FR3048278A1 - Dispositif de regulation continue de la puissance d'un systeme de chauffage et procede associe - Google Patents

Abstract

La présente invention vise un dispositif de régulation de la puissance délivrée par un brûleur d'un système de chauffage à combustible, ledit système de chauffage à combustible comportant des moyens d'alimentation dudit brûleur en combustible, le dispositif de régulation comportant : - des moyens de mesure comportant un premier appareil de mesure destiné à mesurer la luminosité de la flamme dudit brûleur ; - des moyens de comparaison des valeurs mesurées par lesdits moyens de mesure avec des valeurs de référence ; et, - des moyens de modification destinés à modifier la puissance délivrée par ledit brûleur lorsque lesdites valeurs mesurées sont différentes des valeurs de référence.

Description

Domaine de l’invention

La présente invention s’applique au domaine du chauffage, notamment au domaine du contrôle en continu de la puissance des systèmes de chauffage à combustible que peut comprendre une chaudière ou un ensemble de distillation.

La présente invention vise un dispositif de régulation de la puissance délivrée par un brûleur d’un système de chauffage à combustible, un ensemble de distillation comportant un tel dispositif de régulation et un procédé de régulation continue mettant en œuvre ledit dispositif de régulation.

Etat de l’art

Les systèmes de chauffage connus, par exemple appartenant aux chaudières ou couplés à des alambics, se base sur l’exploitation de différentes énergies pour former de la chaleur comme par exemple l’électricité ou un combustible solide ou du gaz.

Les systèmes de chauffage à combustible comportent en général un brûleur dont le foyer est alimenté en combustible grâce à un dispositif d’alimentation.

Le combustible utilisé pour le brûleur peut être de la biomasse. Il est par exemple utilisé un mélange de bois déchiqueté et de sarments de vignes broyés, ou bien des granulés de matières végétales ou encore des souches de bois broyées.

Aujourd’hui, bien qu’ils soient régulés dans le temps, les systèmes de chauffage à biomasse fonctionnent en tout ou rien, c’est à dire 0% (Le. ne chauffent pas) ou 100% de leur puissance pour amener la plupart du temps un volume de liquide à une température de consigne, le déclenchement étant réalisé en général par un passage dudit liquide par une température seuil de déclenchement.

Le déclenchement du fonctionnement d’un système de chauffage peut aussi être régulé en fonction d’autres paramètres analysés comme dans la demande de brevet FR 2975463 et le brevet EP 0624756. Dans ces derniers, le pilotage d’un brûleur biomasse, comportant un dispositif d’alimentation en combustible, un ventilateur d’air primaire, un ventilateur d’air secondaire, un extracteur de fumées fonctionnant, entre autres, en fonction de la température des fumées issues de la combustion et du taux d’oxygène présent dans lesdites fumées est décrit.

Un fonctionnement automatique de ces systèmes de chauffage a donc été mis en place mais il nécessite une constante amélioration afin de réduire la consommation en différents carburants mais aussi afin d’obtenir un rendement énergétique précis et économique.

La présente invention vise à apporter une solution au besoin actuel d’améliorer le mode de régulation d’un système de chauffage à combustible notamment applicable à la distillation industrielle.

Exposé de rinvention À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif de régulation de la puissance délivrée par un brûleur d’un système de chauffage à combustible, ledit système de chauffage à combustible comportant des moyens d’alimentation dudit brûleur en combustible, le dispositif de régulation comportant : - des moyens de mesure comportant un premier appareil de mesure destiné à mesurer la luminosité de la flamme dudit brûleur ; - des moyens de comparaison des valeurs mesurées par lesdits moyens de mesure avec des valeurs de référence ; et, - des moyens de modification destinés à modifier la puissance délivrée par ledit brûleur lorsque lesdites valeurs mesurées sont différentes des valeurs de référence.

La présence de ce premier appareil de mesure permet avantageusement de prendre en compte la luminosité de la flamme du brûleur pour réguler la puissance du brûleur et cela même en complément d’autres paramètres qui peuvent être pris en compte tel que par exemple, le taux d’oxygène au niveau du foyer du brûleur ou la température des fumées issues de la combustion. Ainsi la précision dans la régulation de la puissance du brûleur est avantageusement affinée par l’indication de la luminosité de la flamme.

Suivant des modes de réalisation préférés, l’invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en œuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes.

Dans des modes de réalisation, le premier appareil de mesure comprend un dispositif de mesure optique. Un tel dispositif de mesure optique peut par exemple comprendre une caméra, un posemètre, un luxmètre, une cellule photo-électrique,...

Dans des modes de réalisation, les moyens de mesure comportent un deuxième appareil de mesure destiné à mesurer la température de fumées issues de la combustion réalisée par le brûleur.

Dans des exemples de réalisation, le deuxième appareil de mesure comprend au moins un capteur de température. Ce capteur de température peut par exemple être disposé dans le conduit de fumées.

