[go: up one dir, main page]

FR2765357A1 - Dispositif de commande de gestion automatique de deux unites electriques et application a un chauffe-eau double puissance - Google Patents

Dispositif de commande de gestion automatique de deux unites electriques et application a un chauffe-eau double puissance Download PDF

Info

Publication number
FR2765357A1
FR2765357A1 FR9708201A FR9708201A FR2765357A1 FR 2765357 A1 FR2765357 A1 FR 2765357A1 FR 9708201 A FR9708201 A FR 9708201A FR 9708201 A FR9708201 A FR 9708201A FR 2765357 A1 FR2765357 A1 FR 2765357A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
contactor
control
circuit
water heater
heating element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9708201A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2765357B1 (fr
Inventor
Bruno Ziegler
Richard Robin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electricite de France SA
Original Assignee
Electricite de France SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electricite de France SA filed Critical Electricite de France SA
Priority to FR9708201A priority Critical patent/FR2765357B1/fr
Priority to GB9813168A priority patent/GB2326929B/en
Publication of FR2765357A1 publication Critical patent/FR2765357A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2765357B1 publication Critical patent/FR2765357B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/20Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2014Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using electrical energy supply
    • F24H9/2021Storage heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/10Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/124Preventing or detecting electric faults, e.g. electric leakage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/10Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/144Measuring or calculating energy consumption
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/10Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/16Reducing cost using the price of energy, e.g. choosing or switching between different energy sources
    • F24H15/164Reducing cost using the price of energy, e.g. choosing or switching between different energy sources where the price of the electric supply changes with time
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/25Temperature of the heat-generating means in the heater
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/269Time, e.g. hour or date
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/281Input from user
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/30Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/355Control of heat-generating means in heaters
    • F24H15/37Control of heat-generating means in heaters of electric heaters
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1919Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
    • G05D23/1923Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller using thermal energy, the cost of which varies in function of time
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04Sensors
    • F24D2220/042Temperature sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2240/00Characterizing positions, e.g. of sensors, inlets, outlets
    • F24D2240/26Vertically distributed at fixed positions, e.g. multiple sensors distributed over the height of a tank, or a vertical inlet distribution pipe having a plurality of orifices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

Ce dispositif permet d'utiliser un appareil électrique en profitant des plages privilégiées de consommation d'électricité et en utilisant qu'une seule ligne d'alimentation.Il comprend, d'une part, un circuit logique de commande (13) placé sur une ligne unique d'alimentation (12P, 12N, 12T) et commandant un premier contacteur (19) en fonction des plages horaires. Il comprend d'autre part un bornier de commande (11) comprenant deux contacteurs de thermostats (16, 17) relatifs chacun à un élément chauffant (2, 3) du ballon d'eau chaude (1) et un deuxième contacteur (15) alimentant l'élément chauffant inférieur (2). Ce dernier n'est utilisé que pendant les périodes d'heures à tarif réduit, l'élément supérieur (3) étant utilisé à la demande de l'utilisateur et inhibant l'élément chauffant inférieur (2). Application à tous les appareils électriques utilisant deux unités de consommation électrique et en particulier au chauffage à accumulation par des chauffe-eau double puissance.

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE DE GESTION AUTOMATIQUE
DE DEUX UNITES ELECTRIQUES ET
APPLICATION A UN CHAUFFE-EAU DOUBLE PUISSANCE
DESCRIPTION
Domaine de l'invention L'invention concerne de manière générale les appareils utilisant deux unités de consommation d'électricité ayant des conditions de fonctionnement différentes en fonction de paramètres extérieurs. Elle concerne en particulier les chauffe-eau double puissance, c'est-à-dire mettant en oeuvre deux éléments chauffants dans un ballon d'eau chaude. Ce type de chauffe-eau est utilisé dans de très nombreux locaux industriels et domestiques, comme les appartements des particuliers. La particularité de fonctionnement de ces chauffe-eau est d'utiliser les plages horaires à tarif réduit de consommation d'électricité pour chauffer la totalité de l'eau du ballon, en vue de réduire le coût d'utilisation du chauffe-eau en consommation d'électricité. Art antérieur et problème posé En référence à la figure 1, le chauffe-eau double puissance traditionnel 1 utilise deux éléments chauffants qui sont généralement une résistance électrique inférieure 2 placée dans la partie inférieure d'un ballon d'eau chaude 8 et accompagnée d'un premier thermostat 31, et une résistance électrique supérieure 3 placée dans la partie supérieure de ce même ballon d'eau chaude 8 et accompagnée d'un deuxième thermostat 32. Ces résistances électriques 2 et 3 sont alimentées en électricité chacune par une ligne d'alimentation respectivement 5 et 6. Chaque ligne possède un disjoncteur 10 placé dans le tableau électrique de l'abonné. Le ballon 8 se complète par une canalisation d'arrivée d'eau 6 débouchant dans la partie inférieure du ballon 8 et une canalisation de prise d'eau chaude 7
débouchant dans la partie supérieure de ce ballon 8.
