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Appareil de chauffage intégrant une batterie et un onduleur pour injecter de
l'énergie de la batterie vers la source d'alimentation électrique
La présente invention concerne un appareil de chauffage de type
radiateur électrique ayant un boitier renfermant un dispositif de stockage
d'énergie
électrique, des premiers éléments de liaison pour permettre de relier le
dispositif de
stockage d'énergie électrique à une source d'alimentation électrique
extérieure à
l'appareil, au moins un organe de chauffe produisant un flux de calories
lorsqu'une
entrée de l'organe de chauffe est alimentée par une tension électrique, des
deuxièmes éléments de liaison pour permettre de relier l'entrée de l'organe de
chauffe à une sortie du dispositif de stockage d'énergie électrique et des
troisièmes
éléments de liaison pour permettre de relier l'entrée de l'organe de chauffe à
la
source d'alimentation électrique.
L'invention concerne également une installation électrique comprenant
une source d'alimentation électrique délivrant une tension électrique et au
moins un
tel appareil de chauffage.
Classiquement, la source d'alimentation électrique à laquelle l'appareil
de chauffage est raccordé délivre une tension électrique alternative. Il
s'agit
typiquement du réseau électrique local.
Dans certains appareils de chauffage, il est également connu d'intégrer
un dispositif de stockage d'énergie électrique, typiquement sous la forme d'un
pack
de batteries. Cela permet de stocker de l'énergie utilisée par l'organe de
chauffe, en
vue d'espacer la consommation d'électricité dans le temps.
L'organe de chauffe peut être alimenté directement par la source
d'alimentation électrique et/ou par le dispositif de stockage d'énergie
électrique, ce
dernier étant quant à lui rechargé par la source d'alimentation électrique.
En parallèle, il existe de nombreuses sources d'alimentation électrique à
base d'énergie renouvelable aptes à délivrer une tension électrique continue,
typiquement des panneaux photovoltaïques, des piles à combustible, des
supercapacités, des batteries à base d'assemblage de cellules
électrochimiques.
La tendance actuelle prévoit que les installations électriques des
habitations reposent sur une diversité de sources d'alimentation électrique,
typiquement mêlant des sources de tension alternative et des sources de
tension
continue pour inclure une production locale d'électricité, l'ensemble étant
piloté par
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un système de gestion d'énergie également connu sous l'acronyme EMS pour
Energy Management System en terminologie anglo-saxonne.
En l'état actuel des connaissances, les appareils de chauffage électriques
ne peuvent pas participer activement à la gestion thermique du bâtiment : le
type de
l'électricité, le contrôle et la capacité de stockage des appareils de
chauffage sont
limités (courant alternatif, gestion filaire, stockage par inertie thermique).
Généralement, le système de gestion d'énergie classique utilisant des
radiateurs
électriques classiques ne peut pas participer à l'intégration des énergies
renouvelables
sur le réseau électrique.
La présente invention vise à résoudre tout ou partie des inconvénients
présentés ci-avant.
Dans ce contexte, un objectif est de fournir un appareil de chauffage
directement utilisable dans un système de gestion d'énergie.
Cet objectif peut être atteint grâce à la fourniture d'un appareil de
chauffage de type radiateur électrique ayant un boitier renfermant un
dispositif de
stockage d'énergie électrique, des premiers éléments de liaison pour permettre
de
relier le dispositif de stockage d'énergie électrique à une source
d'alimentation
électrique extérieure à l'appareil, au moins un organe de chauffe produisant
un flux
de calories lorsqu'une entrée de l'organe de chauffe est alimentée par une
tension
électrique, des deuxièmes éléments de liaison pour permettre de relier
l'entrée de
l'organe de chauffe à une sortie du dispositif de stockage d'énergie
électrique et des
troisièmes éléments de liaison pour permettre de relier l'entrée de l'organe
de
chauffe à la source d'alimentation électrique, dans lequel les premiers
éléments de
liaison comprennent des premiers éléments de connexion reliant la sortie du
dispositif
de stockage d'énergie électrique à la source d'alimentation électrique, les
premiers
éléments de connexion comprenant :
- un onduleur logé dans le boitier, dont une entrée est connectée à la
sortie du
dispositif de stockage d'énergie électrique et dont une sortie est apte à être
reliée à la
source d'alimentation électrique,
- et des premiers éléments de commutation pour faire varier les premiers
éléments de connexion entre une configuration de circuit ouvert et une
configuration
de circuit fermé dans laquelle de l'énergie électrique stockée dans le
dispositif de
stockage d'énergie électrique est injectée dans la source d'alimentation
électrique par
l'intermédiaire de l'onduleur.
