FR2848685A1 - Storage heater and method of supplying with electric current, uses heating demand to select individual, parallel or series supply of heating elements - Google Patents

Storage heater and method of supplying with electric current, uses heating demand to select individual, parallel or series supply of heating elements Download PDF

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Abstract

The storage heater has two resistance elements (3,4), with independent connections (31,32,41,42), embedded in a mineral storage block (2). The resistances can be selectively supplied by a controller (7,10): individually, in parallel or in series. The control depends on heating requirement, and controls the power supplied to the heater.

Description

L'invention a trait à un radiateur à inertie et à unThe invention relates to an inertial radiator and to a

procédé d'alimentation en courant électrique du corps de chauffe d'un tel radiateur.  method of supplying electric current to the heating body of such a radiator.

Dans le domaine du chauffage électrique, ce type de 5 radiateurs est connu pour permettre de maintenir une température ambiante sensiblement constante en restituant la chaleur stockée dans un corps de chauffe. Il est également connu que la puissance électrique nécessaire pour maintenir en température un corps de chauffe est d'autant 10 plus importante que le volume de la pièce à chauffer est important et/ou que la température demandée est élevée. Ce type de radiateur est également connu comme ayant une consommation relativement importante en électricité.  In the field of electric heating, this type of 5 radiators is known to allow a substantially constant ambient temperature to be maintained by restoring the heat stored in a heating body. It is also known that the electrical power necessary to maintain a heating body in temperature is all the more important the larger the volume of the part to be heated and / or the higher the temperature required. This type of radiator is also known to have a relatively high consumption of electricity.

C'est à ces inconvénients qu'entend plus 15 particulièrement remédier l'invention en proposant un radiateur à inertie présentant une gestion optimisée de la puissance consommée, en fonction de la demande en énergie calorifique. Dans cet esprit, l'invention concerne un radiateur à 20 inertie comprenant un corps de chauffe minéral logé dans une enveloppe, caractérisé en ce qu'au moins deux résistances électriques munies de bornes de connexion indépendantes sont noyées dans le corps de chauffe et en ce que le radiateur comprend des moyens d'alimentation en 25 courant électrique de ces résistances, ces moyens étant aptes à coopérer avec les bornes de connexion pour alimenter aucune résistance, une seule résistance ou plusieurs résistances, en série ou en parallèle.  It is these drawbacks which the invention intends to remedy more particularly by proposing an inertia radiator having an optimized management of the power consumed, as a function of the demand for heat energy. In this spirit, the invention relates to an inertia radiator comprising a mineral heating body housed in an envelope, characterized in that at least two electrical resistors provided with independent connection terminals are embedded in the heating body and in that that the radiator comprises means for supplying electric current to these resistors, these means being able to cooperate with the connection terminals to supply no resistance, a single resistance or several resistors, in series or in parallel.

Grâce à l'invention, le mode d'alimentation des 30 résistances permet de faire varier la puissance consommée par le corps de chauffe. La puissance dissipée par le radiateur peut ainsi être optimisée en fonction de la valeur de l'écart constaté entre une température de consigne et la température ambiante mesurée dans la pièce.  Thanks to the invention, the mode of supply of the resistors makes it possible to vary the power consumed by the heating body. The power dissipated by the radiator can thus be optimized based on the value of the difference observed between a set temperature and the ambient temperature measured in the room.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, le radiateur incorpore une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - Les moyens d'alimentation comprennent une carte 5 électronique de régulation équipée de plusieurs commutateurs aptes à relier de manière sélective les bornes de connexion à une source d'alimentation électrique.  According to advantageous but not compulsory aspects of the invention, the radiator incorporates one or more of the following characteristics: - The supply means comprise an electronic regulation card 5 equipped with several switches capable of selectively connecting the connection terminals to a source of electrical power.

- Les commutateurs sont numériques, notamment de type TRIAC.  - The switches are digital, in particular of the TRIAC type.