La résistance inférieure 2 est alimentée pendant la plage d'heures à tarif réduit de consommation électrique, c'est-à-dire pendant la nuit et chauffe donc la totalité de l'eau contenue dans le ballon 8 pendant cette période. Or, pendant la plage d'heures à tarif élevé de consommation, à savoir la journée, la masse d'eau chaude contenue initialement dans le ballon 8 refroidit petit à petit au fur et à mesure de la consommation. L'utilisateur peut donc éprouver le besoin d'utiliser la résistance supérieure 3 pour chauffer la masse d'eau contenue dans la partie supérieure du ballon 8, o se trouve l'entrée de la canalisation de prise d'eau chaude 7. Dans ce cas, il actionne un commutateur 9 pour commander l'alimentation de la résistance supérieure 3. De plus, la consommation d'eau pendant la journée peut s'avérer être importante et le volume du ballon 8 sera donc complété par l'arrivée d'eau froide, au moyen de la canalisation d'arrivée froide 6. De ce fait, la température globale de la masse d'eau contenue dans le ballon 8 ne sera probablement plus suffisante pour satisfaire l'utilisateur et ce dernier éprouvera donc également le besoin de chauffer partiellement cette masse en utilisant la résistance supérieure 3, au moyen du commutateur 9 pour chauffer l'eau se trouvant dans la
partie supérieure du ballon 8.
Un inconvénient majeur est que dans ce type de chauffe-eau et de l'installation qui lui est attenante, il est en général très difficile d'installer une
deuxième ligne électrique pour alimenter le chauffe-
eau. Ceci représente donc un handicap pour le développement commercial de ce type de produit. Le but de la présente invention vise à remédier à cet
inconvénient.
De plus, il n'y a aucune communication ni interaction entre les deux unités qui sont indépendantes l'une de l'autre. Ceci a pour conséquence que les deux éléments résistifs chauffants peuvent fonctionner en même temps et ainsi provoquer une
consommation importante d'électricité.
Résumé de l'invention A cet effet, l'objet principal de l'invention est donc un dispositif de commande et de gestion automatique de puissance d'un appareil électrique qui utilise deux unités distinctes de consommation de courant électrique à partir d'une source d'alimentation, la première étant utilisable que dans une plage de temps déterminé. Il comprend: - des moyens de commande pour commander le fonctionnement de la première ou de la deuxième unité de consommation dans la plage de temps déterminé, et celui de la deuxième unité de consommation en dehors de cette plage de temps déterminé définie par un signal de plage de temps, en fonction de signaux de demande d'utilisation établis en mesurant une grandeur électrique identifiée et caractéristique des besoins automatiques de fonctionnement des deux unités et par signal de besoin d'utilisation fourni pour un contacteur utilisable par un utilisateur en fonction de ces besoins propres, et - une seule ligne d'alimentation électrique pour alimenter les deux unités et étant commandée
par les moyens de commande.