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Un tel appareil de chauffage présente l'avantage de permettre de
réinjecter, sous forme d'un courant alternatif, une certaine quantité
d'énergie
électrique stockée dans son dispositif de stockage d'énergie électrique vers
une
source d'alimentation électrique fonctionnant sous tension alternative,
typiquement
le réseau électrique local, pour participer à la gestion énergétique. Son
intégration
dans un système de gestion d'énergie d'un bâtiment est grandement facilitée.
L'appareil de chauffage peut également répondre aux caractéristiques
techniques présentées ci-après, prises isolément ou en combinaison.
L'onduleur comprend des dissipateurs thermiques produisant un
deuxième flux de calories avec les calories générées par l'onduleur et le
deuxième flux
est mélangé avec le premier flux de calories généré par l'organe de chauffe.
Les premiers éléments de liaison comprennent des seconds éléments de
connexion reliant une entrée du dispositif de stockage d'énergie électrique à
la source
d'alimentation électrique, lesdits seconds éléments de connexion comprenant
d'une
part un convertisseur de tension logé dans le boitier et ayant une entrée
alimentée
par la source d'alimentation électrique et une sortie reliée à l'entrée du
dispositif de
stockage d'énergie électrique, d'autre part des seconds éléments de
commutation
pour faire varier les seconds éléments de connexion entre une configuration de
circuit
ouvert et une configuration de circuit fermé dans laquelle de l'énergie
électrique en
provenance de la source d'alimentation électrique est injectée dans le
dispositif de
stockage d'énergie électrique par l'intermédiaire du convertisseur de tension.
Le convertisseur de tension comprend des dissipateurs thermiques
produisant un troisième flux de calories avec les calories générées par le
convertisseur
de tension et le troisième flux est mélangé avec le premier flux de calories
généré par
l'organe de chauffe.
Le convertisseur de tension et l'onduleur sont constitués par un même et
unique système électrique bidirectionnel.
Les troisièmes éléments de liaison comprennent des éléments de liaison
entre la sortie du convertisseur de tension et l'entrée de l'organe de
chauffe.
L'appareil de chauffage comprend une unité de gestion logée dans le
boitier et pilotant au moins l'organe de chauffe et les premiers éléments de
commutation et/ou des éléments de liaison reliant directement l'entrée de
l'organe
de chauffe à la source d'alimentation électrique.
L'unité de gestion assure un pilotage des seconds éléments de
commutation, de troisièmes éléments de commutation pour faire varier les
deuxièmes éléments de liaison entre une configuration de circuit fermé et une
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configuration de circuit ouvert, et de quatrièmes éléments de commutation pour
faire
varier les troisièmes éléments de liaison entre une configuration de circuit
fermé et
une configuration de circuit ouvert.
L'appareil de chauffage comprend des éléments de communication logés
dans le boitier permettant à l'unité de gestion de pouvoir communiquer avec au
moins un dispositif communiquant d'un système de gestion énergétique du
bâtiment
dans lequel l'appareil de chauffage est implanté.
L'invention sera encore mieux comprise à l'aide de la description qui suit
de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples
non
limitatifs et représentés sur la Figure 1 unique qui illustre une vue
schématique des
composants d'un exemple d'appareil de chauffage selon l'invention.
En référence à la Figure 1 unique annexée telle que présentée
sommairement ci-dessus, l'invention concerne essentiellement un appareil de
chauffage 10 de type radiateur électrique ayant un boitier 11 renfermant un
dispositif
de stockage d'énergie électrique 12 apte à recevoir à une entrée 121 un
courant
électrique continu afin de stocker de l'énergie électrique et à délivrer à sa
sortie 122
un courant continu.
A titre d'exemple, le dispositif de stockage d'énergie électrique 12
comprend une batterie à base d'un assemblage de cellules électrochimiques
et/ou un
supercondensateur et/ou une pile à combustible.
