FR2929693A1

FR2929693A1 - Procede de gestion d'elements chauffant.

Info

Publication number: FR2929693A1
Application number: FR0852214A
Authority: FR
Inventors: Jean-Louis Morard; Francois Pourrat
Original assignee: Muller et Cie SA
Current assignee: Muller et Cie SA
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2009-10-09
Anticipated expiration: 2028-04-03
Also published as: EP2283280A2; WO2009133285A3; WO2009133285A2; FR2929693B1; JP2009250603A

Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de gestion d'éléments chauffant. Un dispositif (1) de chauffage comporte un dispositif (12) de régulation de la température ambiante (8) relié ou intégré à au moins un appareil (2) de chauffage. L'appareil de chauffage, dans le procédé selon l'invention, comporte au moins deux unités (5) chauffantes. Le dispositif de régulation calcule des besoins en chaleur. Les résultats de ce calcul sont transmis à l'appareil de chauffage qui l'applique à ses unités chauffantes de la même manière pour chaque unité chauffante. Cependant, les unités chauffantes d'un même appareil peuvent être de nature et/ou de puissance différente. Le procédé selon l'invention prévoit de répartir l'émission de chaleur des unités chauffante en fonction de paramètres (30) .permettant d'optimiser l'utilisation desdites unités chauffantes.

Description

Procédé de gestion d'éléments chauffants.

La présente invention se rapporte à un procédé de gestion d'éléments chauffants. Plus particulièrement, l'invention se rapporte aux appareils de chauffage comportant au moins deux unités chauffantes. Les dispositifs de chauffage actuels ont généralement pour fonction de maintenir une température ambiante dans un local sensiblement constante. La température à laquelle le dispositif de chauffage doit maintenir la température ambiante est appelée température de consigne. Cette température de consigne est définie par un utilisateur dudit dispositif de chauffage. Le maintien de la température ambiante sensiblement à la température de consigne se fait à l'aide d'un dispositif de régulation. Un tel dispositif de régulation a pour fonction de calculer les besoins en chaleur nécessaires pour maintenir ladite température ambiante à la valeur de la température de consigne souhaitée. Typiquement, le dispositif de régulation définit et envoi des instructions de chauffage à l'appareil de chauffage.

Afin de conserver une température ambiante sensiblement constante, le dispositif de régulation doit connaître la température ambiante. Le dispositif de régulation comporte donc, ou est relié à, une sonde. Une telle sonde peut être une sonde extérieure, une sonde d'ambiance ou tout autre type de sonde ayant pour fonction de renseigner le dispositif de régulation sur la température prise en référence pour déterminer les besoins en chaleur. De même, pour permettre à l'utilisateur de définir la température de consigne, un dispositif de régulation doit comporter un thermostat ou tout autre dispositif apte à permettre à l'utilisateur de définir la température de consigne. Un tel thermostat permet de régler la température de consigne à l'aide de moyens mécanique, par exemple une molette graduée, ou électronique, par exemple un écran de type LCD associé à un jeu de boutons poussoirs. Un dispositif de chauffage peut comporter un ou plusieurs appareils de chauffage. Un dispositif de régulation peut être prévu pour donner des instructions à un ou plusieurs appareils de chauffage. Dans le cas d'un dispositif de régulation donnant des instructions à un unique appareil de chauffage, ledit dispositif de régulation peut être directement intégré audit appareil de chauffage. Par ailleurs, un même appareil de chauffage peut comporter plusieurs unités chauffantes. Les unités chauffantes peuvent être de puissance différente. De même, ces unités chauffantes peuvent être de nature différente. Une unité chauffante peut ainsi être une résistance à ailettes, une résistance surfacique, un bloc accumulateur, un groupe ventillo convecteur, un groupe thermodynamique, un échangeur à fluide avec électrovanne ou tout autre dispositif pouvant constituer une source d'émission de chaleur. Un appareil de chauffage peut comporter de nombreuses combinaisons de telles unités chauffantes. Ces combinaisons peuvent varier en fonction de la position des unités chauffantes dans l'appareil, du nombre de ces unités chauffantes, de la nature de chaque unité chauffante ou encore de la puissance desdites unités chauffantes.