Dans la réalisation principale de l'invention, les moyens de commande comprennent: - un circuit de commande placé n'importe o, connecté à une source d'alimentation électrique et recevant le premier signal de mesure de la grandeur électrique par la ligne d'alimentation et le deuxième signal par le signal de besoin d'utilisation, et - des organes de commande placés d'une part sur l'appareil et recevant la ligne d'alimentation et d'autre part, sur cette même ligne d'alimentation. Dans l'application du dispositif selon l'invention à un chauffe-eau, la grandeur électrique identifiée du premier signal étant une résistance électrique, le circuit de commande comprend: - un circuit de mesure d'intensité pour mesurer une intensité sur le conducteur de phase de la ligne électrique d'alimentation;
- un circuit de mesure de résistance du chauffe-
eau pour mesurer la résistance de ce chauffe-
eau en fonctionnant; - un circuit logique de commande du chauffe-eau recevant les valeurs mesurées de l'intensité et de la résistance et recevant un signal de plage de temps déterminé et le signal de besoin d'utilisation donné par le commutateur pour effectuer la mesure de la résistance du chauffe-eau et commander les organes de
commande en fonction des mesures.
Dans le cadre de l'utilisation d'un tel circuit de commande, les organes de commande comprennent: - un premier contacteur placé sur le conducteur de phase de la ligne d'alimentation; et dans un boîtier de commande placé sur le chauffe-eau: - un contacteur de premier thermostat pour commander la première unité qui est un élément chauffant; - un contacteur de deuxième thermostat pour commander la deuxième unité qui est également un élément chauffant; - un deuxième contacteur pour alimenter le premier élément chauffant; et - un relais alimenté par le deuxième contacteur de deuxième thermostat pour inhiber le premier élément chauffant quand le deuxième thermostat
est demandeur.
Dans une réalisation préférentielle du circuit de commande, on utilise un troisième contacteur placé à l'entrée du circuit de mesure de résistance pour connecter ou non celui-ci à la ligne d'alimentation et faire la mesure de résistance en injectant un courant
lorsque le premier contact est ouvert.
Dans ce cas, le circuit de commande se complète avantageusement par un circuit de temporisation pour éviter que le premier contacteur et le troisième contacteur ne soient alimentés simultanément en régime transitoire. Dans le but de détecter d'éventuelles pannes du chauffe-eau, le circuit de commande peut être équipé d'un circuit de détection de pannes connecté à la ligne d'alimentation pour détecter les passages de courant vers la première unité du dispositif et éventuellement
couper l'alimentation de celui-ci.
Liste des figures L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux perçues à la lecture de la
description suivante d'un mode de réalisation,
accompagné des figures représentant respectivement:
- figure 1, déjà décrite, un schéma d'un chauffe-
eau équipé du dispositif selon l'art antérieur, - figure 2, un schéma d'un chauffe-eau équipé du dispositif selon l'invention, - figure 3, un schéma du dispositif selon l'invention dans sa réalisation principale, et figure 4, un schéma du dispositif selon
l'invention dans une variante.
Description détaillée de deux modes de réalisation de
l'invention En référence à la figure 2, le dispositif de commande selon l'invention est toujours utilisé pour commander un chauffe-eau 1. En comparant avec la figure 1, il est facile de constater la différence entre ces deux figures, c'est-à-dire la présence d'une seule -7 ligne d'alimentation 12 pour le chauffe-eau 1. En effet, ce dernier possède le même ballon d'eau chaude 8 que celui représenté à la figure 1. Seuls les organes de commande ont changé. On constate la présence d'une seule ligne d'alimentation 12 d'un circuit de commande 13, placé n'importe o sur la ligne d'alimentation 12 et un boîtier de commande 11 placé près du chauffe-eau et recevant la ligne d'alimentation 12. Ce boîtier de commande 11 comprend une partie des organes de commande du chauffe-eau, le circuit de commande 13 comprenant les autres organes de commande. Sur cette figure 2, ce boîtier de commande 11 a été placé dans la partie inférieure du chauffe-eau 1, en regard de la résistance inférieure 2. Ceci n'est qu'un exemple de réalisation, le boîtier de commande 11 pouvant être placé n'importe o sur le chauffe-eau 1. Une ligne secondaire de commande 14 permet d'alimenter la résistance supérieure 3, le boîtier de commande alimentant directement la
résistance inférieure 2.