Dans des modes de réalisation, les moyens de mesure comportent un troisième appareil de mesure destiné à mesurer le taux d’oxygène au niveau du foyer du brûleur.

Dans des modes de réalisation, le troisième appareil de mesure comprend au moins une sonde lambda. Cette sonde lambda peut par exemple être située dans le conduit de fumées.

Dans des modes de réalisation, les moyens de mesure comportent un quatrième appareil de mesure destiné à mesurer le débit, la température et le degré d’alcool d’un distillât.

Dans des exemples de réalisation, le quatrième appareil de mesure comporte au moins un débitmètre massique. Pour rappel, un débitmètre massique détermine la quantité d’un liquide qui s’écoule en instantané et en continu, la température dudit liquide qui coule et la masse volumique à un instant t (laquelle donne avec la température et à partir des tables de conversion adéquates, le degré d'alcool à un instant t).

Dans des modes de réalisation, le dispositif de régulation comporte des moyens de génération d’un flux d’air primaire et d’un flux d’air secondaire alimentant le brûleur en air, et les moyens de modification comportent des premiers moyens de réglage destinés à régler le débit dudit flux d’air primaire et/ou le débit dudit flux d’air secondaire.

Le dispositif de régulation permet ainsi, par modification du débit de flux d’air primaire et/ou du débit de flux d’air secondaire, de réguler la puissance délivrée par le brûleur du système de chauffage à combustible.

Dans des exemples de réalisation, les moyens de génération d’un flux d’air primaire et d’un flux d’air secondaire alimentant le brûleur en air, comprennent un premier ventilateur pour la génération du flux d’air primaire et un second ventilateur pour la génération du flux d’air secondaire.

Dans d’autres variantes de réalisation, les moyens de génération d’un flux d’air primaire et d’un flux d’air secondaire alimentant le brûleur en air, comprennent un même ventilateur pour la génération du flux d’air primaire et du flux d’air secondaire. Dans de telles variantes de réalisation, les moyens de génération d’un flux d’air primaire et d’un flux d’air secondaire peuvent comprendre un dispositif de séparation du flux d’air créé par ledit ventilateur de sorte à obtenir un flux d’air primaire et un flux d’air secondaire séparés. Un tel dispositif de séparation peut par exemple comprendre au moins deux canaux reliés audit ventilateur et au moins une trappe de fermeture d’au moins un desdits canaux. Dans un tel mode de réalisation le réglage du débit de flux d’air primaire et/ou du débit de flux d’air secondaire, pour une vitesse de ventilateur donnée, peut être effectuée par un déplacement de la position de la trappe de fermeture d’au moins un desdits canaux de sorte à obturer plus ou moins au moins un des canaux.

Dans ces exemples de réalisation, le réglage du débit de flux d’air primaire et/ou du débit de flux d’air secondaire peut être effectuée par modification de la vitesse du ou des ventilateur(s).

Dans des modes de réalisation, les moyens de modification comportent des deuxièmes moyens de réglage destinés à régler le débit volumique et/ou la nature du combustible alimentant ledit brûleur.

Le dispositif de régulation permet ainsi, par réglage de la quantité et/ou de la qualité du combustible introduit dans le foyer du brûleur, de modifier la puissance délivrée par le brûleur du système de chauffage à combustible.

Il doit être compris par réglage de la nature du combustible, par exemple, une modification du type de combustible (mélange de bois déchiquetés et de sarments de vignes broyés, granulés, branches de bois,...) ou une modification de l’inflammabilité dudit combustible (combustible plus ou moins humide). Plus un combustible est humide plus il est difficile à brûler et plus la puissance délivrée par le brûleur est affaiblie. Ainsi, en réglant la nature et/ou l'inflammabilité du combustible le dispositif selon l’invention permet de réguler la puissance délivrée par le brûleur.

Dans des exemples de réalisation, les moyens d’alimentation en combustible dudit brûleur comportent une vis sans fin.

Cette vis sans fin permet de transporter le combustible jusqu’au foyer du brûleur avec un réglage fin (par exemple au gramme près) de la quantité de combustible apportée sur un intervalle de temps. Les moyens d’alimentation en combustible du brûleur peuvent comprendre un système de refroidissement de l'extrémité de la vis sans fin pour éviter une combustion spontanée du combustible dès le contact avec cette vis en raison de la chaleur dégagée par le foyer du brûleur. La charge de combustible amenée par la vis sans fin, tombe par gravité dans le foyer du brûleur.

Dans des modes de réalisation, le dispositif de régulation comprend un système d’urgence destiné à noyer le système de chauffage à combustible en cas de feu. Un tel système d’urgence peut être par exemple un réservoir rempli d’eau ou d’un liquide anti-feu, couplé à un sprinkler (Installation Fixe d'Extinction Automatique à Eau). Ce système d’urgence peut être relié à la chambre de combustion du brûleur par un conduit.

