
montage soustracteur à amplificateur opérationnel A3.Depending on the temperature of the heating wall, the
corresponding offset value, recorded during
the calibration procedure, comes from the microphone
controller, filtered (R9, R10, C3, C4) and adapted by the
subtractor mounting with operational amplifier A3.

Le signal de décalage est fourni par un signal
rectangulaire à rapport cyclique variable, engendré par
le micro-contrôleur de valeur proportionnelle à la
valeur de décalage Dec. C'est la valeur moyenne de ce
signal obtenue par filtrage qui donne le décalage.The offset signal is provided by a signal
rectangular with variable duty cycle, generated by
the microcontroller of value proportional to the
offset value Dec. This is the average value of this
signal obtained by filtering which gives the offset.

La tension de décalage est alors soustraite de la
tension du fil de mesure par le montage soustracteur de
l'amplificateur opérationnel A2. La tension en
résultant est intégrée par le montage à amplificateur
opérationnel A4 et redressée par les diodes D1 et D2
pour parvenir à la tension test à l'entrée du
convertisseur analogique numérique CAN1. The offset voltage is then subtracted from the
measurement wire tension by subtractor mounting
the operational amplifier A2. The tension in
resulting is integrated by amplifier assembly
operational A4 and rectified by diodes D1 and D2
to reach the test voltage at the input of the
analog digital converter CAN1.

La variation de tension maximale du fil de mesure correspondant au blocage thermique étant enregistrée dans le micro-contrôleur, ce dernier la surveille à partir de la tension test lui parvenant.The maximum voltage variation of the measurement wire corresponding to the thermal blocking being recorded in the microcontroller, the latter monitors it from the test voltage reaching it.

L'élément du chauffage 3, représentée en coupe sur la figure 9, est composé d'un élément résistif 4, d'un élément de contrôle B entouré par un isolant électrique.The heating element 3, shown in section in FIG. 9, is composed of a resistive element 4, of a control element B surrounded by an electrical insulator.

De manière connue, l'élément de chauffage 3 comprend au moins un câble, fil ou ruban chauffant électriquement résistant ou équivalent. Les deux extrémités de l'élément de chauffage sont reliées aux bornes du bloc F2 (figure 2).In known manner, the heating element 3 comprises at least one cable, wire or electrically resistant heating tape or equivalent. The two ends of the heating element are connected to the terminals of block F2 (Figure 2).

Selon une autre forme de réalisation du dispositif (non représentée), l'élément de chauffage comporte plusieurs éléments résistifs différents, ce qui offre la possibilité d'opter pour différentes puissances; par exemple, en présence de trois éléments résistifs différents, il est possible de choisir entre trois puissances différentes, comme par exemple 20, 50 et 70 Watts. De plus, elle permet de résoudre le problème de compatibilité électromagnétique. Dans la première forme de réalisation (figure 9), des moyens supplémentaires, telles que tresses métalliques, doivent être rajoutés pour pallier à ces problèmes de compatibilité.According to another embodiment of the device (not shown), the heating element comprises several different resistive elements, which offers the possibility of opting for different powers; for example, in the presence of three different resistive elements, it is possible to choose between three different powers, such as for example 20, 50 and 70 Watts. In addition, it solves the problem of electromagnetic compatibility. In the first embodiment (Figure 9), additional means, such as metal braids, must be added to overcome these compatibility problems.

Enfin, lors de la mise en fonctionnement de l'unité de chauffage, des puissances importantes sont nécessaires et la montée à de fortes puissances quasi instantanément provoque des courants d'appel appelés effet Booster .Finally, when the heating unit is put into operation, large powers are required and the rise to high powers almost instantly causes inrush currents called the Booster effect.

La possibilité d'opter entre plusieurs puissances, permet de réduire cet effet : au lieu d'atteindre directement une forte puissance telle qu'une puissance de 120W, ladite puissance souhaitée est obtenue par paliers successifs. Une première puissance de 50W par exemple est atteinte par l'utilisation de l'élément résistif correspondant, puis une puissance de 120W par l'utilisation cumulée de l'élément résistif précédent et de l'élément résistif auquel correspond une puissance de 70W. A chaque pallier (dans l'exemple ci-dessus 50W 120W), les courants d'appel créés correspondant à des puissances nettement moindres, sont donc fortement diminués.The possibility of choosing between several powers, makes it possible to reduce this effect: instead of directly reaching a high power such as a power of 120W, said desired power is obtained in successive stages. A first power of 50W for example is achieved by the use of the corresponding resistive element, then a power of 120W by the combined use of the preceding resistive element and the resistive element to which corresponds a power of 70W. At each stage (in the above example 50W 120W), the inrush currents created corresponding to significantly lower powers, are therefore greatly reduced.

De plus, en cours de fonctionnement une fois la température souhaitée atteinte, la régulation en puissance n'est plus obtenue par une alternance de puissance de valeur éloignée (0 - 120W). La multiplicité des éléments résistifs permet de réguler par sauts de puissance plus faibles. Ainsi, par exemple, la régulation est susceptible d'être réalisée par une alternance de puissance de 0 à 50W et inversement. Dans le cas où des fortes puissances sont nécessaires pour maintenir des températures relativement hautes au regard de température extérieure au local à chauffer très faible, par exemple, la régulation est susceptible d'être effectuée par une alternance de puissance de 50 à 70W et inversement.In addition, during operation once the desired temperature has been reached, power regulation is no longer obtained by alternating power of far value (0 - 120W). The multiplicity of resistive elements makes it possible to regulate by lower power jumps. Thus, for example, the regulation can be carried out by alternating power from 0 to 50W and vice versa. In the case where high powers are necessary to maintain relatively high temperatures with regard to the temperature outside the room to be heated very low, for example, the regulation is likely to be carried out by alternating power from 50 to 70W and vice versa.