Le boîtier de commande 11 est mieux détaillé sur la figure 3. En effet, on a représenté ses principaux composants et les principales liaisons. L'alimentation secondaire 14 de la figure 2 a disparu pour que le schéma de ce circuit de commande 11 soit représenté de manière agrandie, et non pas à l'échelle du chauffe-eau
1 et notamment de son ballon 8.
L'unique ligne d'alimentation 12 de la figure 2 est représentée par ces trois conducteurs qui sont un conducteur de phase 12P, un conducteur de neutre 12N et
un conducteur de terre 12T.
Les organes qui commandent l'alimentation électrique des deux éléments chauffants 2 et 3, par l'intermédiaire de deux borniers, l'un supérieur 30,
l'autre inférieur 29, sont les suivants.
Un premier contacteur 19 est placé sur la ligne d'alimentation, et en particulier sur le conducteur de phase 12P. Il est représenté ici faisant partie du circuit de commande 13 mais pourrait être placé autre part. L'alimentation des deux éléments chauffants 2 et 3 par ce conducteur de phase 12P se fait par deux dérivations de l'alimentation par le conducteur de phase 12P de l'élément chauffant supérieur 3 sur lequel se trouvent respectivement deux contacteurs de thermostats 16 et 17. Sur la dérivation du contacteur de premier thermostat 16 se trouve également un relais 18. Ce dernier commande l'ouverture et la fermeture d'un deuxième contacteur 15 placé sur une troisième dérivation connectée à l'élément chauffant inférieur 2 par l'intermédiaire du bornier 29. Ainsi, lorsque le
premier thermostat 31 est demandeur de chaleur, c'est-
à-dire que si le contacteur de premier thermostat 16 est fermé sur le schéma de la figure 3, le relais 18 peut être alimenté, à condition toutefois que le deuxième thermostat 32 ne soit pas demandeur de chaleur, c'est-à-dire qu'il ne court-circuite pas ce relais 18 en étant fermé. En d'autres termes, lorsque le contacteur de deuxième thermostat 17 relatif à l'élément chauffant supérieur 3 est fermé, c'est-à-dire que l'élément chauffant supérieur 3 fonctionne, le relais 18 garde ouvert le deuxième contacteur 15 placé sur une dérivation du conducteur de phase 12P
alimentant l'élément chauffant inférieur 2.
Ainsi, le fonctionnement de l'élément chauffant supérieur 3 est prioritaire sur le fonctionnement de l'élément chauffant inférieur 2, à la demande du deuxième thermostat 32 relatif à l'élément chauffant supérieur 3. Si le premier thermostat 31 est demandeur et que le deuxième thermostat 32 ne l'est pas, c'est-à-dire si le contacteur de premier thermostat 16 est fermé et le contacteur de deuxième thermostat 17 est ouvert, le relais 18 ferme le deuxième contacteur 15 alimentant
ainsi l'élément chauffant inférieur 2.
Le circuit de commande 13 comprend un boîtier d'alimentation électrique 21 relié à la ligne d'alimentation, et plus précisément aux conducteurs de phase 12P et de neutre 12N. Il comprend également un circuit logique de commande 22 recevant des signaux de sortie, à la fois d'un circuit de mesure d'intensité 23
et d'un circuit de mesure de résistance 24 du chauffe-
eau. Le circuit de mesure d'intensité 23 est placé en shunt sur une partie du conducteur de phase 12P pour mesurer l'intensité du courant envoyé et consommé par le chauffe-eau. Le circuit de mesure de résistance 24
mesure donc la résistance de fonctionnement du chauffe-
eau aux bornes des conducteurs de phase 12P et de neutre 12N. En effet, il faut prendre en considération le fait que le premier contacteur 19 placé sur le conducteur de phase 12P est systématiquement ouvert pendant une plage de temps déterminé qui correspond aux heures à tarif élevé de consommation d'électricité. Il est alors impossible de connaître la résistance de fonctionnement éventuel du chauffe-eau sans envoyer de courant aux bornes de celui-ci. C'est le but du circuit de mesure de résistance 24 qui, par l'intermédiaire d'un troisième contacteur 26, injecte un courant de faible intensité dans le chauffe-eau pour mesurer sa résistance. Lorsque le premier contacteur 19 est fermé, c'est-à-dire pendant les heures à tarif réduit de consommation d'électricité, le circuit de mesure d'intensité 23 fait son office pour mesurer la
résistance du chauffe-eau.