Dans des modes de réalisation, le dispositif de régulation comporte un extracteur de fumées issues de la combustion réalisée par le brûleur, et les moyens de modification comportent des troisièmes moyens de réglage destinés à régler la quantité de fumées extraite par l’extracteur.

Le dispositif de régulation permet ainsi, par exemple par modification de la vitesse de l’extracteur, de réguler la dépression au sein du foyer afin de gérer idéalement le flux des fumées et donc de réguler la puissance délivrée par le brûleur.

Par l’intermédiaires des premiers, deuxièmes et troisièmes moyens de réglage qu’ils comportent, les moyens de modifications, permettent de modifier la puissance délivrée par ledit brûleur, et cela en fonction de différents paramètres dont les valeurs sont mesurées par les moyens de mesure et comparées à des valeurs de référence par des moyens de comparaison, lesdits paramètres comportant au moins le taux de luminosité de la flamme du brûleur et pouvant comporter en plus dudit taux de luminosité, au moins un des paramètres suivants : la température de fumées issues de la combustion réalisée par le brûleur, le taux d’oxygène au niveau du foyer du brûleur et le débit, la température et le degré d’alcool d’un distillât.

La comparaison des valeurs mesurées par les appareils de mesure avec des valeurs de référence peut être effectuée manuellement mais aussi de façon automatique. A cet effet, dans des modes de réalisation préférés, les moyens de comparaison comportent un automate programmable qui reçoit et traite les valeurs mesurées par les différents appareils de mesure (premier, deuxième, troisième et quatrième) que comportent les moyens de mesure.

Dans des exemples de réalisation, l’automate programmable comprend une unité d’alimentation et de commande, ladite unité comportant des moyens de visualisation de la puissance délivrée par le brûleur, et des moyens de commande de modification de cette puissance. L’automate programmable analyse les valeurs mesurées par les appareils de mesure et les compare à des valeurs dites de références. Pour réaliser ces taches, l’automate programmable comporte un algorithme permettant à partir des valeurs mesurées avec les moyens de mesure cités précédemment de réguler la puissance du brûleur. En effet, lorsque une ou plusieurs des valeurs mesurées sont différentes des valeurs de références, l’automate communique alors un ordre d’action aux moyens de modification qui modifient la puissance délivrée par le brûleur par l’intermédiaire d’au moins un des premiers, deuxièmes et troisièmes moyens de réglage que comportent les moyens de modification.

Sachant qu’il est possible de modifier la puissance délivrée par le brûleur, dans des modes de réalisation, la puissance délivrée par le brûleur peut être choisie parmi un ensemble de valeurs prédéterminées. A titre d’exemple, les valeurs prédéterminées sont sensiblement les valeurs suivantes : - 0 à 5 %, 5 à 15 %, - 15 à 30 %, - 30 à 55 %, 55 à 70 %, - 70 à 90 %, - 90 à 100%, de la puissance maximale du brûleur.

Selon un deuxième aspect, l’invention concerne également un ensemble de distillation comportant un système de chauffage à combustible comprenant un brûleur et des moyens d’alimentation dudit brûleur en combustible, l’ensemble de distillation comportant également un dispositif de régulation objet de la présente invention selon au moins un des modes de réalisation.

Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de régulation continue de la puissance délivrée par un brûleur d’un système de chauffage à combustible, mettant en oeuvre le dispositif de régulation objet de la présente invention selon au moins un des modes de réalisation, et comprenant une étape préalable de mise en marche du brûleur à une puissance choisie et les étapes suivantes : - mesure de la luminosité de la flamme dudit brûleur par les moyens de mesure ; - comparaison des valeurs mesurées par lesdits moyens de mesure avec les valeurs de référence, par les moyens de comparaison ; - si les valeurs mesurées par les moyens de mesure ne correspondent pas aux valeurs de référence, modification de la puissance délivrée par ledit brûleur par au moins un des moyens de modification.

Les avantages, buts et caractéristiques particuliers du procédé objet de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.

Le taux de luminosité de la flamme du brûleur peut être mesuré en continu ce qui permet à la puissance du brûleur d’être constamment régulé et donc d’être très économique et de présenter une meilleure durée de vie du matériel utilisé. Cela permet également de façon avantageuse d’éviter toute variation brusque de température et une perte d’énergie inutile.

Dans un mode de mise en œuvre, lorsqu'il est nécessaire de diminuer la puissance du brûleur (par exemple si les valeurs mesurées sont supérieures aux valeurs de références), les moyens de modification diminuent la puissance délivrée par le brûleur, par l’intermédiaire d’un réglage du débit de flux d'air primaire et/ou du débit de flux d’air secondaire et d’un réglage du débit volumique du combustible alimentant le foyer du brûleur sur une période de temps T.

Lors de la régulation de la puissance délivrée par le brûleur d’un système de chauffage et plus particulièrement lorsqu’elle implique un réglage du débit de flux d’air primaire et/ou du débit de flux d’air secondaire, il est avantageux de jouer sur le réglage du rapport [(débit flux d’air primaire)/(débit flux d’air secondaire)] pour assurer une bonne combustion du carburant afin d'éviter un encrassement du brûleur.