Cependant, les dispositifs de régulation actuels sont prévus pour déterminer les besoins en chaleur à émettre par un appareil de chauffage de manière globale. Typiquement, les unités chauffantes dans un appareil de chauffage sont mises a contribution de manière égale. Lorsque le dispositif de régulation donne comme instruction à l'appareil de chauffage de fonctionner suivant un certain taux de marche, c'est à dire que le dispositif de régulation définit une certaine quantité de chaleur à émettre, l'appareil utilise toutes ses unités chauffante au taux de marche indiqué. L'utilisation au taux de marche indiqué de toutes les unités chauffantes d'un même appareil de chauffage ne prend pas en compte les différences entre les unités chauffantes dudit appareil de chauffage. Ainsi, les différentes caractéristiques, inhérentes aux unités chauffantes de l'appareil, ne sont pas exploitées. De même, les préférences de l'utilisateur concernant le fonctionnement de l'appareil de chauffage, en fonction de ces caractéristiques, ne sont pas prises en compte.

L'utilisateur n'a donc aucun moyen de jouer sur la flexibilité apporté par les combinaisons possibles pour un même appareil de chauffage comportant plusieurs unités chauffantes différentes. Une solution envisageable pour résoudre ce problème peut consister à intégrer un dispositif de régulation pour chaque unité chauffante d'un appareil de chauffage. Cependant, une telle solution est difficile à mettre en oeuvre. De plus, une telle solution impose un surplus de pièces non négligeable. Cette solution oblige aussi l'utilisateur à régler les dispositifs de régulation indépendamment les uns des autres. La manoeuvre est donc longue et laborieuse pour l'utilisateur d'un tel dispositif de chauffage.

Pour résoudre ce problème, l'invention prévoit que le dispositif de régulation permette une utilisation variable d'un appareil de chauffage en fonction des différentes unités chauffantes présentes dans ledit appareil de chauffage. Ainsi, selon l'invention, l'utilisateur peut définir une utilisation différente pour les unités chauffantes d'un même appareil de chauffage. plus particulièrement, le procédé selon l'invention consiste à répartir l'émission de chaleur entre les différentes unités chauffantes pour fournir la quantité de chaleur nécessaire calculé par l'organe de régulation. Un mode de réalisation préférentiel de l'invention prévoit que la répartition des émissions de chaleur entre les différentes unités chauffantes soit calculée, par le dispositif de régulation, en fonction de paramètres particuliers. De tels paramètres peuvent être stockés dans une mémoire du dispositif de régulation. La répartition des émissions de chaleur entre les différentes unités chauffantes est alors appliquée, par les différentes unités chauffantes, en fonction de ces paramètres.