Pour permettre la commande de ce premier contacteur 19 en fonction des plages horaires, le circuit logique de commande 22 reçoit un signal H caractéristique de ces plages horaires. Il reçoit également un signal U issu d'un commutateur non représenté et actionné par l'utilisateur réclamant ou non une augmentation de la température de l'eau par rapport à la température obtenue habituellement. Ce
signal un signal dit de confort.
Un circuit de temporisation 25 complète le circuit logique de commande 22 pour éviter que le premier contacteur 19 et le troisième contacteur 26 soient alimentés simultanément en régime transitoire, ce qui
mettrait en défaut le fonctionnement de l'ensemble.
On se propose maintenant d'expliciter le
fonctionnement de ce dispositif.
Le boîtier de commande 11 est donc conçu de manière à ce que le contacteur de premier thermostat 16 ne puisse alimenter l'élément chauffant inférieur 2 que si le contacteur de deuxième thermostat 17 est ouvert, c'est-à-dire non demandeur. Le chauffage de l'élément chauffant supérieur 3 est donc prioritaire sur le chauffage de l'élément inférieur 2. On ne peut jamais avoir ces deux éléments chauffants 2 et 3 en
fonctionnement en même temps.
il Pendant les plages de consommation d'heures à tarif élevé, l'entrée du circuit logique de commande 22 recevant le signal H est activée. Lorsque l'entrée recevant le signal U de l'utilisateur est activée par un contact sur le commutateur, le circuit logique de commande 22 doit détecter une demande du deuxième thermostat 32 associé à l'élément chauffant supérieur 3 pour autoriser le chauffage. Si ce deuxième thermostat est en demande, le chauffe-eau est alimenté, le premier contacteur 19 étant fermé. Si ce deuxième thermostat 32 n'est pas en demande, le chauffe-eau n'est pas alimenté car le circuit logique de commande 22 ouvre le premier
contacteur 19.
Pendant les plages de consommation d'heures à tarif réduit, le chauffeeau est alimenté en permanence car le circuit logique de commande 22 garde fermé le premier contacteur 19. En cas de demandes simultanées des deux thermostats 31 et 32, l'élément chauffant supérieur 3 est alimenté en priorité, comme expliqué précédemment. L'élément chauffant inférieur n'est alimenté que lorsque l'élément chauffant supérieur ne
l'est plus.
Un exemple de mesure de résistance du chauffe-eau va être explicité dans les lignes suivantes. La mesure de résistance a lieu lorsque le premier contacteur 19 est ouvert et s'effectue en injectant un faible courant continu, le deuxième contacteur 15 étant fermé. Si le premier thermostat 31 est seul demandeur, le circuit logique de commande mesure une résistance par exemple supérieure à 4 kQ. Si les deux thermostats 31 et 32 ne sont pas demandeurs, le circuit logique de commande mesure donc une résistance infinie. Si le deuxième thermostat 32 est demandeur, avec ou sans le premier thermostat 31 demandeur, le circuit logique de commande 22 mesure une résistance du chauffe-eau de l'ordre de Q, soit la résistance de l'élément chauffant supérieur 3 seul. Le circuit logique de commande décide donc alors le passage à la mesure de courant en fermant le premier contacteur 19 et en ouvrant le deuxième
contacteur 15.
La mesure de courant injecté dans le chauffe-eau a donc lieu à l'aide du circuit de mesure de courant 23
connecté sur une portion du conducteur de phase 12P.
Lorsque le deuxième thermostat 32 est demandeur, l'intensité mesurée est de l'ordre de 16 A. Si l'intensité mesurée descend en dessous de 10 A, cela signifie que seul le premier thermostat 31 est demandeur et le circuit logique de commande 22 coupe l'alimentation en ouvrant le premier contacteur 19. Il referme ensuite le deuxième contacteur 15 pour procéder
à une éventuelle future phase de mesure de résistance.
Les avantages d'un tel dispositif de commande et de gestion automatique de puissance sont: - la limitation de la puissance appelée sur le réseau de distribution d'électricité, - l'utilisation d'une seule ligne d'alimentation de l'appareil, et
- l'optimisation du confort fourni.