Par ailleurs, la puissance délivrée par le brûleur du système de chauffage est adaptée à une surface d'échange donnée. Lorsque la quantité de combustible alimentant le brûleur est diminuée sur un intervalle de temps donné, la vitesse du ou des ventilateur(s) n’est pas baissée pour autant et le rapport [(débit flux d’air primaire)/(débit flux d’air secondaire)] peut être ajusté.

Par exemple, dans des modes de mise en œuvre, lorsque le brûleur du système de chauffage est en veille, le rapport [(débit flux d’air primaire)/(débit flux d’air secondaire)] peut être de 1, et lors d’un besoin d’augmentation de la puissance délivrée par le brûleur on cherche à rééquilibrer ce rapport des débits de flux d’air pour une puissance de brûleur donnée, afin d’obtenir par exemple un rapport [(débit flux d’air primaire)/(débit flux d’air secondaire)] égal à 4.

Il doit être compris par veille du brûleur du système de chauffage l’état dans lequel la puissance délivrée par le brûleur est minimale pour permettre de conserver le combustible en feu et ainsi d’éviter un ré-allumage contraignant du foyer lorsqu’une augmentation de puissance du brûleur est nécessitée.

Un réglage de la vitesse du ou des ventilateur(s) et/ou du rapport [(débit flux d’air primaire)/(débit flux d’air secondaire)] peut être effectué par les premiers moyens de réglages compris par les moyens de modification, pour obtenir une puissance délivrée par le brûleur voulue.

Dans des modes de mise en œuvre, le procédé de régulation continue comporte, en parallèle de l’étape de mesure de la luminosité de la flamme dudit brûleur par les moyens de mesure, au moins une des étapes suivantes : - mesure de la température de fumées issues de la combustion réalisée par le brûleur, par les moyens de mesure ; - mesure du taux d’oxygène au niveau du foyer dudit brûleur, par les moyens de mesure ; - mesure du débit, de la température et du degré d’alcool d’un distillât, par les moyens de mesure.

La connaissance des paramètres que sont, la luminosité de la flamme, la température de fumées issues de la combustion réalisée par le brûleur et le taux d’oxygène au niveau du foyer du brûleur, permet avantageusement au dispositif de régulation (automatiquement) ou à l’utilisateur d’ajuster en fonction de ces paramètres, les débits d’air primaire et d’air secondaire pour une combustion parfaite dite en excès d’air. Ainsi, tous les gaz sont brûlés et la performance énergétique du brûleur est optimum. Il est par ailleurs ainsi évité une arrivée d’air trop importante qui serait alors trop consommatrice de bois et gaspillerait de l’énergie.

La connaissance du débit, de la température et du degré d’alcool d’un distillât dans un processus de distillation permet avantageusement de réguler la puissance délivrée par le brûleur pour obtenir une régulation de la quantité d’alcool qui s’écoule en sortie de l’alambic.

Présentation des figures L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent : - Figure 1 : un schéma d’un ensemble de distillation comportant un système de chauffage à combustible comprenant un brûleur et des moyens d’alimentation dudit brûleur en combustible, l’ensemble de distillation comportant également un dispositif de régulation objet de la présente invention selon des modes de réalisation. - Figure 2 : un schéma du procédé de régulation continue selon des modes de mise en oeuvre de l’invention.

Description détaillée de l’invention

On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle.

De manière plus générale, la portée de la présente invention ne se limite pas aux modes de réalisation et de mise en oeuvre décrits ci-dessus à titre d’exemples non limitatifs, mais s’étend au contraire à toutes les modifications à la portée de l’homme de l’art. Chaque caractéristique d*un mode de réalisation peut être mise en oeuvre isolément ou combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.

La présente invention vise un dispositif de régulation de la puissance délivrée par un brûleur d’un système de chauffage à combustible, ledit système de chauffage à combustible comportant des moyens d’alimentation dudit brûleur en combustible. Le combustible utilisé peut par exemple être un mélange de bois déchiqueté et de sarments de vignes broyés, ou des granulés ou des branches de bois.

Comme illustré en figure 1. ledit dispositif de régulation peut être utilisé pour le brûleur 20 d’un système de chauffage d’un ensemble de distillation. Un tel ensemble de distillation comprend généralement un alambic 23. Le système de chauffage peut généralement comprendre une chambre de combustion 29 et un conduit de fumées 31 relié à ladite chambre de combustion 29. Les moyens d'alimentation du brûleur 20 en combustible peuvent comprendre une vis sans fin 26. La vis sans fin 26 peut être à vitesse réglable.

Afin d’entretenir la combustion réalisée par le brûleur, le dispositif de régulation selon la présente invention peut comporter des moyens de génération d’un flux d’air primaire et d’un flux d’air secondaire alimentant le brûleur en air. Le dispositif de régulation peut également comporter un extracteur 21 de fumées issues de la combustion réalisée par le brûleur 20.

