FR2545309A1

FR2545309A1 - Temperature regulating device for electrical heating apparatus with thermostat

Info

Publication number: FR2545309A1
Application number: FR8306967A
Authority: FR
Inventors: Roman Siretchi
Original assignee: AIRELEC IND
Current assignee: AIRELEC IND
Priority date: 1983-04-27
Filing date: 1983-04-27
Publication date: 1984-11-02

Abstract

Temperature regulating device for electrical heating apparatus comprising a heating resistor Rc controlled by a thermostat Th with bulb B coupled thermally t2 to a regulating resistor Rr connected in series with a temperature-dependent variable resistor R theta , characterised in that the heating resistor Rc is coupled thermally t1 to the capillary C of the thermostat Th by way of a loop I devised on the said capillary C.

Description

La présente invention concerne un dispositif de régulation de température pour un appareil de chauffage électrique comprenant une résistance de chauffage commandée par un thermostat à bulbe couplé thermiquement à une résistance de régulation connectée en série avec une résistance variable en fonction de la température. The present invention relates to a temperature control device for an electric heater comprising a heating resistor controlled by a bulb thermostat thermally coupled to a regulating resistor connected in series with a variable resistor depending on the temperature.

On sait que pour avoir un meilleur confort, il est nécessaire de réduire le différentiel de température, cvest-à dire la différence entre la température d'enclenchement et la température de déclenchement du thermostat, ce qui revient à réduire la période cyclique du thermostat A cet effet, on utilise généralement une résistance dite accélératrice, qui est couplée thermiquement à la résistance variable en fonction de la température. We know that to have better comfort, it is necessary to reduce the temperature differential, ie the difference between the switch-on temperature and the switch-off temperature of the thermostat, which amounts to reducing the cyclic period of thermostat A for this purpose, a so-called accelerating resistor is generally used, which is thermally coupled to the variable resistor as a function of the temperature.

Une telle disposition complique toutefois le circuit èt ne donne en outre pas toujours entière satisfaction. However, such an arrangement complicates the circuit and is not always entirely satisfactory.

La présente invention a donc pour but principal de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un dispositif de régulation de température qui se caractérise essentiellement en ce que la résistance de chauffage est couplée thermiquement au capillaire du thermostat, par l'intermédiaire d'une boucle ménagée sur ledit capillaire. The main object of the present invention is therefore to remedy these drawbacks and, to do this, it relates to a temperature control device which is essentially characterized in that the heating resistor is thermally coupled to the capillary of the thermostat, by the 'through a loop formed on said capillary.

On obtient ainsi de façon très simple un effet accélérateur sur le thermostat, permettant de réduire sa période cyclique. This very simply gives an accelerating effect on the thermostat, making it possible to reduce its cyclic period.

De préférence, le dispositif selon l'invention comprend en outre une résistance de correction de dérive couplée thermiquement à la résistance variable en fonction de la température, afin de corriger la dérive qui se produit inévitablement au fur et à mesure de l'échauffement de appareil sur lequel est monté le thermostat. Dans ce cas, la résistance variable est avantageusement entourée d'une masse d'inertie thermique suffisante, de manière à réaliser un effet d'intégration du rapport cyclique du thermostat. Preferably, the device according to the invention further comprises a drift correction resistance thermally coupled to the variable resistance as a function of the temperature, in order to correct the drift which inevitably occurs as the apparatus heats up. on which the thermostat is mounted. In this case, the variable resistance is advantageously surrounded by a sufficient mass of thermal inertia, so as to achieve an integration effect of the duty cycle of the thermostat.

De préférence également, une autre masse d'inertie thermique est interposée entre le bulbe du thermostat et la résistance de régulation, pour parfaire l'effet d'intégration du rapport cyclique. Also preferably, another mass of thermal inertia is interposed between the bulb of the thermostat and the regulating resistor, to perfect the integration effect of the duty cycle.

Plusieurs formes d'exécution de l'invention sont décrites ci-après à titre d'exemples, en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est un schéma d'un dispositif de régulation de température conforme à l'invention ; et
- les figures 2, 3 et 4 représentent respectivement trois variantes de réalisation de ce dispositif.Several embodiments of the invention are described below by way of examples, with reference to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a diagram of a temperature control device according to the invention; and
- Figures 2, 3 and 4 respectively represent three alternative embodiments of this device.