Concernant ce dernier point, il s'avère très intéressant d'utiliser un circuit permettant de
détecter une panne ou un disfonctionnement du chauffe-
eau. La figure 4 montre le même dispositif décrit par la figure 3 complétée d'un circuit de ce type. En effet, un circuit de détection de panne 27 est incorporé au circuit de commande 13. Plus exactement, il reçoit la sortie du circuit de mesure d'intensité 23, et les signaux H relatifs aux plages horaires et U de desiderata de l'utilisateur. Ce circuit 27 est un
circuit de type sommateur.
En effet, si seul l'élément chauffant inférieur 2 ne fonctionne plus ou est en panne, et en cas de faible puisage de l'utilisateur, ce dernier risque de ne pas
détecter rapidement le disfonctionnement du chauffe-
eau. Ceci s'explique que, dans ce cas, le ballon d'eau chaude sera chauffé uniquement à la demande de l'utilisateur en utilisant l'élément chauffant
supérieur 3.
Ce circuit de détection de panne 27 compte donc les passages en heures à tarif réduit. Au bout d'un nombre déterminé N, par exemple 3 (ce qui correspondrait à 3 nuits), dans une telle éventualité,
le circuit 27 émet un signal d'arrêt total du chauffe-
eau au circuit logique de commande 22. Une réinitialisation du circuit logique de commande est
possible par coupure générale de l'énergie électrique.
Ceci permet de reprendre le chauffage, en heures à tarif élevé ou en heures à tarif réduit, au moyen de l'élément chauffant supérieur, en attendant que l'ensemble du chauffe-eau soit réparé. Ce circuit de détection de panne 27 prévoit également de couper systématiquement le fonctionnement de l'élément chauffant inférieur 2 lorsque l'élément chauffant supérieur 3 ne fonctionne plus. Dans ce cas, le ballon d'eau chaude refroidit et l'utilisateur s'aperçoit de son non- fonctionnement au bout de quelques heures. Une lampe témoin peut avantageusement compléter ce circuit
de détection de panne 27.
Dans le dispositif de commande et de gestion automatique de puissance décrit, c'est-à-dire appliqué à un chauffe-eau, la grandeur électrique identifiée et mesurée est la résistance du chauffe-eau et de son dispositif chauffant, les éléments chauffants étant les unités de consommation. On pourrait très bien imaginer mesurer des impédances ou des capacités d'autres appareils, par exemple des moteurs, pompes à chaleur, etc. Ce dispositif peut donc avoir une application
industrielle importante.
L'application préférentielle de ce dispositif est
bien sûr celle aux chauffe-eau double puissance.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande et de gestion automatique de puissance d'un appareil électrique, qui utilise deux unités distinctes de consommation de courant électrique à partir d'une source d'alimentation, la première unité de consommation (2) étant utilisable seulement dans une plage de temps déterminé définie par un signal de plage de temps (H), le dispositif comprenant: - des moyens de commande pour commander le fonctionnement de la première (2) ou de la deuxième unité de consommation (3) dans la plage de temps déterminé, et celui de la deuxième unité de consommation (3) en dehors de cette plage de temps déterminé définie par un signal de plage de temps (H), en fonction d'un signal de demande d'utilisation établi en mesurant une grandeur électrique identifiée et caractéristique des besoins automatiques de fonctionnement des deux unités de consommation (2 et 3) et d'un signal de besoin d'utilisation (U) provenant d'un contacteur utilisable par un utilisateur en fonction de ces besoins propres, et - une seule ligne d'alimentation électrique (12N, 12P, 12T) pour alimenter les deux unités (2 et 3) et étant commandée par les moyens de commande.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent: - un circuit de commande (13) placé n'importe o, connecté à une source d'alimentation électrique et recevant un premier signal de mesure de la grandeur électrique identifiée par la ligne d'alimentation (12N, 12P), et le deuxième signal qui est le signal de besoin d'utilisation (U), et - des organes de commande (11, 19), certains étant placés sur l'appareil à commander et recevant la ligne d'alimentation (12N, 12P, 12T) et d'autres étant placés sur un conducteur