Dans le mode de réalisation particulier illustré en figure 1, les moyens de génération d’un flux d’air primaire et d’un flux d’air secondaire comprennent un premier ventilateur 27 pour générer ledit flux d’air primaire et un second ventilateur 28 pour générer ledit flux d’air secondaire. L’air primaire est injecté en dessous du foyer du brûleur 20 et l’air secondaire est injecté au dessus du foyer du brûleur 20. De préférence, on oriente de manière croisée les flux d'air primaire et secondaire pour réduire l'effet chalumeau de la flamme du brûleur sur des parois latérales de la chambre de combustion 29.

Le dispositif de régulation comprend des moyens de mesure comportant un premier appareil de mesure 33 destiné à mesurer la luminosité de la flamme dudit brûleur 20.

Dans un mode de réalisation illustré en figure 1, le premier appareil de mesure 33 comprend un dispositif de mesure optique comme par exemple une caméra orientée vers la flamme du brûleur 20.

Dans des exemples de réalisation, lorsque le brûleur 20 comporte une chambre de combustion 29 et au moins un conduit de fumées 31, le premier appareil de mesure 33 peut être situé dans la chambre de combustion 29 du brûleur 20 ou contre une de ses parois ou encore dans un conduit de fumées 31. Lorsque le premier appareil de mesure 33 se situe dans la chambre de combustion 29 il peut comprendre des matériaux résistants à de hautes températures. Il peut en être de même lorsque le premier appareil de mesure 33 est situé contre une paroi de la chambre de combustion 29, ladite paroi comportant une fenêtre de visibilité permettant au premier appareil de mesure 33 de visualiser la flamme du brûleur 20.

Les moyens de mesure peuvent comprendre en outre un deuxième appareil de mesure 30 destiné à mesurer la température de fumées issues de la combustion réalisée par le brûleur 20. Dans un exemple, le deuxième appareil de mesure 30 peut comprendre au moins un capteur de température. Ce capteur de température, comme illustré en figure 1, peut être situé dans le conduit de fumées 31.

Les moyens de mesure peuvent comporter également un troisième appareil de mesure 32 destiné à mesurer le taux d’oxygène au niveau du foyer du brûleur 20. Le troisième appareil de mesure 32 peut comprendre au moins une sonde lambda. Cette sonde lambda peut par exemple être située au niveau de la chambre de combustion 29.

Les moyens de mesure peuvent aussi comprendre un quatrième appareil de mesure 25 destiné à mesurer le débit, la température et le degré d’alcool d’un distillât 24. Le quatrième appareil de mesure 25 peut comporter par exemple, au moins un débitmètre massique. Un tel débitmètre massique peut par exemple être positionné en sortie d’alambic 23 comme illustré en figure 1.

Le dispositif de régulation comporte également des moyens de comparaison des valeurs mesurées par les différents appareils de mesure avec des valeurs de référence. La comparaison peut être effectuée manuellement mais aussi de façon automatique grâce à un automate programmable 22. En effet, l’automate programmable 22 compare les valeurs mesurées par les différents appareils de mesure (25, 30, 32, 33) à des valeurs dites de référence.

Lorsque une ou plusieurs des valeurs mesurées sont différentes des valeurs de références, le dispositif de régulation modifie la puissance délivrée par le brûleur 20 par des moyens de modification. Pour réaliser cela, l’automate programmable 22 est connecté par des moyens de liaison aux appareils de mesures (25, 30, 32, 33) et aux moyens de réglage. Ces moyens de liaison peuvent être filaires ou non. L’automate programmable 22 peut comprendre une unité d’alimentation et de commande (non représentée sur les figures), ladite unité comportant des moyens de visualisation de la puissance délivrée par le brûleur 20, et des moyens de commande de modification de cette puissance. Les moyens de visualisation de la puissance délivrée par le brûleur 20 peuvent comporter des diodes électroluminescentes alignées horizontalement face à l’utilisateur, formant ainsi un curseur. Lorsque, par exemple, la puissance délivrée par le brûleur 20 est réglée au minimum, seule la diode la plus à gauche est allumée. Les autres diodes sont allumées progressivement en partant de la gauche selon le niveau de puissance délivrée par le brûleur 20 choisi. Les moyens de commandes peuvent comprendre au moins un bouton sur lequel peut appuyer l’utilisateur pour passer d’une puissance délivrée par le brûleur 20 à une autre.

Les moyens de visualisation peuvent comprendre un écran sur lequel apparaît la puissance délivrée par le brûleur 20 (par exemple en pourcentage) et tout autre paramètre permettant de piloter le dispositif et lorsque cet écran est tactile, il peut aussi constituer les moyens de commande, ledit écran permettant alors à l’utilisateur de modifier la puissance délivrée par le brûleur 20.