Selon une forme particulière du dispositif, une seule extrémité de l'élément de chauffage est reliée à l'unité de commande 2, et plus précisément au bloc F2, ce qui nécessite obligatoirement dans ce cas la présence d'au moins deux éléments résistifs parallèles au sein de l'élément de chauffage. According to a particular form of the device, only one end of the heating element is connected to the control unit 2, and more precisely to the block F2, which necessarily requires in this case the presence of at least two parallel resistive elements within the heating element.

L'invention n'est bien entendu pas limitée aux modes de réalisation décrits, mais englobe toutes variantes inclues dans l'esprit de celle-ci. The invention is of course not limited to the embodiments described, but encompasses all variants included in the spirit thereof.

Claims

1 - Device for controlling / regulating at least one electrically resistant heating element (3) disposed in at least one unit (6) for heating a room (5) (wall, panel, appliance, etc.) comprising

at least one control element (7) electrically

resistant;

a control unit (2) comprising

* means capable of measuring a characteristic of

the control element;

* means capable of comparing the characteristic

measured at a predetermined value; and

* means capable of modifying the diet of

the heating element depending on the result obtained

by comparison means, characterized in that it further comprises

means (8) capable of measuring the temperature of the

heating wall, or any other temperature function

of the heating element (3), corresponding to a

normal running;

means for determining the variations of a

characteristic of the corresponding control element

during normal operation, depending on the temperature

of the heating wall or of a temperature depending on

that of the heating element in operation

normal, or to determine variations depending on

this one; in that said comparison means are able to compare the actual measured characteristic of the control element, with said value of the characteristic corresponding to normal operation for a measured temperature of the heating wall or of a temperature function of that of the heating element in normal operation (or at the value depending on the value of the characteristic in normal operation); and in that said modification means are connected to said comparison means so as to regulate the supply of the heating element when the comparison value exceeds a predetermined threshold, so that the resistance of the control element is very substantially equal to the resistance value in normal operation corresponding to this temperature.

2 - Device according to the preceding claim, characterized in that the heating element comprises at least one resistive element, the control element (7) being arranged in parallel and close to said one or more resistive element (s) ( 3) and in that the control element and the resistive element (s) are integrated in the same sheath.

3 - Device according to one of the preceding claims, characterized in that said comparison means comprise means for shifting the measured characteristic of the control element (7) by the value of the characteristic in normal operation, or the value as a function of this, to compare the result obtained with a predetermined value.

4 - Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means capable of determining the variations of the control element (7) in normal operation are capable of measuring the resistance or a value proportional to it, such as the voltage, ... of the control element, as a function of the temperature of the heating wall, or any other temperature as a function of that of the heating element.

5 - Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that said determining means comprise means for calculating the difference between the resistance measured, or a value proportional to the latter, (such as voltage), the control element, and a resistance or value proportional thereto fixed and predetermined, as a function of the temperature of the heating wall or of a temperature as a function of that of the heating element.

6 - Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that said determination means are capable of being triggered when the device is started.

7 - Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises means for modulating the power of the power supply to the heating element, such as a triac triggered at zero crossing of the sector by photocoupler circuit integrated.

8 - Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit comprises means capable of transmitting or receiving instructions or information.

9 - Device according to claim 8, characterized in that said instructions or information include the ambient temperature of the room measured and / or the outside temperature measured by means provided for this purpose.

10 - Device according to one of the preceding claims, characterized in that it operates in a closed loop so as to permanently correct the control / regulation of the supply of the heating element.

11 - Device according to one of the preceding claims, characterized in that it consists of an electronic module managed by a programmable micro-controller.

12 - Device according to claim 3, characterized in that said comparison means comprise an operational amplifier subtractor assembly.

13 - Method for controlling / regulating at least one electrically resistant heating element arranged in at least one space heating unit (wall, panel, appliance, etc.) comprising at least one electrically resistant control element comprising the following steps consisting of

* measure a characteristic of the control element;

* compare the characteristic measured with a value

predetermined; and

* modify the heating element supply to

function of the result obtained by the means of

comparison, characterized in that it further comprises steps consisting in

measure the temperature of the heating wall or any

other temperature depending on that of the element of

heating corresponding to normal operation;

determine variations of a characteristic of

the control element corresponding to the operation

normal and this, depending on the temperature of the wall

heating or a temperature depending on that of

the heating element in normal operation, or

determine variations as a function thereof;

compare the actual measured characteristic of

the control element, at said value of the

characteristic in normal operation given by

variations previously determined for a

measured temperature of the heating wall or of a

temperature dependent on that of the heating element

during normal operation (or at the value depending on the

characteristic value in normal operation);

regulate the heating element supply

when the comparison value exceeds a threshold

predetermined, so that the resistance of the element

control is very much equal to the value

given by said variations in operation

normal.