de phase (12P) de la ligne d'alimentation.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou
2, l'appareil commandé étant un chauffe-eau, la grandeur électrique identifiée étant une résistance électrique, caractérisé en ce que le circuit de commande (13) comprend: - un circuit de mesure d'intensité (23) pour mesurer l'intensité sur le conducteur de phase (12P) de la ligne d'alimentation, - un circuit de mesure de résistance (24) pour mesurer la résistance du chauffe-eau et placé sur la ligne d'alimentation (12P, 12N), et - un circuit logique de commande (22) recevant les valeurs mesurées des circuits de mesure d'intensité (23) et de mesure de résistance (24), recevant le signal de plage de temps (H) et le signal de besoin d'utilisation (U) donné par un commutateur pour effectuer la mesure de la résistance du chauffe-eau et commander les organes de commande (19, 11) en fonction de mesures.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les organes de commande comprennent: - un premier contacteur (19) placé sur le conducteur de phase (12P) de la ligne d'alimentation, et dans un boîtier de commande (11) placé sur le chauffe-eau: - un contacteur de premier thermostat (16) relatif à la première unité de consommation (2) qui est un élément chauffant inférieur, - un contacteur de deuxième thermostat (17) relatif à et commandant la deuxième unité de consommation (3) qui est un élément chauffant supérieur, - un deuxième contacteur (15) pour alimenter l'élément chauffant inférieur (2), et - un relais (18) pour inhiber l'élément chauffant supérieur (2) quand le contacteur de deuxième
thermostat (17) est demandeur.
5. Dispositif selon l'une quelconque des
revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le circuit
de commande (13) possède un troisième contacteur (26) placé à l'entrée du circuit de mesure de résistance (24) pour connecter ou non celui-ci à la ligne d'alimentation (12P, 12N) et faire la mesure de résistance du chauffe-eau en injectant un courant électrique lorsque le premier contacteur (19) est ouvert.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les circuits de commande (13) possèdent un circuit de temporisation (25) pour éviter que le premier contacteur (19) et le troisième contacteur (26) ne soient alimentés simultanément en régime transitoire.
7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de commande (13) possède un circuit de détection de panne (27) connecté au circuit de mesure de résistance (23) pour détecter
les passages de courant et couper le fonctionnement total de ce dernier quand l'une des deux unités (2, 3) ne fonctionne plus.
FR9708201A 1997-06-30 1997-06-30 Dispositif de commande de gestion automatique de deux unites electriques et application a un chauffe-eau double puissance Expired - Fee Related FR2765357B1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9708201A FR2765357B1 (fr) 1997-06-30 1997-06-30 Dispositif de commande de gestion automatique de deux unites electriques et application a un chauffe-eau double puissance
GB9813168A GB2326929B (en) 1997-06-30 1998-06-19 Device for the automatic management and control of two electric units and application to a double power water heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9708201A FR2765357B1 (fr) 1997-06-30 1997-06-30 Dispositif de commande de gestion automatique de deux unites electriques et application a un chauffe-eau double puissance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2765357A1 true FR2765357A1 (fr) 1998-12-31
FR2765357B1 FR2765357B1 (fr) 1999-08-06

Family

ID=9508626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9708201A Expired - Fee Related FR2765357B1 (fr) 1997-06-30 1997-06-30 Dispositif de commande de gestion automatique de deux unites electriques et application a un chauffe-eau double puissance

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2765357B1 (fr)
GB (1) GB2326929B (fr)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7346274B2 (en) 1999-07-27 2008-03-18 Bradenbaugh Kenneth A Water heater and method of controlling the same
US6633726B2 (en) * 1999-07-27 2003-10-14 Kenneth A. Bradenbaugh Method of controlling the temperature of water in a water heater