Un mode particulier de réalisation de l'invention prévoit que les paramètres utilisés pour le calcul de la répartition des émissions de chaleur sont ordonnés suivant un classement de priorité. Un tel classement de priorité a pour fonction de permettre l'utilisation de certains paramètres de manière préférentielle. Ce classement de priorité peut être, selon l'invention, défini par l'utilisateur lui même. L'invention a donc pour objet un procédé de gestion d'éléments chauffants d'un dispositif de chauffage comportant - une étape au cours de laquelle on alimente en énergie un appareil de chauffage comportant deux unités chauffantes, chaque unité étant capable de produire de la chaleur avec un débit nominal pour un taux de marche nominal - une étape au cours de laquelle une sonde connectée à un dispositif de régulation informe ledit dispositif de régulation sur une température ambiante, - une étape au cours de laquelle le dispositif de régulation détermine un taux de marche dé l'appareil de chauffage, - une étape au cours de laquelle le dispositif de régulation définit et envoi des instructions de chauffage audit appareil de chauffage, - une étape au cours de laquelle les instructions de chauffage sont appliquées aux unités chauffantes par l'appareil de chauffage, caractérisé en ce qu'il comporte - une étape au cours de laquelle le dispositif de régulation calcule des taux de marche différents pour les différentes unités chauffantes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - Figure 1 : Une vue schématique d'un dispositif de chauffage selon l'invention. - Figure 2 : un schéma des étapes du procédé selon l'invention La figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif de chauffage selon l'invention. Un dispositif 1 de chauffage selon l'invention comporte un ou plusieurs appareils 2 de chauffage. Pour émettre de la chaleur, le procédé selon l'invention comporte une étape 3 durant laquelle le dispositif 1 de chauffage est alimenté en énergie. L'alimentation en énergie du dispositif de chauffage est, par exemple, effectuée au moyen d'une prise électrique 4. Selon l'invention, l'appareil 2 de chauffage comporte au moins deux unités 5 chauffante. Les unités 5 chauffantes peuvent, par exemple, être une résistance à ailettes 6, une résistance surfacique, un bloc accumulateur, un groupe ventillo convecteur 7, un groupe thermodynamique ou encore un échangeur à fluide avec électrovanne. Le dispositif 1 de chauffage a, entre autre, pour fonction de maintenir une température ambiante 8 sensiblement constante dans un local. La température à laquelle le dispositif 1 de chauffage doit maintenir la température ambiante 8 peut être définie par un utilisateur dudit dispositif 1 de chauffage. On appelle température de consigne 9 cette température définie par ledit utilisateur. Afin de définir correctement les besoins de chaleur du local permettant 35 de maintenir la température ambiante 8 au niveau de la température de consigne 9, il est nécessaire que le dispositif 1 de chauffage connaisse la température ambiante 9 dans ledit local. La température ambiante 8 est nécessaire pour connaître la différence entre la température de consigne 9 et la température ambiante 8. Une étape 10 de sondage de la température ambiante est donc nécessaire. Une sonde 11 est utilisée pour cette étape 10 de sondage. La température ambiante 8 relevée lors de l'étape 10 de sondage est transmise a un dispositif 12 de régulation. Une telle sonde 11 peut aussi être directement intégrée au dispositif 12 de régulation. Le dispositif 12 de régulation peut être intégré directement dans l'appareil 2 de chauffage. Un dispositif 12 de régulation intégré à l'appareil 2 de chauffage n'interagit, en général, qu'avec ledit appareil 2 de chauffage, c'est à dire indépendamment d'éventuels autres appareils 2 de chauffage présent dans le local. Un dispositif 12 de régulation peut aussi être indépendant, c'est à dire non intégré à l'appareil 2 de chauffage. Un tel dispositif 12 de régulation indépendant peut interagir avec un ou plusieurs appareils 2 de chauffage. Le dispositif 12 de régulation a pour fonction de calculer les besoins en émission de chaleur nécessaire pour maintenir la température ambiante 8 au niveau de la température de consigne 9. Pour cela, le dispositif 12 de régulation détermine, lors d'une étape 13 du procédé selon l'invention, un taux 14 de marche de l'appareil 2 de chauffage. Par ailleurs, afin de définir la température de consigne 9, un thermostat 15 est intégré au dispositif 12 de régulation. Le thermostat 15 comporte, par exemple dans le cas d'un thermostat électronique 15, un écran LCD rétro-éclairé 16. L'écran 16 affiche toutes les informations utiles pour l'utilisateur, entre autres la température ambiante 8 et la température de consigne 9. Le réglage de la température de consigne 9 se fait à l'aide d'un dispositif de réglage 17. Typiquement, le dispositif de réglage 17 comporte un bouton poussoir 18 + et un bouton poussoir 49 - . Les boutons poussoir 18 et 43 servent respectivement à augmenter ou diminuer la température de consigne 9. Après avoir déterminé le taux de marche 14, le dispositif 12 de régulation défini et envoie des instructions 19 de chauffage à l'appareil 2 de chauffage lors d'une étape 20 du procédé selon l'invention. L'appareil 2 de chauffage comporte un boîtier de commande 21. Ce boîtier de commande 21 réceptionne les instructions 19 de chauffage. lors d'une étape 22 du procédé, le boîtier de commande 21 fait appliquer aux unités chauffantes 5 dudit appareil 2 de chauffage les instructions 19 de chauffage. Dans les dispositifs 1 de chauffage actuels, durant l'étape 22 d'application des instructions 19, l'appareil 2 de chauffage fait fonctionner ses unités chauffantes 5 de manière identique, c'est à dire au même taux de marche, en fonction des instructions 19. Typiquement, l'appareil 2 de chauffage applique le même taux de marche 14 à ses unités chauffantes 5 quelles que soient les caractéristiques desdites unités chauffantes 5.