Le boitier 11 renferme également au moins un organe de chauffe 13
produisant un flux de calories F lorsqu'une entrée 131 de l'organe de chauffe
13 est
alimentée par une tension électrique, qu'elle soit continue ou alternative.
Ledit au moins un organe de chauffe 13 peut notamment comprendre au
moins un corps rayonnant et/ou au moins un dispositif de chauffage par fluide
caloporteur. Un tel corps rayonnant peut comprendre au moins une résistance
électrique destinée à être alimentée par une tension continue, par exemple de
l'ordre
de 50V. Le corps rayonnant peut également comprendre en plus une ou plusieurs
résistance(s) destinée(s) à être alimentée(s) par une tension alternative, par
exemple
de 230V, permettant d'utiliser en conjonction les deux types de sources de
chauffe
pour obtenir un effet de chaleur ponctuel pour compenser des réductions
thermiques,
par exemple des réductions de nuit ou de jour.
L'organe de chauffe 13 peut présenter des caractéristiques d'inertie
thermique (par exemple en étant formée en stéatite ou en fonte d'aluminium, ou
en
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incorporant des masses en béton ou équivalent) pour obtenir une option de
stockage
supplémentaire pour l'énergie.
L'organe de chauffe 13 peut présenter des caractéristiques de chauffe à
réaction rapide (par exemple en étant équipé d'ailettes ou en étant de type
5 infrarouge) pour fournir un effet de chaleur ponctuel plus rapide.
L'appareil de chauffage 10 peut comprendre un capteur de présence
pour optimiser l'effet de chaleur ponctuel en fonction des besoins des
utilisateurs.
De manière générale, le dispositif de stockage d'énergie électrique 12 est
destiné à être rechargé par une source d'alimentation électrique 14 extérieure
à
l'appareil 10. Il peut typiquement s'agir du réseau électrique local.
La tension électrique qui alimente ledit au moins un organe de chauffe
13 peut provenir indirectement de la source d'alimentation électrique 14 en
passant
par le convertisseur de tension 16 décrit plus loin (notamment dans le cas où
l'organe
de chauffe 13 inclut uniquement au moins une résistance électrique destinée à
être
alimentée par courant continu) et/ou directement depuis la source
d'alimentation
électrique 14 sans passer par le convertisseur de tension 16 (c'est-à-dire
depuis le
réseau électrique alternatif si l'organe de chauffe 13 comprend au moins une
résistance électrique destinée à être alimentée par courant alternatif ou
depuis une
éventuelle source d'énergie renouvelable à courant continu si l'organe de
chauffe 13
inclut au moins une résistance électrique destinée à être alimentée par
courant
continu) et/ou depuis la sortie 122 du dispositif de stockage d'énergie
électrique 12.
Le dispositif de stockage d'énergie électrique 12 permet de stocker de
l'énergie électrique, qu'elle soit destinée à être consommée par l'organe de
chauffe
13 ou destinée à être réinjectée vers la source d'alimentation électrique 14.
Pour pouvoir assurer un tel fonctionnement, le boitier 11 renferme des
premiers éléments de liaison pour permettre de relier le dispositif de
stockage
d'énergie électrique 12 à la source d'alimentation électrique 14.
Les premiers éléments de liaison comprennent des premiers éléments de
connexion reliant la sortie 122 du dispositif de stockage d'énergie électrique
12 à la
source d'alimentation électrique 14, les premiers éléments de connexion
comprenant
très avantageusement un onduleur 15 logé dans le boitier 11. Une entrée 151 de
l'onduleur 15 est connectée à la sortie 122 du dispositif de stockage
d'énergie
électrique 12. Une sortie 152 de l'onduleur 15 est apte à être reliée à la
source
d'alimentation électrique 14.
Le boitier 11 renferme également des deuxièmes éléments de liaison
pour permettre de relier l'entrée 131 de l'organe de chauffe 13 à la sortie
122 du
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dispositif de stockage d'énergie électrique 12 et des troisièmes éléments de
liaison
pour permettre de relier l'entrée 131 de l'organe de chauffe 13 à la source
d'alimentation électrique 14.