- La carte électronique de régulation est également équipée d'une unité logique gérant les commutateurs en fonction d'une température de consigne, d'une température ambiante mesurée par un capteur associé au radiateur, en fonction d'un écart entre ces deux 15 températures. Il est aussi possible d'équiper la carte électronique d'un sélecteur manuel permettant de commander les commutateurs et de prédéfinir un mode d'alimentation.  - The electronic control card is also equipped with a logic unit managing the switches as a function of a set temperature, an ambient temperature measured by a sensor associated with the radiator, as a function of a difference between these two temperatures. . It is also possible to equip the electronic card with a manual selector allowing to control the switches and to predefine a power supply mode.

- L'ensemble des moyens d'alimentation est intégré à l'enveloppe de protection du radiateur et ces 20 moyens d'alimentation sont associés à un capteur de température. Selon les modes de réalisation, le corps de chauffe peut comprendre deux résistances de même valeur ou de valeurs différentes.  - All of the supply means are integrated into the protective casing of the radiator and these 20 supply means are associated with a temperature sensor. According to the embodiments, the heating body can comprise two resistors of the same value or of different values.

Le procédé d'alimentation en courant des résistances varie selon la valeur de l'écart de température entre la température de consigne et la température ambiante mesurée: Pour un écart inférieur ou égal à une première valeur prédéfinie, l'alimentation est faite en série; pour 30 un écart supérieur à cette première valeur et inférieur ou égal à une deuxième valeur préétablie, on alimente une seule résistance. On alimente en parallèle les résistances lorsque l'écart est supérieur à cette seconde valeur. :3  The method of supplying the resistors with current varies according to the value of the temperature difference between the set temperature and the measured ambient temperature: For a difference less than or equal to a first predefined value, the supply is made in series; for a deviation greater than this first value and less than or equal to a second preset value, a single resistance is supplied. The resistors are supplied in parallel when the difference is greater than this second value. : 3

Grâce à ce procédé d'alimentation, la puissance dissipée et donc la consommation sont automatiquement adaptées à la demande en chauffage.  Thanks to this supply process, the power dissipated and therefore the consumption are automatically adapted to the heating demand.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages 5 de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un radiateur et du procédé d'alimentation en courant électrique de son corps de chauffe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés 10 dans lesquels: - la figure 1 est une vue générale en perspective éclatée d'un radiateur conforme à l'invention et de son corps de chauffe; - la figure 2 est une représentation schématique 15 du corps de chauffe et de ses moyens d'alimentation, les deux résistances du corps de chauffe étant visibles par transparence et - les figures 3A, 3B, 3C sont des schémas électriques montrant respectivement un mode d'alimentation 20 d'une seule résistance (3A), de deux résistances en série (3B) et de deux résistances en parallèle (3C).  The invention will be better understood and other advantages thereof will appear more clearly in the light of the following description of an embodiment of a radiator and the method of supplying electric current to its body heating, given only by way of example and made with reference to the accompanying drawings 10 in which: - Figure 1 is a general exploded perspective view of a radiator according to the invention and its heating body; - Figure 2 is a schematic representation of the heater body and its supply means, the two resistances of the heater body being visible by transparency and - Figures 3A, 3B, 3C are electrical diagrams respectively showing a mode d power 20 of a single resistor (3A), two resistors in series (3B) and two resistors in parallel (3C).

Le radiateur représenté à la figure 1 comprend une enveloppe 1 dans laquelle se trouve enchâssé un corps de chauffe 2 en céramique. Dans ce dernier sont noyées deux 25 résistances 3 et 4 indépendantes reliées à des bornes de connexion 31, 32, 41, 42. Ces bornes 31, 32, 41, 42 sont elles-mêmes associées de façon indépendante à une carte de régulation 7 sur laquelle se trouve un bloc de commutateurs numériques 9 de type TRIAC permettant de commander 30 sélectivement l'alimentation en courant électrique des résistances 3 et 4 à travers les bornes de connexion 31, 32, 41, 42. La carte 7 et les bornes 31, 32, 41 et 42 sont protégées par un boîtier 13.  The radiator shown in Figure 1 comprises an envelope 1 in which is embedded a heating body 2 made of ceramic. In the latter are embedded two independent resistors 3 and 4 connected to connection terminals 31, 32, 41, 42. These terminals 31, 32, 41, 42 are themselves independently associated with a regulation card 7 on which is a block of digital switches 9 of the TRIAC type making it possible to selectively control the supply of electric current to the resistors 3 and 4 through the connection terminals 31, 32, 41, 42. The card 7 and the terminals 31, 32, 41 and 42 are protected by a housing 13.