En se référant tout d'abord à la figure 1, on peut voir en R
c l'élément chauffant d'un appareil de chauffage électrique, par exemple du type convecteur, qui est alimenté à partir d'une source d'énergie électrique
U, par l'intermédiaire du contact interrupteur K d'un thermostat d'ambiance
Th du type à bulbe. Ce thermostat comprend ainsi un bulbe B soumis à la température ambiante ta, un capillaire C et une tête T incluant l'organe de commande du contact interrupteur K.
Referring first to Figure 1, we can see in R
c the heating element of an electric heating appliance, for example of the convector type, which is supplied from a source of electric energy
U, via the switch contact K of a room thermostat
Bulb-type th. This thermostat thus comprises a bulb B subjected to the ambient temperature ta, a capillary C and a head T including the control member of the switch contact K.

Conformément à l'invention, la résistance de chauffage Re du
c convecteur est couplée thermiquement au capillaire C du thermostat d'ambiance.
In accordance with the invention, the heating resistance Re of the
c convector is thermally coupled to capillary C of the room thermostat.

A cet effet, le capillaire C forme une boucle Q d'environ 25 cm au voisinage de la résistance Rc, réalisant ainsi un couplage thermique t1
De façon connue en soi, le bulbe B du thermostat est en outre couplé thermiquement à une résistance de régulation R réalisant ainsi un
r couplage thermique t2. La résistance de régulation R est connectée en série
r avec une résistance R, variable en fonction de la température, constituée ici par une résistance à coefficient de température négatif, et l'ensemble série ainsi formé est connecté directement aux bornes de la source d'alimentation électrique U.To this end, the capillary C forms a loop Q of about 25 cm in the vicinity of the resistor Rc, thus achieving a thermal coupling t1
In a manner known per se, the bulb B of the thermostat is also thermally coupled to a regulating resistor R thus achieving a
r thermal coupling t2. The regulation resistor R is connected in series
r with a resistor R, variable as a function of the temperature, constituted here by a resistor with a negative temperature coefficient, and the series assembly thus formed is connected directly to the terminals of the electrical power source U.

Le circuit est complété par une résistance de correction de dérive
Rd, connectée en parallèle sur le contact K et qui est couplée thermiquement à la résistance variable Rg, réalisant ainsi un couplage thermique t3.The circuit is completed by a drift correction resistance
Rd, connected in parallel on the contact K and which is thermally coupled to the variable resistor Rg, thus achieving a thermal coupling t3.

Lorsque le chauffage est arreté, le thermostat à bulbe Th se trouve en couplage thermique avec la température ambiante ta et avec la température t délivrée par la résistance R . Par contre, lorsque le chauffage 2 r marche, le thermostat se trouve en couplage thermique avec la température ta, avec la température t2 et également avec la température t1 délivrée par la résistance de chauffage R . Les variations rapides de cette température t1 ont
c un effet accélérateur sur le thermostat, permettant ainsi de réduire sa période cyclique et donc de réduire le différentiel de température, ce qui procure un meilleur confort dans le local équipé d'un tel convecteur.When the heating is stopped, the bulb thermostat Th is in thermal coupling with the ambient temperature ta and with the temperature t delivered by the resistor R. On the other hand, when the heating 2 r operates, the thermostat is in thermal coupling with the temperature ta, with the temperature t2 and also with the temperature t1 delivered by the heating resistor R. The rapid variations of this temperature t1 have
c an accelerating effect on the thermostat, thereby reducing its cyclic period and therefore reducing the temperature differential, which provides better comfort in the room equipped with such a convector.

La résistance variable Re se trouve sous l'influence thermique de la température t délivrée par la résistance Rd et elle est entourée d'une
3 masse d'inertie thermique M1, constituée par exemple d'un bloc de matière plastique, permettant de réaliserune intégration du rapport cyclique du ther mostat. Lorsque le rapport cyclique s'approche de 20 %, la résistance Rd. est presque toujours sous tension et chauffe suffisamment la résistance Re par l'intermédiaire de la masse d'inertie thermique M1. Dans ce cas, la résistance ohmique de R e décroît, la puissance dissipée par la résistance R augmente et
r le flux d'énergie thermique t2 se trouve alors plus grand.The variable resistor Re is under the thermal influence of the temperature t delivered by the resistor Rd and it is surrounded by a
3 mass of thermal inertia M1, consisting for example of a block of plastic material, making it possible to integrate the duty cycle of the ther mostat. When the duty cycle approaches 20%, the resistance Rd. Is almost always energized and sufficiently heats the resistance Re via the thermal inertia mass M1. In this case, the ohmic resistance of R e decreases, the power dissipated by the resistance R increases and
r the flow of thermal energy t2 is then greater.