Les premiers éléments de connexion comprennent des premiers
éléments de commutation (non représentés) pour faire varier les premiers
éléments
de connexion entre une configuration de circuit ouvert et une configuration de
circuit
fermé dans laquelle de l'énergie électrique stockée dans le dispositif de
stockage
d'énergie électrique 12 est injectée dans la source d'alimentation électrique
14 par
l'intermédiaire de l'onduleur 15.
Avantageusement, l'onduleur 15 comprend des dissipateurs thermiques
produisant un deuxième flux de calories avec les calories générées par
l'onduleur 15.
Le deuxième flux est mélangé avec le premier flux de calories généré par
l'organe de
chauffe 13. Cela permet d'éviter les pertes thermiques et d'optimiser le
rendement
général de l'appareil de chauffage 10.
En complément des premiers éléments de connexion incluant l'onduleur
15, les premiers éléments de liaison comprennent des seconds éléments de
connexion
reliant une entrée 121 du dispositif de stockage d'énergie électrique 12 à la
source
d'alimentation électrique 14.
Les seconds éléments de connexion comprennent le convertisseur de
tension 16 logé dans le boitier 11 et qui comprend une entrée 161 pouvant être
alimentée par la source d'alimentation électrique 14 et une sortie 162 reliée
à l'entrée
121 du dispositif de stockage d'énergie électrique 12.
Les seconds éléments de connexion comprennent également des seconds
éléments de commutation pour faire varier les seconds éléments de connexion
entre
une configuration de circuit ouvert et une configuration de circuit fermé dans
laquelle
de l'énergie électrique en provenance de la source d'alimentation électrique
14 est
injectée dans le dispositif de stockage d'énergie électrique 12 par
l'intermédiaire du
convertisseur de tension 16.
Par exemple, le convertisseur de tension 16 peut être configure de sorte
à pouvoir délivrer, à sa sortie 162, une tension électrique continue pouvant
alimenter
l'entrée 121 du dispositif de stockage 12 et/ou l'entrée 131 de l'organe de
chauffe 13
par conversion d'une tension électrique alternative appliquée à l'entrée 161
du
convertisseur de tension 16 par la source d'alimentation électrique 14 lorsque
le
convertisseur de tension 16 est raccordé à celle-ci. Ainsi, si la source
d'alimentation
électrique 14 est du type délivrant une tension électrique alternative, alors
le
convertisseur de tension 16 pourra être de type AC/DC. En complément, le
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convertisseur de tension 16 pourra éventuellement comprendre un transformateur
de
type DC/DC dans le cas où la source d'alimentation électrique 14, outre être
apte à
délivrer une tension électrique alternative, est apte à délivrer une tension
électrique
continue comme c'est le cas avec des sources à base d'énergie alternative (des
panneaux photovoltaïques, des piles à combustible, des supercapacités, des
batteries
à base d'assemblage de cellules électrochimiques). Il est possible d'alimenter
l'entrée
131 de l'organe de chauffe directement avec la tension électrique alternative
délivrée
par la source d'alimentation électrique 14.
Typiquement, le niveau de tension continue à la sortie 162 du
convertisseur de tension est compris entre 12 et 600V, ce qui permet de
limiter
localement les problématiques de sécurité aux personnes de manière efficace.
En particulier, le convertisseur de tension 16 peut comprendre un
système de type alimentation à découpage ou hacheur, ce qui permet d'éviter la
redondance entre les fournitures en courant continu des différents systèmes
électroniques incorporés dans l'appareil de chauffage 10 (carte métier,
capteurs,
affichage). Le système d'alimentation à découpage peut fournir en courant
continu
l'ensemble des éléments de l'appareil 10.
En pratique, le convertisseur de tension 16 peut également être
considéré comme appartenant aux troisièmes éléments de liaison, les troisièmes
éléments de liaison comprenant des éléments de liaison entre la sortie 162 du
convertisseur de tension 16 et l'entrée 131 de l'organe de chauffe 13.
Alternativement
ou en combinaison, les troisièmes éléments de liaison comprennent des éléments
de
liaison reliant directement l'entrée 131 de l'organe de chauffe 13 à la source
d'alimentation électrique 14, permettant une alimentation de la résistance
électrique
de l'organe de chauffe 13 par la source d'alimentation électrique sous une
tension
alternative ou continue, sans passer par le convertisseur de tension 16. Il
convient de
préciser que cette liaison directe entre l'entrée de l'organe de chauffe 131
et la source
d'alimentation électrique 14 comprend un transformateur de tension, par
exemple de
type AC/AC, pour permettre de réguler la puissance d'alimentation électrique
de
l'organe de chauffe 13.