Les commutateurs 9 peuvent relier indépendamment l'une des bornes 31, 32, 41 ou 42 à des fils conducteurs 101, 102 d'un câble bifilaire 10 relié à une source de courant non représentée. Les commutateurs 9 peuvent également relier 5 entre elles certaines ou toutes les bornes 31, 32, 41, 42.  The switches 9 can independently connect one of the terminals 31, 32, 41 or 42 to conductive wires 101, 102 of a two-wire cable 10 connected to a current source not shown. The switches 9 can also connect 5 some or all of the terminals 31, 32, 41, 42 to each other.

La carte de régulation 7 comprend également une unité logique 8, telle qu'un micro-processeur, permettant de commander les commutateurs 9. Cette unité logique 8 est associée par un câble 14 à un thermostat 12 intégrant un 10 capteur de température 11.  The regulation card 7 also includes a logic unit 8, such as a microprocessor, making it possible to control the switches 9. This logic unit 8 is associated by a cable 14 with a thermostat 12 integrating a temperature sensor 11.

Pour une température de consigne de 200C réglée à l'aide du thermostat 12 et qui correspond à une température de confort généralement rencontrée dans les locaux, le fonctionnement est le suivant: Pour un écart de température entre la température de consigne définie par le thermostat 12 et la température mesurée par le capteur de température 11 d'au maximum 0, 30C, ce qui correspond à une température ambiante mesurée supérieure ou égale à 19,70C, l'unité logique 8 commande 20 les commutateurs 9 de manière sélective pour relier en série les bornes de connexion 31, 32, 41, 42 des deux résistances 3 et 4 aux fils conducteurs 101, 102 du câble d'alimentation 10, comme représenté à la figure 3P. Dans ce cas, la puissance dissipée est d'environ 250 watts (W) pour 25 deux résistances identiques de 100 ohms (Q) et un voltage de 220 volts (V) , ce qui permet de faire remonter la température ambiante à 200C en environ 12,5 minutes pour une pièce de 3Cm3, ceci correspondant, par ailleurs, à une remontée en température du corps de chauffe de 50 à 600C.  For a set temperature of 200C adjusted using thermostat 12 and which corresponds to a comfort temperature generally encountered in premises, the operation is as follows: For a temperature difference between the set temperature defined by thermostat 12 and the temperature measured by the temperature sensor 11 of at most 0.30C, which corresponds to a measured ambient temperature greater than or equal to 19.70C, the logic unit 8 controls the switches 9 selectively to connect in series the connection terminals 31, 32, 41, 42 of the two resistors 3 and 4 to the conducting wires 101, 102 of the power cable 10, as shown in FIG. 3P. In this case, the dissipated power is approximately 250 watts (W) for two identical resistors of 100 ohms (Q) and a voltage of 220 volts (V), which makes it possible to raise the ambient temperature to 200C in approximately 12.5 minutes for a 3Cm3 room, this corresponding, moreover, to a rise in temperature of the heating body from 50 to 600C.