La modification de la puissance délivrée par le brûleur 20 peut être effectuée de différentes façons. En effet, pour effectuer cette modification les moyens de modification comportent des premiers moyens de réglage destinés à régler le débit de flux d’air primaire et/ou le débit de flux d’air secondaire alimentant le brûleur 20 en air.

Ces premiers moyens de réglage peuvent comporter des moyens de modifier la vitesse des ventilateurs (27, 28). En effet, plus la vitesse d’un ventilateur (27 ou 28) est grande, plus le débit de flux d’air (primaire ou secondaire) correspondant est important.

Dans des exemples (non illustrés sur les figures) de réalisation, les moyens de génération d’un flux d’air primaire et d’un flux d’air secondaire alimentant le brûleur 20 en air ne comportent qu’un ventilateur et un dispositif de séparation du flux d’air créé par ledit ventilateur de sorte à obtenir un flux d’air primaire et un flux d’air secondaire séparés. Le dispositif de séparation peut par exemple comprendre au moins deux canaux reliés audit ventilateur et au moins une trappe de fermeture d’au moins un desdits canaux. Dans cet exemple de réalisation, les premiers moyens de réglage peuvent comprendre des moyens de modifier la position de la trappe de fermeture d’au moins un desdits canaux.

Les moyens de modification peuvent comprendre en outre des deuxièmes moyens de réglage destinés à régler le débit volumique et/ou la nature du combustible alimentant ledit brûleur 20. Dans les exemples de réalisation dans lesquels les moyens d’alimentation en combustible du brûleur comprennent une vis sans fin 26, le réglage du débit volumique de combustible alimentant le brûleur 20 peut être effectué par un réglage de la vitesse de rotation de la vis sans fin 26.

Il doit être compris par réglage de la nature du combustible, par exemple, une modification du type de combustible (mélange de bois déchiquetés et de sarments de vignes broyés, granulés, branches de bois,...) ou une modification de l’inflammabilité dudit combustible (combustible plus ou moins humide). Une modification de l’inflammabilité du combustible peut être effectuée par l’intermédiaire d’un dispositif de modification du taux d’humidité du combustible comportant par exemple un système d’arrosage du combustible avec de l’eau ou bien simplement par changement du combustible introduit dans le brûleur pour un combustible plus ou moins humide préparé au préalable. Ce dernier exemple de changement de combustible introduit dans le foyer du brûleur 20 peut être réalisé par l’intermédiaire de différents réservoirs compris par les moyens d’alimentation du brûleur. Dans de tels exemples de réalisation, le dispositif de régulation peut comporter un système de mesure du taux d’humidité (non représenté sur les figures) du combustible alimentant le brûleur 20.

Les moyens de modification peuvent comporter en outre des troisièmes moyens de réglage destinés à régler la quantité de fumées extraite par l’extracteur 21. Ces troisièmes moyens de réglage peuvent par exemple comprendre des moyens de modifier la vitesse ou la puissance de l’extracteur 21.

La modification de la puissance délivrée par le brûleur peut être effectuée par une combinaison d’au moins deux moyens de réglages choisis parmi les premiers, les deuxièmes et troisièmes moyens de réglage que comportent les moyens de modification.

La figure 2 illustre des modes de mise en oeuvre d’un procédé de régulation continue de la puissance délivrée par un brûleur 20 d’un système de chauffage selon l’invention, ledit procédé mettant en oeuvre le dispositif objet de la présente invention selon au moins un des modes de réalisation. Le procédé de régulation continue selon la présente invention comprend une étape préalable (non représentée sur les figures) de mise en marche du brûleur 20 du système de chauffage.

Ensuite, dans une première étape 100, des mesures continues de la luminosité de la flamme du brûleur 20 sont réalisées. La luminosité de la flamme du brûleur 20 témoigne de la qualité de la combustion. Ces mesures permettent d’étudier l’évolution de la flamme du brûleur 20 au cours du temps et ainsi optimiser le réglage de la puissance délivrée par le brûleur 20. Ces mesures sont réalisées par le premier appareil de mesure 33 que comportent les moyens de mesure. Dans un exemple de mise en oeuvre, la mesure de la luminosité de la flamme est réalisée au moyen d’au moins un dispositif de mesure optique. Dans une forme préférée de réalisation, le dispositif de mesure optique comprend une caméra pointée en direction de la flamme du brûleur 20. Dans la figure 1, la caméra est résistante à de fortes températures et est disposée dans la chambre de combustion 29.