Le procédé de l'invention comporte une étape 23 de répartition d'émission de chaleur entre les unités chauffantes 5. Au cours de cette étape 23, une répartition des taux de marche de chaque unité chauffante 5 est calculée. Cette répartition est effectuée en fonction du besoin de chaleur global calculé lors de l'étape 13 de détermination du taux 14 de marche de l'appareil 2 de chauffage. Le dispositif 12 de régulation comporte une mémoire de donnée 24, une mémoire de programme 25, un micro processeur 26, une interface d'entrée 27, une interface de sortie 28 et au moins un bus de communication 29. Les informations sur la température ambiante 8 relevées par la sonde 11 sont transmises au dispositif 12 de régulation via son interface d'entrée 27. Ces informations sont soit utilisées directement par le microprocesseur 26, soit stockées en mémoire de donnée 24 pour être utilisées par la suite. Le bus de communication 29 relie entre eux, au moins en partie, les différents éléments du dispositif 12 de régulation. Typiquement, le bus 29 permet la circulation des informations dans le dispositif 12 de régulation. Les informations nécessaires pour les différentes étapes du procédé circulent, via le bus 29, des mémoires 24 et 25 et/ou de l'interface d'entrée 27 jusqu'au microprocesseur 26. Les données, et les instructions qui en découlent, des calculs effectués par le microprocesseur 26 circulent via le bus 29 du microprocesseur 26 jusqu'à l'interface de sortie 28. Ces données sont transmises depuis l'interface de sortie 28 à l'appareil 2 de chauffage. plus particulièrement, ces données sont transmises au boîtier de commande 21 de l'appareil 2 de chauffage. Selon le procédé de l'invention, le calcul des besoins de chaleur est tel qu'il détermine une répartition de l'émission de chaleur en fonction des unités 5 chauffantes de l'appareil 2 de chauffage. Une telle répartition prend tout son intérêt lorsque les unités chauffantes 5 sont de nature différentes. Le procédé selon l'invention est aussi intéressant lorsque les unités 5 chauffantes sont de puissance différente.

Selon le procédé de l'invention, la répartition d'émission de chaleur entre les unités 3 chauffantes est calculée en fonction de paramètres 30 stockés dans la mémoire de donnée 24 du dispositif 12 de régulation. Le procédé selon l'invention comporte donc une étape 31 de sélection des paramètres à appliquer.

De tels paramètres 30 permettent de gérer les préférences d'utilisation de l'appareil 5 de chauffage. Ainsi, le dispositif 12 de régulation optimise le fonctionnement du dispositif 1 de chauffage en fonction de ces paramètres 30. Ces paramètres 30 peuvent par exemple être des paramètre de confort 32, de sécurité 33, de rendement 34, de puissance appelée 35, de coût tarifaire 36 ou de critères écologique 37. Les paramètres 30 cités ci dessus sont donnés à titre d'exemples non limitatif. Des paramètres de confort 32 peuvent entraîner la sélection d'une unité chauffante 5 en façade en priorité. Une telle sélection favorise un point chaud permanent et le rayonnement de la chaleur émise. Pour remonter rapidement la température ambiante 8, par exemple lors d'un changement de température de consigne 9, les paramètres de confort 32 peuvent déterminer une sélection en priorité d'un groupe ventilo convecteur. Des paramètres de sécurité 33 peuvent définir en priorité une sélection d'unités chauffantes 5 convectives. De telles unités chauffantes 5 convectives permettent de maintenir à basse température l'appareil 2 de chauffage. Des paramètres de rendement 34 peuvent définir en priorité la sélection d'unités chauffantes 5 thermodynamique. Cette sélection peut se faire en fonction des performances du COP. Par ailleurs de tels paramètres de rendement 34 peuvent entraîner la sélection prioritaire d'unités chauffantes 5 hydrauliques à échangeur à fluide. Dans un mode de réalisation préférentiel, la sélection prioritaire de l'unité chauffante 5 hydraulique à échangeur à fluide se fait en fonction de la température dudit fluide.