Par contre, lorsque le rapport cyclique du thermostat atteint 8Q %, le contact I est la plupart du temps fermé et court-circuite la résistance Rd. Cette dernière n'est donc mise sous tension que pendant de courtes durées et la résistance variable Re n'a pas le temps d'être chauffée. On obtient ainsi une certains correction de la dérive qui se produit inévitableruent au fur et à mesure de l'échauffement du convecteur. On the other hand, when the duty cycle of the thermostat reaches 8Q%, the contact I is most of the time closed and short-circuits the resistance Rd. The latter is therefore only energized for short periods and the variable resistance Re n don't have time to heat up. There is thus obtained a certain correction of the drift which inevitably occurs as the convector heats up.

Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 2, on utilise le même principe d'accélération du thermostat par influence thermi- que de la résistance de chauffage R sur le capillaire C. Toutefois, le cir
c cuit de compensation de la dérive est simplifié par le fait qutil ne comporte que deux fils de connexion avec le convecteur, au lieu de trois.En effet, l'ensemble série constitué par la résistance R r et la résistance Re est
e connecté en parallèle sur le contact K avec la résistance Rd Dans ce cas, le couplage thermique t2 est plus accentué lorsque le contact K est ouvert et il est nécessaire de placer une autre masse d'inertie thermique M2 entre la résis tance R et le bulbe B du thermostat, afin de réduire les ondulations du flux
r thermique t2 au cours d'un cycle.In the variant embodiment shown in FIG. 2, the same principle of accelerating the thermostat is used by thermal influence of the heating resistance R on the capillary C. However, the cir
c drift compensation is simplified by the fact that it has only two connection wires with the convector, instead of three. Indeed, the series assembly constituted by the resistance R r and the resistance Re is
e connected in parallel on the contact K with the resistance Rd In this case, the thermal coupling t2 is more accentuated when the contact K is open and it is necessary to place another mass of thermal inertia M2 between the resistance R and the bulb B of the thermostat, to reduce the flow ripples
r thermal t2 during a cycle.

Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 3, on a encore simplifié le circuit en renonçant à la résistance Rd dont la fonction est alors assurée par la résistance Rr, grâce à un couplage thermique t3 avec
r la résistance R9. L'effet d'intégration est réalisé par la masse M1 entourant la résistance Rg, tandis que le couplage thermique t2 modulé par le rapport cyclique du thermostat est uniformisé par la masse M2 placée entre le bulbe B et la résistance R
r
Sur la figure 4, on a représenté une autre variante de réalisation de l'invention, dans lequelle la résistance variable R9 est constituée par une résistance à coefficient de température positif. Dans ce cas, la résistance
R est placée en série avec la résistance R et avec la résistance Ro, et
d r l'ensemble série ainsi formé est connecté en parallèle sur la résistance de chauffage R du convecteur.In the alternative embodiment shown in FIG. 3, the circuit has been further simplified by renouncing the resistance Rd, the function of which is then ensured by the resistance Rr, thanks to a thermal coupling t3 with
r resistance R9. The integration effect is achieved by the mass M1 surrounding the resistance Rg, while the thermal coupling t2 modulated by the duty cycle of the thermostat is standardized by the mass M2 placed between the bulb B and the resistance R
r
In FIG. 4, another alternative embodiment of the invention is shown, in which the variable resistor R9 is constituted by a resistor with a positive temperature coefficient. In this case, the resistance
R is placed in series with resistance R and with resistance Ro, and
dr the series assembly thus formed is connected in parallel to the heating resistor R of the convector.

c
Pour un rapport cyclique de 20 %, l'ensemble série constitué par les résistances Rr, Rd et Rg n'est alimenté que pendant de courts intervalles de temps. Le transfert thermique t3 est donc réduit, de sorte que la valeur ohmique de Re est petite. Par suite, la résistance R peut chauffer suffisam
9 r ment le bulbe B du thermostat, les ondulations du flux thermique t2 au cours d'un cycle étant atténuées par la masse M2.vs
For a duty cycle of 20%, the series assembly constituted by the resistors Rr, Rd and Rg is supplied only for short time intervals. The heat transfer t3 is therefore reduced, so that the ohmic value of Re is small. As a result, the resistance R can heat sufficiently
9 ment the bulb B of the thermostat, the undulations of the heat flow t2 during a cycle being attenuated by the mass M2.