Au sein de l’étape 100, d’autres mesures peuvent être réalisées, en parallèle ou non de ces mesures de la luminosité de la flamme du brûleur 20 : - des mesures de la température de fumées issues de la combustion réalisée par le brûleur 20. Ces mesures sont réalisées par le deuxième appareil de mesure 30 compris par les moyens de mesure. Dans un exemple de mise en oeuvre, ces mesures sont réalisées au moyen d’un capteur de température compris par le deuxième appareil de mesure 30. Dans l’exemple illustré en figure 1, le capteur de température est situé dans le conduit de fumées 31. - des mesures du taux d’oxygène au niveau du foyer du brûleur 20. Ces mesures sont réalisées par le troisième appareil de mesure 32 compris par les moyens de mesure. Dans un exemple de mise en oeuvre ces mesures sont réalisées au moyen d’une sonde lambda comprise par le troisième appareil de mesure 32. Dans l’exemple illustré en figure 1, la sonde lambda est disposée dans la chambre de combustion 29. - des mesures du débit, de la température et du degré d’alcool d’un distillât 24. Ces mesures sont réalisées par le quatrième appareil de mesure 25 compris par les moyens de mesure. Dans un exemple de mise en oeuvre ces mesures sont réalisées au moyen d’un débitmètre massique compris par le quatrième appareil de mesure 25. Dans l’exemple illustré par la figure 1, le débitmètre massique est situé en sortie d’alambic 23.

Dans une deuxième étape, une comparaison des valeurs mesurées par lesdits moyens de mesure avec des valeurs de référence, est effectuée par les moyens de comparaison. La valeur mesurée par chacun des appareils de mesure est comparée à une valeur de référence ou plage de valeurs de référence correspondant respectivement à une luminosité de la flamme du brûleur 20, à une température de fumées issues de la combustion réalisée par le brûleur 20, à un taux d’oxygène au niveau du foyer du brûleur 20 et, à un débit, une température et un degrés d’alcool d’un distillât 24. Dans les modes de mise en oeuvre du procédé de régulation continue illustrés en figure 2, les valeurs de référence se présentent sous forme de plages de valeurs de référence. A cet effet, dans une première sous-étape 101a de comparaison, chaque valeur mesurée est comparée à sa plage de valeurs de référence correspondante.

Si la valeur mesurée correspond à une valeur comprise dans la plage de valeurs de référence correspondante, l’automate programmable 22 considère que le brûleur 20 se comporte de façon satisfaisante, aucune action n’est nécessaire (étape 103) et le procédé de régulation continue peut recommencer à l’étape 100. Si la valeur mesurée ne correspond pas à une valeur comprise dans la plage de valeurs de référence correspondante, le brûleur 20 ne se comporte pas de façon satisfaisante alors l’automate programmable 22, dans une deuxième sous-étape 101b de comparaison, vérifie si la valeur mesurée est inférieure ou supérieure aux valeurs comprises dans la plage de valeurs de référence correspondante.

Si la valeur mesurée est inférieure, l’automate programmable 22 vérifie, dans une troisième sous étape 101c de comparaison, si la puissance maximale du brûleur est atteinte. Si la puissance maximale du brûleur est atteinte lors de la sous-étape 101c, aucune action n’est requise (étape 103) et le procédé de régulation continue peut recommencer à l’étape 100.

Si la valeur mesurée est supérieure, l’automate programmable 22 vérifie, dans une troisième sous-étape 101d, si la puissance minimale du brûleur est atteinte. Si la puissance minimale du brûleur est atteinte lors de la sous-étape 101 d, aucune action n’est requise (étape 103) et le procédé de régulation continue peut recommencer à l’étape 100.

Dans le cas uniquement où les valeurs mesurées sont différentes des valeurs de référence, alors dans une troisième étape, une modification de la puissance dudit brûleur 20 par au moins un des moyens de modification est effectuée, lesquels moyens correspondent aux : - premiers moyens de réglage destinés à régler le débit dudit flux d’air primaire et/ou le débit dudit flux d’air secondaire alimentant le brûleur en air, - deuxièmes moyens de réglage destinés à régler le débit volumique et/ou la nature du combustible alimentant ledit brûleur 20, - des troisièmes moyens de réglage destinés à régler la quantité de fumées extraite par ledit extracteur 21.

Plus particulièrement, comme illustré en figure 2, si à l’étape 101c il est constaté que la puissance maximale du brûleur 20 n’est pas atteinte, dans une sous-étape 102a de modification, la puissance délivrée par le brûleur 20 est incrémentée par les moyens de modification. Egalement, si à l’étape 101 d il est constaté que la puissance minimale délivrée par le brûleur 20 n’est pas atteinte, dans une sous-étape 102b de modification, la puissance délivrée par le brûleur 20 est décrémentée par les moyens de modification.

Dans un exemple de mise en oeuvre, l’incrémentation et la décrémentation de la puissance délivrée par le brûleur 20 est réalisée par les premiers moyens de réglage par l’intermédiaire d’une modification de la vitesse des ventilateurs (27,28) qui génèrent respectivement le flux d’air primaire et le flux d’air secondaire alimentant le brûleur 20 en air. L’incrémentation et la décrémentation de la puissance délivrée par le brûleur 20 peut aussi être réalisée par les deuxièmes moyens de réglages par l’intermédiaire d’une modification de la vitesse de rotation de la vis sans fin 26 ou d’une modification du combustible alimentant le brûleur 20 par exemple en utilisant un combustible moins humide ou plus humide. L’incrémentation et la décrémentation de la puissance délivrée par le brûleur 20 peut également être réalisée par les troisièmes moyens de réglage par l’intermédiaire d’une modification de la vitesse de l’extracteur 21. L’étape de modification de la puissance délivrée par le brûleur 20 est effectuée par un ou une combinaison d’au moins deux des premiers, deuxièmes et troisièmes moyens de réglage que comportent les moyens de modification.