Il convient de préciser que, dans le cas particulier où le convertisseur de
tension 16 est de type AC/DC, un transformateur de tension, notamment de type
DC/DC, est interposé entre la sortie 162 du convertisseur de tension 16 et
d'une part
l'entrée 121 du dispositif de stockage d'énergie électrique 12 et d'autre part
l'entrée
131 de l'organe de chauffe 13, afin de réguler la tension d'alimentation du
dispositif
de stockage d'énergie électrique 12 et/ou de l'organe de chauffe 13.
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Le convertisseur de tension 16 peut avantageusement comprendre des
dissipateurs thermiques produisant un troisième flux de calories avec les
calories
générées par le convertisseur de tension 16. Le troisième flux est mélangé
avec le
premier flux de calories généré par l'organe de chauffe 13, voire avec le
deuxième flux
généré par l'onduleur 15. Cela permet de limiter les pertes thermiques et
d'augmenter le rendement de l'appareil 10.
Dans une variante favorisant la simplicité et limitant le nombre de pièces
général, le convertisseur de tension 16 et l'onduleur 15 sont constitués par
un même
et unique système électrique bidirectionnel.
L'appareil de chauffage 10 permet de transformer l'ensemble nécessaire
à son fonctionnement, d'un courant alternatif en provenance de la source
d'alimentation 14 en un courant continu grâce au convertisseur de tension 16
pour
l'utiliser dans l'appareil 10 directement sous forme continue, et de
transformer grâce
à l'onduleur 15 le courant continu stocké dans le dispositif de stockage 12
pour
l'utiliser dans la source d'alimentation 14 sous forme de courant alternatif.
En outre,
grâce au convertisseur de tension 16, il est possible de charger le dispositif
de
stockage 12, l'énergie électrique ainsi stockée au sein de l'appareil 10 étant
destinée à
alimenter l'entrée 131 de l'organe de chauffe 13 et/ou à être réinjectée vers
la source
d'alimentation 14 via l'onduleur 15. Il est également possible d'adresser le
courant
alternatif en provenance de la source d'alimentation 14 directement à l'entrée
131 de
l'organe de chauffe 13 et/ou à l'entrée 121 du dispositif de stockage 12.
Autrement
dit, la présence du convertisseur de tension 16 est optionnelle.
Les deuxièmes éléments de liaison comprennent des troisièmes éléments
de commutation pour faire varier les deuxièmes éléments de liaison entre une
configuration de circuit fermé et une configuration de circuit ouvert. Dans la
configuration de circuit fermé, la sortie 122 du dispositif de stockage
d'énergie
électrique 12 alimente directement l'entrée 131 de l'organe de chauffe 13, ce
qui
n'est pas le cas dans la configuration de circuit ouvert.
Les troisièmes éléments de liaison comprennent quant à eux des
quatrièmes éléments de commutation pour faire varier les troisièmes éléments
de
liaison entre une configuration de circuit fermé et une configuration de
circuit ouvert.
Dans la configuration de circuit fermé, l'entrée 131 de l'organe de chauffe 13
est
alimentée par la source d'alimentation 14 par l'intermédiaire du convertisseur
de
tension 16.
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L'appareil de chauffage 10 comprend une unité de gestion 17 logée dans
le boitier 11 et pilotant au moins l'organe de chauffe 13 et les premiers
éléments de
commutation.
L'unité de gestion 17 assure également un pilotage des seconds éléments
de commutation, des troisièmes éléments de commutation et des quatrièmes
éléments de commutation.
Via une intelligence dédiée, l'unité de gestion 17 peut notamment placer
l'appareil de chauffage 10 sélectivement dans l'un des six modes de
fonctionnement
suivants.
Un premier mode de fonctionnement, dans lequel les quatrièmes
éléments de commutation sont tels que les troisièmes éléments de liaison
occupent
leur configuration de circuit fermé, permet d'assurer une alimentation de
l'organe de
chauffe 13 par la source d'alimentation électrique 14 via le convertisseur de
tension
16.