Dans le cas o l'écart en température constaté est compris entre 0,30C et 0,50C, ce qui correspond respectivement à des températures mesurées dans la pièce comprises entre 19,50C et 19,70C, l'unité logique 8 commande les commutateurs 9 de manière à alimenter une seule des deux résistances 3 ou 4 en reliant deux bornes 31, 32 ou 41, 42 aux fils conducteurs 101, 102, comme représenté à la figure 3A. Dans ce cas, la puissance dissipée est d'environ 500 W. Lorsque l'écart en température constaté est supérieur à 0,50C, c'est-à-dire lorsque la température ambiante est inférieure à 19, 50C, l'unité logique 8 commande les commutateurs 9 de manière à relier les bornes de connexion 31, 32 et 41, 42 en parallèle au câble d'alimentation 10 et 10 à alimenter en parallèle les résistances 3 et 4, comme représenté à la figure 3C. Dans ce cas, la puissance dissipée est d'environ 1000 W. Dans cet exemple, la sélection du mode d'alimentation des résistances 3 et 4 est faite automatiquement par 15 l'unité logique 8, en relation avec la température ambiante mesurée par le capteur de température 11 et la température de consigne affichée par le thermostat 12.  In the case where the temperature difference observed is between 0.30C and 0.50C, which corresponds respectively to temperatures measured in the room between 19.50C and 19.70C, the logic unit 8 controls the switches 9 so as to supply only one of the two resistors 3 or 4 by connecting two terminals 31, 32 or 41, 42 to the conducting wires 101, 102, as shown in FIG. 3A. In this case, the dissipated power is approximately 500 W. When the temperature difference observed is greater than 0.50C, that is to say when the ambient temperature is less than 19.50C, the logical unit 8 controls the switches 9 so as to connect the connection terminals 31, 32 and 41, 42 in parallel to the power cable 10 and 10 to supply the resistors 3 and 4 in parallel, as shown in FIG. 3C. In this case, the power dissipated is approximately 1000 W. In this example, the selection of the supply mode of the resistors 3 and 4 is made automatically by the logic unit 8, in relation to the ambient temperature measured by the temperature sensor 11 and the set temperature displayed by the thermostat 12.

Un autre mode de réalisation non représenté peut avantageusement concerner une carte de régulation 7 munie 20 d'un moyen de commande manuel des commutateurs 9. Dans ce cas, le mode d'alimentation des deux résistances 3 et 4 et donc la puissance dissipée par le corps de chauffe sont choisis par l'utilisateur et non plus gérés par l'unité logique 8.  Another embodiment, not shown, may advantageously relate to a regulation card 7 provided with a manual control means for the switches 9. In this case, the mode of supply of the two resistors 3 and 4 and therefore the power dissipated by the heaters are chosen by the user and no longer managed by the logic unit 8.

On estime que le temps nécessaire pour faire passer la température ambiante de 19,7 à 200C est de 5 minutes avec un corps de chauffe dissipant une puissance de 1000 W pour un local de 3 Om3. Ce temps passe à 12 minutes 30 secondes avec un corps de chauffe dissipant une puissance de 250 W, 30 ce qui n'est pas gênant puisque l'écart de température à compenser est minime.  It is estimated that the time required to bring the ambient temperature from 19.7 to 200C is 5 minutes with a heating body dissipating a power of 1000 W for a room of 3 Om3. This time increases to 12 minutes 30 seconds with a heating body dissipating a power of 250 W, 30 which is not a problem since the temperature difference to be compensated is minimal.

D'autres modes de réalisation sont envisageables, notamment celui o le corps de chauffe 2 comporte deux résistances 3 et 4 de valeurs différentes.  Other embodiments can be envisaged, in particular that in which the heating body 2 comprises two resistors 3 and 4 of different values.

Dans le mode de réalisation représenté, le capteur de température 11 ainsi que la carte de régulation 7 comportant les commutateurs 9 et l'unité logique 8 sont intégrés dans l'enveloppe 1 du radiateur.  In the embodiment shown, the temperature sensor 11 as well as the regulation card 7 comprising the switches 9 and the logic unit 8 are integrated in the casing 1 of the radiator.