Des paramètres de gestion 35 de la puissance appelé permettent de choisir en priorité les unités chauffantes 5 dont la puissance nominale correspond le mieux au besoins en chaleur du local. Des paramètres tarifaires 36 sélectionnent en priorité les unités chauffantes 5 dont l'énergie est la plus avantageuse sur une période en cours. Eventuellement, un dispositif à accumulateur peut permettre de stocker cette énergie. Des paramètres écologiques 37 permettent de sélectionner en priorité les unités chauffantes 5 à énergie renouvelable. La priorité définie par ces paramètres écologiques peut aussi prendre en compte, par exemple, les unités chauffante 5 à émission de gaz à effet de serre. Une fois la répartition 23 d'émission de chaleur en fonction des paramètres 30 sélectionnés définie par le dispositif 12 de régulation, les instructions 19 résultant dudit calcul sont alors appliquées aux unités chauffantes 5 par l'appareil 2 de chauffage. Plus particulièrement, le boîtier de commande 21 applique un taux de marche 14 différent correspondant aux instructions 19 à chaque unités chauffante 5 suivant en fonction desdites instructions 19. Dans un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, un utilisateur peut définir un ordre 41 de priorité parmi les paramètres 30 de répartition. Pour cela, le procédé selon l'invention comporte une étape 38 de détection des priorité. Durant cette étape, le procédé selon l'invention observe si il existe un ordre de priorité parmi les paramètres 30. Si il n'existe pas de telle priorité, le procédé selon l'invention va directement à l'étape de sélection de paramètres 31. Si une telle priorité est définie, les paramètres 30 ayant la plus grande priorité sont sélectionnés lors d'une étape 39. Une étape 40 vérifie que les paramètres 30 non encore sélectionnés ayant la plus grande priorité restante ne sont pas en contradiction avec les paramètres déjà sélectionnés. Typiquement, cette étape vérifie qu'un paramètre ne souhaite pas sélectionner en priorité une unité chauffante 5 qui serait déjà exclue par des paramètres 30 déjà sélectionnés. Si les paramètres 30 restant ayant la plus importante priorité ne sont pas en contradiction avec les paramètres 30 déjà sélectionnés, alors le procédé selon l'invention effectue l'étape 39 de sélection desdits paramètres 30 restant prioritaires. Cette étape 39 ainsi que l'étape 40 se répète jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de paramètres 30 à sélectionner ou que les paramètres 30 restant soient en contradiction avec les paramètres 30 déjà sélectionnés. Dans le cas de paramètres 30 prioritaires restant en contradiction avec les paramètres 30 déjà sélectionnés ou si il ne reste plus de paramètres 30 à sélectionner, le procédé selon l'invention effectue l'étape 20 de définition et d'envoi des instructions 19 en fonction des paramètres 30 sélectionnés. L'ordre 41 de priorité sont stockés dans la mémoire de donnée du dispositif 12 de régulation. Cet ordre 41 de priorité peut être défini par l'utilisateur à l'aide d'un programme 42 de priorité. Ledit programme 42 de priorité peut être contenu dans la mémoire de programme 25 du dispositif 12 de régulation. Ce programme 42 peut être à l'origine des étapes de scénarisation 38, de sélection 39 et recherche de non contradiction 40 du procédé selon l'invention. La figure 2 représente un schéma des étapes du procédé selon l'invention. les dispositifs de chauffage actuels tels que décrits ci dessus ne comporte que l'étape 3 d'alimentation du dispositif 1 de chauffage, l'étape 10 de sondage de la température ambiante 8, l'étape 13 de détermination du taux 14 de marche de l'appareil 2 de chauffage, l'étape 20 de définition et d'envoi des instructions 19 de chauffage par le dispositif 12 de régulation et l'étape 22 d'application desdites instructions 19 par l'appareil 2 de chauffage.