Un deuxième mode de fonctionnement, dans lequel les troisièmes
éléments de commutation sont tels que les deuxièmes éléments de liaison
occupent
leur configuration de circuit fermé, permet d'assurer une alimentation
électrique de
l'organe de chauffe 13 par le dispositif de stockage d'énergie électrique 12.
Un troisième mode de fonctionnement, dans lequel les deuxièmes
éléments de commutation sont tels que les seconds éléments de connexion
occupent
leur configuration de circuit fermé, permet d'assurer une charge électrique du
dispositif de stockage d'énergie électrique 12 par la source d'alimentation
électrique
14 via le convertisseur de tension 16 ou directement depuis la source
d'alimentation
électrique 14.
Un quatrième mode de fonctionnement, dans lequel les premiers
éléments de commutation sont tels que les premiers éléments de connexion
occupent
leur configuration de circuit fermé, permet d'assurer l'injection d'une
quantité
d'énergie électrique contenue dans le dispositif de stockage d'énergie
électrique 12
vers la source d'alimentation électrique 14 via l'onduleur 15.
Un cinquième mode de fonctionnement est tel que l'organe de chauffe
13 est alimenté par la source d'alimentation électrique 14 en même temps que
cette
dernière est alimentée, par l'intermédiaire de l'onduleur 15, par le
dispositif de
stockage d'énergie électrique 12.
Un sixième mode de fonctionnement permet d'assurer une alimentation
de l'organe de chauffe 13 directement par la source d'alimentation électrique
14 sans
passer par le convertisseur de tension 16.
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L'unité de gestion 17 peut combiner deux ou plusieurs de ces six modes à
chaque instant.
L'intelligence précédemment évoquée permet de choisir les meilleures
conditions pour choisir entre la chauffe par l'organe de chauffe 13, la charge
directe
5 du
dispositif de stockage d'énergie électrique 12, la décharge du dispositif de
stockage
d'énergie électrique 12 vers la source d'alimentation 14.
Notamment, il peut être prévu d'adresser un courant en entrée 131 de
l'organe de chauffe 13 dès que la température, relevée par un capteur de
mesure
dédié, est inférieure à une température de consigne connue de l'unité de
gestion 17.
10 Grâce au
convertisseur de tension 16, la tension et donc le courant dans
l'organe de chauffe 13 peuvent varier selon la puissance de chauffe nécessaire
à la
pièce.
Le courant dans l'organe de chauffe 13 peut notamment être interrompu
dès que la différence entre la température de la pièce et la température de
consigne
est supérieure à une valeur prédéterminée, par exemple de l'ordre de 0,3 C, ou
selon
un algorithme de gestion.
La charge du dispositif de stockage 12 peut être démarrée lorsqu'une
énergie peu chère est disponible ou lorsque l'état de charge du dispositif de
stockage
12 devient inférieur à un seuil bas prédéterminé, par exemple de l'ordre de
15%.
La charge du dispositif de stockage 12 peut être interrompue lorsque
l'état de charge du dispositif de stockage 12 est suffisamment élevé,
notamment en
étant supérieur à un seuil haut, par exemple de l'ordre de 95%.
La décharge du dispositif de stockage 12 peut être commandée lorsque le
dispositif de stockage 12 est suffisamment chargé, notamment lorsque son état
de
charge est supérieur à un seuil intermédiaire, par exemple de l'ordre de 50%,
et
lorsqu'aucune source d'énergie peu chère n'est disponible.
De plus, l'appareil de chauffage 10 comprend des éléments de
communication, préférentiellement sans fil, logés dans le boitier 11 et
permettant à
l'unité de gestion 17 de pouvoir communiquer avec au moins un dispositif
communiquant d'un système de gestion énergétique du bâtiment dans lequel
l'appareil de chauffage 10 est implanté. Cela permet à l'intelligence
précédemment
évoquée de s'intégrer directement et aisément dans le système de gestion
d'énergie,
ou EMS pour Energy Management System en terminologie anglo-saxonne, du
bâtiment.
L'invention concerne également une installation électrique comprenant
la source d'alimentation électrique 14 délivrant une tension électrique et au
moins un
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tel appareil de chauffage 10, la sortie 152 de l'onduleur 15 dudit au moins un
appareil
de chauffage 10 étant reliée à la source d'alimentation électrique 14.