Pour un rapport cyclique de 80 %, la même série de résistance est alimentée pendant des intervalles de temps plus longs, de sorte que le transfert thermique t3 est également plus important. La résistance variable R e est alors chauffée suffisamment, avec un effet intégrateur procuré par la masse M1 disposee autour, et prend une valeur ohmique élevée. Par suite, la résistance R n'a qu'une influence thermique réduite sur le bulbe B du thermostat. For a duty cycle of 80%, the same series of resistance is supplied for longer time intervals, so that the heat transfer t3 is also greater. The variable resistor R e is then heated sufficiently, with an integrating effect provided by the mass M1 disposed around, and takes a high ohmic value. Consequently, the resistance R has only a reduced thermal influence on the bulb B of the thermostat.

r r

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de régulation de température pour un appareil de chauffage électrique comprenant une résistance de chauffage (R ) commandée 1. Temperature control device for an electric heater comprising a controlled heating resistor (R)

c par un thermostat (Th) à bulbe (B) couplé thermiquement (t2) à une résistance de régulation (Rr) connectée en série avec une résistance (R) variable en fonction de la température, caractérisé en ce que la résistance de chauffage (Re) est couplée thermiquement (t1) au capillaire (C) du thermostat (Th), par l'intermédiaire d'une boucle (t) ménagée sur ledit capillaire (C). c by a bulb thermostat (Th) (B) thermally coupled (t2) to a regulation resistor (Rr) connected in series with a resistor (R) which varies according to the temperature, characterized in that the heating resistor ( Re) is thermally coupled (t1) to the capillary (C) of the thermostat (Th), via a loop (t) formed on said capillary (C).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une résistance de correction de dérive (Rd) couplée thermiquement < t3) à la résistance (R) variable en fonction de la température. 2. Device according to claim 1, characterized in that it further comprises a drift correction resistance (Rd) thermally coupled <t3) to the resistance (R) variable as a function of the temperature.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une masse d'inertie thermique (M1) est disposée autour de la résistance 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that a mass of thermal inertia (M1) is arranged around the resistor

(RQ) variable en fonction de la température. (RQ) variable depending on the temperature.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ee qu'une masse d'inertie thermique (M2) est interposée entre 4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a mass of thermal inertia (M2) is interposed between

le bulbe (B) du thermostat (Th) et la résistance de régulation (Rr) the bulb (B) of the thermostat (Th) and the regulation resistor (Rr)

5. Dispositif selon la revendication 2 ou 39 caractérisé en ce 5. Device according to claim 2 or 39 characterized in that

que l'ensemble série constitué par la résistance de régulation (R ) et la that the series assembly constituted by the regulating resistor (R) and the

r résistance variable (Re) est connecté en permanence aux bornes de la source d'alimentation (U), tandis que la résistance de correction de dérive (R ) est r variable resistance (Re) is permanently connected across the power source (U), while the drift correction resistance (R) is

d d

connectée en parallèle sur le contact interrupteur (K) du thermostat (Th). connected in parallel on the switch contact (K) of the thermostat (Th).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'ensemble série eonstitué par la résistance de régulation (Rr) et la résistance variable (Ro) est connecté en parallèle sur le 6. Device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the series assembly constituted by the regulating resistor (Rr) and the variable resistor (Ro) is connected in parallel on the

contact interrupteur (K) du thermostat (Th), de même que la résistance de switch contact (K) of the thermostat (Th), as well as the resistance of

correction de dérive (Rd). drift correction (Rd).

7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que 7. Device according to claim 1, characterized in that

l'ensemble série constitué par la résistance de régulation (R ) et la résis the series assembly consisting of the regulation resistor (R) and the resis

r r

tance variable (Re) est connecté enperallèle sur le contact interrupteur (K) variable voltage (Re) is connected in parallel on the switch contact (K)

du thermostat (Th), et cn ce qu'un couplage thermique (t3) est réalisé entre of the thermostat (Th), and cn that a thermal coupling (t3) is made between

ces deux résistances. these two resistances.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, 8. Device according to any one of claims 5 to 7,

caractérisé en ce que la résistance variable (RQ) est constituée par une résistance à coefficient de température négatif. characterized in that the variable resistance (RQ) consists of a resistance with a negative temperature coefficient.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la résistance de correction de dérive (Rd) est connectée en série avec la résistance de régulation (R ) et avec la résistance variable 9. Device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the drift correction resistance (Rd) is connected in series with the regulation resistance (R) and with the variable resistance

r (R) ) et en ce que l'ensemble série ainsi formé est connecté en parallèle sur la résistance de chauffage (ru), tandis que la résistance variable (Re) constituée par une résistance à coefficient de température positif. r (R)) and in that the series assembly thus formed is connected in parallel on the heating resistor (ru), while the variable resistor (Re) constituted by a resistor with a positive temperature coefficient.