US6465764B1 (en) * 2000-08-30 2002-10-15 State Industries, Inc. Water heater and control system therefor
CN104748356B (zh) * 2015-03-23 2017-09-01 佛山市顺德区奥荻莎电器有限公司 双胆中胆热能反应舱速热电热水器及其控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR990275A (fr) * 1949-05-03 1951-09-19 App Electr Soc Gen Chauffe-eau à capacité chauffée et à température variables
GB2129169A (en) * 1982-09-02 1984-05-10 Farnell Instr Thermal storage systems using liquid as a thermal store
US5317670A (en) * 1991-10-19 1994-05-31 Paul Elia Hot water storage system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8803944D0 (en) * 1988-02-19 1988-03-23 Imi Rycroft Ltd Calorifiers
GB9025449D0 (en) * 1990-11-22 1991-01-09 Gledhill Water Storage Improvements relating to water heating apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR990275A (fr) * 1949-05-03 1951-09-19 App Electr Soc Gen Chauffe-eau à capacité chauffée et à température variables
GB2129169A (en) * 1982-09-02 1984-05-10 Farnell Instr Thermal storage systems using liquid as a thermal store
US5317670A (en) * 1991-10-19 1994-05-31 Paul Elia Hot water storage system

Also Published As

Publication number Publication date
GB2326929B (en) 2001-06-13
GB9813168D0 (en) 1998-08-19
FR2765357B1 (fr) 1999-08-06
GB2326929A (en) 1999-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0344065A1 (fr) Régulateur électronique alimenté pendant les périodes inactives de commutation du secteur
EP0108699B1 (fr) Procédé et installation de chauffage central bi-énergie
EP0451672B1 (fr) Cafetière ménagère
FR2765357A1 (fr) Dispositif de commande de gestion automatique de deux unites electriques et application a un chauffe-eau double puissance
EP4350925A1 (fr) Surveillance et optimisation de la consommation electrique
EP0035486B1 (fr) Installation de chauffage par accumulation de chaleur
WO2022122597A1 (fr) Dispositif d'alimentation électrique pour véhicule
EP1794455A1 (fr) Procede de protection electrique d'un appareil electromenager
EP0852331B1 (fr) Procédé pour mesurer le coefficient volumique de déperdition thermique d'un local chauffé électriquement
BE1014621A3 (fr) Procede pour l'adaptation de la periode de prelevement d'energie electrique sur le reseau de distribution par des appareils electriques pour le rechauffement a accumulation, en particulier des chauffe-eau, et dispositif electronique pour l'application du dit procede.
FR2496847A1 (fr) Perfectionnements aux installations de chauffage utilisant la chaleur rayonnee par le soleil
FR2642594A1 (fr) Dispositif pour l'activation telephonique a distance des installations de chauffage et/ou de conditionnement d'ambiance en general et dispositif thermoregulateur utilise dans cet appareil
FR2739931A1 (fr) Procede et dispositif pour mesurer le coefficient volumique de deperdition thermique d'un local chauffe electriquement
FR2597967A1 (fr) Procede et installation de chauffage central bi-energie
FR3018006A1 (fr) Systeme de commutation controlee pour le raccordement selectif d'un reseau electrique triphase
EP2508389A2 (fr) Dispositif de transmission d'énergie électrique et procédé de surveillance associé
FR2539238A1 (fr) Methode et dispositif de commande pour appareil utilise pour porter et maintenir un fluide a une temperature predeterminee
FR2817610A1 (fr) Circuit de preparation d'eau chaude sanitaire pour un chauffe-eau ou une chaudiere
FR3162941A1 (fr) Dispositif de controle d’alimentation electrique et methode associee
FR2543274A1 (en) Improvements to accumulating radiators
FR2576092A1 (fr) Procede d'asservissement d'un chauffe-eau electrique a un rechauffeur electrique d'une installation de chauffage central
FR2522788A2 (fr) Module hydraulique pour ce comptage et le prelevement d'energie calorifique
FR2566610A1 (fr) Dispositif d'ajustement de la puissance de chauffe d'un generateur d'eau chaude a fonctionnement electrique
FR2518349A1 (fr) Circuit de raccordement d'un contacteur decaleur a un appareil electrique a accumulation d'energie, et procede de raccordement correspondant
BE1015718A3 (fr) Dispositif electronique pour l'application d'un procede pour l'adaptation de la periode de prelevement d'energie electrique sur le reseau.

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 19

ST Notification of lapse

Effective date: 20170228