Le procédé selon l'invention comporte en plus du procédé classique une étape 23 de répartition des taux de marche entre les différentes unités chauffantes 5 de l'appareil 2 de chauffage. l'étape 20 de définition et d'envoi des instructions 19 est effectuée après cette étape 23 de répartition des taux de marche. Typiquement, la définition des instructions 19 est effectuées en fonction de la répartition des taux de marche. Dans un mode préférentiel de réalisation du procédé selon l'invention, ledit procédé selon l'invention comporte une étape 31 de sélection de paramètres 30 de répartition. Une telle étape 31 de sélection peut être effectuée directement par l'utilisateur. L'étape 23 de répartition des taux de marche se fait en fonction des paramètres sélectionnés. Un autre mode préférentiel de réalisation du procédé selon l'invention prévoit une étape 38 de scénarisation des ordres de priorité. Typiquement, les paramètres 30 de répartition sont classés suivant un ordre 41 de priorité. Si un tel ordre 41 de priorité n'est pas défini, le procédé selon l'invention effectue directement l'étape 31 de sélection de paramètres 30. Si un tel ordre 41 existe, le procédé selon l'invention comporte une étape 39 durant laquelle les paramètres 30 ayant l'ordre le plus important sont sélectionnés. Une étape 40 du procédé selon l'invention regarde si les paramètres 30 non encore sélectionnés ayant l'ordre de priorité le plus important ne sont pas en contradiction avec les paramètres 30 déjà sélectionnés. Si tel est le cas, le procédé selon l'invention passe directement à l'étape 23 de répartition des taux de marche. Si ce n'est pas le cas, le procédé selon l'invention exécute une nouvelle fois l'étape 39 de sélection du paramètre prioritaire.

Claims

REVENDICATIONS1 - Procédé de gestion d'éléments chauffants d'un dispositif (1) de chauffage comportant - une étape (3) au cours de laquelle on alimente en énergie (4) un appareil (2) de chauffage comportant deux unités chauffantes (5), chaque unité étant capable de produire de la chaleur avec un débit nominal pour un taux (14) de marche nominal - une étape (10) au cours de laquelle une sonde (11) connectée à un dispositif (12) de régulation informe ledit dispositif de régulation sur une température ambiante (8), - une étape (13) au cours de laquelle le dispositif de régulation détermine un taux de marche dé l'appareil de chauffage, - une étape (20) au cours de laquelle le dispositif de régulation définit et envoit des instructions (19) de chauffage audit appareil de chauffage, - une étape (22) au cours de laquelle les instructions de chauffage sont appliquées aux unités chauffantes par l'appareil de chauffage, caractérisé en ce qu'il comporte - une étape (23) au cours de laquelle le dispositif de régulation calcule des taux de marche différents pour les différentes unités chauffantes.
2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape de répartition des taux de marche des unités chauffantes se fait en fonction de paramètres (30) de répartition de chaleur, l'étape de définition des instructions de chauffage prenant en compte cette répartition des taux de marche en fonction desdits paramètres.
3 - Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte - une étape (31) au cours de laquelle les paramètres de répartition d'émission de chaleur à appliquer sont sélectionnés parmi un ensemble de paramètres possibles stockés dans une mémoire de donnée (24) du dispositif de régulation.
4 - Procédé selon l'une des revendications 2 à 3 caractérisé en ce qu'il comporte - une étape (38,39,40) au cours de laquelle un ordre (41) de priorité d'application des paramètres de répartition d'émission des unités chauffantes est utilisé pour calculer ladite répartition.
5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les unités chauffantes (6,7) sont de nature différentes
6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les unités chauffantes sont de puissance différente.
7 - Procédé selon l'une des revendications 2 à 6 caractérisé en ce qu'il comporte au moins une étape au cours de laquelle les paramètres de répartition d'émission de chaleur à appliquer sont choisis parmi des paramètres de confort (32), des paramètres de sécurité (33), des paramètres de rendement (34), des paramètres de gestion de la puissance appelée (35), des paramètres tarifaire (36) ou des paramètres écologique (37).
8 - Dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 7.