Dans un autre mode de réalisation, les moyens d'alimentation, à savoir la carte de régulation 7, les commutateurs 9 et l'unité logique 8, sont associés au capteur de température 11 et au thermostat 12, l'ensemble étant relié par des moyens connus au radiateur.  In another embodiment, the supply means, namely the regulation card 7, the switches 9 and the logic unit 8, are associated with the temperature sensor 11 and the thermostat 12, the assembly being connected by means known to the radiator.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Radiateur à inertie comprenant un corps de chauffe 5 minéral logé dans une enveloppe, caractérisé en ce qu'au moins deux résistances (3, 4) munies de bornes de connexion (31, 32, 41, 42) indépendantes sont noyées dans ledit corps de chauffe (2), en ce que ledit radiateur comprend des moyens sélectifs (7-9) d'alimentation en courant électrique 10 desdites résistances (3, 4), lesdits moyens étant aptes à coopérer avec lesdites bornes de connexion (31, 32, 41, 42) pour alimenter aucune résistance, une seule résistance ou plusieurs résistances, en série ou en parallèle.  1. Inertial radiator comprising a mineral heating body 5 housed in an envelope, characterized in that at least two resistors (3, 4) provided with independent connection terminals (31, 32, 41, 42) are embedded in said heating body (2), in that said radiator comprises selective means (7-9) for supplying electric current 10 to said resistors (3, 4), said means being able to cooperate with said connection terminals (31, 32, 41, 42) to supply no resistance, a single resistance or several resistors, in series or in parallel. 2. Radiateur à inertie selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce que les moyens d'alimentation comprennent une carte électronique de régulation (7) équipée de commutateurs (9) aptes à relier sélectivement lesdites bornes de connexion (31, 32, 41, 42) à une source d'alimentation en courant (10).  2. Inertial radiator according to claim 1, characterized in that the supply means comprise an electronic regulation card (7) equipped with switches (9) capable of selectively connecting said connection terminals (31, 32, 41, 42) to a current supply source (10). 3. Radiateur à inertie selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits commutateurs (9) sont numériques, notamment de type TRIAC.  3. Inertia radiator according to claim 2, characterized in that said switches (9) are digital, in particular of the TRIAC type. 4. Radiateur à inertie selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite carte électronique de 25 régulation 7 est équipée d'une unité logique de commande (8) desdits commutateurs (9) en fonction d'une température de consigne et/ou d'une température mesurée par un capteur de température (11) associé audit radiateur.  4. Inertial radiator according to claims 2 or 3, characterized in that said electronic control card 7 is equipped with a logic control unit (8) of said switches (9) as a function of a set temperature and / or of a temperature measured by a temperature sensor (11) associated with said radiator. 5. Radiateur à inertie, selon les revendications 2 ou 30 3, caractérisé en ce que ladite carte électronique de régulation (7) est équipée d'un sélecteur manuel de commande desdits commutateurs (9).  5. Inertia radiator, according to claims 2 or 30 3, characterized in that said electronic regulation card (7) is equipped with a manual selector for controlling said switches (9). 6. Radiateur à inertie selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation (7-9) sont intégrés dans ladite enveloppe (1) du radiateur.  6. Inertia radiator according to claim 1, characterized in that said supply means (7-9) are integrated in said casing (1) of the radiator. 7. Radiateur à inertie selon la revendication 1, 5 caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation sont associés à un capteur de température (11) relié audit radiateur.  7. Inertia radiator according to claim 1, 5 characterized in that said supply means are associated with a temperature sensor (11) connected to said radiator. 8. Radiateur à inertie selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps de chauffe (2) comprend 10 deux résistances (3, 4) de même valeur.8. Inertia radiator according to claim 1, characterized in that said heating body (2) comprises two resistors (3, 4) of the same value. 9. Radiateur à inertie selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps de chauffe (2) comprend deux résistances (3, 4) de valeurs différentes.  9. Inertia radiator according to claim 1, characterized in that said heating body (2) comprises two resistors (3, 4) of different values. 10. Procédé d'alimentation en courant électrique d'un 15 corps de chauffe (2) d'un radiateur à inertie selon l'une des revendications précédentes et associé à un capteur de température (11) , caractérisé en ce que: - on alimente en série les résistances (3, 4) dudit corps de chauffe (2) lorsque la différence de 20 température entre la température mesurée par ledit capteur (11) et une température de consigne est inférieure ou égale à une première valeur prédéfinie; - on alimente une seule résistance (3 ou 4) lorsque ladite différence de température est supérieure à 25 ladite première valeur prédéfinie et inférieure ou égale à une seconde valeur prédéfinie; - on alimente en parallèle les résistances (3, 4) lorsque ladite différence de température est supérieure à ladite seconde valeur prédéfinie.  10. A method of supplying electric current to a heating body (2) of an inertia radiator according to one of the preceding claims and associated with a temperature sensor (11), characterized in that: supplies the resistors (3, 4) of said heating body (2) in series when the temperature difference between the temperature measured by said sensor (11) and a set temperature is less than or equal to a first predefined value; a single resistor (3 or 4) is supplied when said temperature difference is greater than said first predefined value and less than or equal to a second predefined value; - Resistors (3, 4) are supplied in parallel when said temperature difference is greater than said second predefined value.
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