Ces modifications peuvent être ordonnées par l’utilisateur, par l’intermédiaire de l’unité de commande de l’automate programmable 22 par exemple, ou bien directement par l’automate programmable 22 durant un fonctionnement automatique, ledit automate programmable 22 étant connecté (de façon filaire ou non) aux moyens de réglage.

Dans un exemple de réalisation, lorsque la puissance délivrée par le brûleur 20 nécessite d’être incrémentée, la vitesse du ventilateur 27 générant un flux d’air primaire envoyé sous le foyer du brûleur 20 est augmentée, la vitesse du ventilateur 28 générant un flux d’air secondaire envoyé au dessus foyer du brûleur 20 est diminuée, la puissance de l’extracteur 21 est augmentée de sorte à augmenter la vitesse dudit extracteur 21 et le temps de rotation de la vis sans fin 26 est augmenté.

Dans un autre exemple de réalisation, lorsque la puissance délivrée par le brûleur 20 nécessite d’être décrémentée, la vitesse du ventilateur 27 générant le flux d’air primaire et la vitesse du ventilateur 28 générant le flux d’air secondaire sont diminuées ainsi que le temps de rotation de la vis sans fin.

Enfin, après cette troisième étape de modification, le procédé de régulation continue peut recommencer à l’étape 100.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1 - Dispositif de régulation de la puissance délivrée par un brûleur (20) d’un système de chauffage à combustible, ledit système de chauffage à combustible comportant des moyens d’alimentation (26) dudit brûleur (20) en combustible, caractérisé en ce que ledit dispositif de régulation comporte : - des moyens de mesure comportant un premier appareil de mesure (33) destiné à mesurer la luminosité de la flamme dudit brûleur (20); - des moyens de comparaison des valeurs mesurées par lesdits moyens de mesure avec des valeurs de référence ; et, - des moyens de modification destinés à modifier la puissance délivrée par ledit brûleur (20) lorsque lesdites valeurs mesurées sont différentes des valeurs de référence.
2. 2 - Dispositif de régulation selon la revendication 1, dans lequel les moyens de mesure comportent un deuxième appareil de mesure (30) destiné à mesurer la température de fumées issues de la combustion réalisée par le brûleur (20).
3. 3 - Dispositif de régulation selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel les moyens de mesure comportent un troisième appareil de mesure (32) destiné à mesurer le taux d’oxygène au niveau du foyer dudit brûleur (20).
4. 4 - Dispositif de régulation selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens de mesure comportent un quatrième appareil de mesure (25) destiné à mesurer le débit, la température et le degré d’alcool d’un distillât (24).
5. 5 - Dispositif de régulation selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comportant des moyens (27, 28) de génération d’un flux d’air primaire et d’un flux d’air secondaire alimentant le brûleur en air et dans lequel les moyens de modification comportent des premiers moyens de réglage destinés à régler le débit dudit flux d’air primaire et/ou le débit dudit flux d’air secondaire.
6. 6 - Dispositif de régulation selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les moyens de modification comportent des deuxièmes moyens de réglage destinés à régler le débit volumique et/ou la nature du combustible alimentant ledit brûleur (20).
7. 7 - Dispositif de régulation selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comportant un extracteur (21) de fumées issues de la combustion réalisée par le brûleur (20), et dans lequel les moyens de modification comportent des troisièmes moyens de réglage destinés à régler la quantité de fumées extraite par ledit extracteur (21).
8. 8 - Dispositif de régulation selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens de comparaison comportent un automate programmable (22).
9. 9 - Ensemble de distillation comportant un système de chauffage à combustible comprenant un brûleur (20), des moyens d’alimentation (26) dudit brûleur (20) en combustible et un dispositif de régulation selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
10. 10- Procédé de régulation continue de la puissance délivrée par un brûleur (20) d’un système de chauffage à combustible, mettant en œuvre le dispositif de régulation selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, et comprenant une étape préalable de mise en marche du brûleur (20) à une puissance choisie et les étapes suivantes : - mesure de la luminosité de la flamme dudit brûleur (20) par les moyens de mesure ; - comparaison des valeurs mesurées par lesdits moyens de mesure avec les valeurs de référence, par les moyens de comparaison ; - si les valeurs mesurées par les moyens de mesure ne correspondent pas aux valeurs de référence, modification de la puissance délivrée par ledit brûleur (20) par au moins un des moyens de modification.