L'utilisation de capteurs de température intégrés dans l'appareil de
chauffage 10 permet une connaissance complète du bâtiment et des habitudes de
ses
utilisateurs sans ajout de capteurs supplémentaires.
La présence de capteurs et de l'intelligence permet de gérer la
consommation d'énergie de manière précise et de connaitre les besoins du
bâtiment.
Grâce à l'utilisation du dispositif de stockage 12 et de l'onduleur 15,
l'énergie électrique peut être stockée dans l'appareil de chauffage 10 puis
déstockée
suivant les besoins du bâtiment.
Associé à des sources de production d'énergie telles que le solaire ou
l'éolien, l'appareil de chauffage 10 peut augmenter le taux de couverture des
besoins
énergétiques par des sources renouvelables et parallèlement garantir un taux
d'autoconsommation allant jusqu'à 100%.
Les éléments de communication, typiquement basés sur des protocoles à
faible consommation, permettent de partager les informations avec une
intelligence
centralisée du système de gestion d'énergie.
L'intelligence dédiée de l'appareil de chauffage 10 peut être dotée
d'algorithmes de type apprentissage machine permettant de maximiser les
économies
sur l'ensemble du bâtiment en s'appuyant sur les capteurs de présence et de
température présents sur l'ensemble du bâtiment.
Cette intelligence permet de produire ou d'améliorer un modèle
thermique du bâtiment représentant les caractéristiques principales de ce
bâtiment
avec une précision correspondant au niveau d'installation des appareils de
chauffage
10.
Par comparaison avec le modèle produit ou amélioré, la présence des
capteurs permet aussi de détecter les pertes thermiques ou les écarts
inhabituels afin
de participer aux mécanismes de sécurité, d'améliorer les habitudes des
utilisateurs et
d'anticiper des maintenances préventives sur le bâtiment.
L'intégration des informations d'inertie de l'organe de chauffe 13 et de
l'effet de chaleur ponctuel dans la gestion d'énergie du bâtiment permet
d'améliorer
l'autoconsommation du bâtiment sans baisse du confort thermique des
utilisateurs.
Avantageusement, ce type de système de gestion de l'énergie peut être
intégré au sein des réseaux intelligents dits smarts grids en terminologie
anglo-
saxonne pour permettre un stockage en conditions optimales des énergies
renouvelables et continues sur le réseau électrique.
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Avantageusement, l'unité de gestion 17 du de l'appareil de chauffage 10
peut être commandé subséquemment aux événements du réseau domestique ou du
réseau national pour compenser les cas suivants rencontrés en smart grids
:
production en surplus par rapport à la demande, demande en surplus par rapport
à la
production et soutirage de puissance réactive.
En cas de production supérieure à la demande, le dispositif de stockage
12 peut consommer de l'énergie sur le réseau domestique ou national en vue de
son
stockage local.
En cas de demande supérieure à la production, le dispositif de stockage
12 peut fournir de l'énergie au réseau domestique ou national.
En cas de soutirage de puissance réactive, le dispositif de stockage 12
peut être utilisé, avec les paramètres de tension et de phase adéquats, pour
augmenter le facteur de puissance et/ou réduire la pollution harmonique du
réseau.
Les sources d'énergie solaire, les piles à combustible, les superapacités et
les batteries électrochimiques sont des sources de tension continue qui
peuvent être
partiellement intégrées à la source d'alimentation électrique 14 qui alimente
l'appareil de chauffage 10. Ces sources de tension continue présentant
généralement
des niveaux de tension importants, le convertisseur de tension 16 de type
DC/DC
permet alors une utilisation dans l'appareil de chauffage 10 dans des
conditions
optimales.
L'éclairage, la climatisation et l'eau chaude sanitaire peuvent être
intégrés à l'intelligence centrale pour permettre de faire participer les
autres éléments
du bâtiment à la gestion de l'énergie.
L'utilisation dans le logement d'une chaudière à cogénération peut
avantageusement apporter une source supplémentaire d'électricité pour la
recharge
des batteries. Ainsi, le système comprenant l'installation électrique
précédemment
décrite et une chaudière à cogénération assure que l'intégralité de
l'électricité
produite par la chaudière soit effectivement autoconsommée.
