FR3076918A1

FR3076918A1 - Dispositif de regulation thermostatique instrumente et robinet mitigeur comprenant un tel dispositif de regulation thermostatique

Info

Publication number: FR3076918A1
Application number: FR1850276A
Authority: FR
Inventors: Christian Mace; Benoit Maugerard
Original assignee: Vernet SA
Current assignee: Vernet SA
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2018-01-12
Publication date: 2019-07-19
Anticipated expiration: 2038-01-12
Also published as: US20200341497A1; WO2019138027A1; FR3076918B1; DE112019000389T5; CN111247499A

Abstract

Ce dispositif de régulation thermostatique (16) pour un robinet mitigeur thermostatique comporte : - un capteur de température (24) pour mesurer la température (T2) du fluide mélangé ; - un capteur de débit (26) pour mesurer le débit (Q) du flux de fluide mélangé (Fmix) lorsque le dispositif de régulation (16) est dans un état débitant ; - un circuit électronique (28) embarqué comprenant : • un calculateur électronique (30) programmable, • une interface de communication (34) pourvue d'une antenne radio (46), • une réserve d'énergie (38) électrique, apte à alimenter électriquement le calculateur électronique (30) et l'interface de communication (34) ; Le circuit électronique (28) est adapté pour collecter les informations mesurées par les capteurs (24, 26) et pour transmettre ces informations vers l'extérieur au moyen de l'interface de communication (34).

Description

DISPOSITIF DE REGULATION THERMOSTATIQUE INSTRUMENTE ET ROBINET MITIGEUR COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF DE REGULATION THERMOSTATIQUE

La présente invention concerne un dispositif de régulation thermostatique instrumenté, un assemblage thermostatique comportant ce dispositif de régulation thermostatique, ainsi qu’un robinet mitigeur thermostatique équipé d’un tel assemblage.

L’invention se rapporte plus généralement au domaine des installations sanitaires de distribution d’un fluide, notamment de distribution d’eau.

Les robinets mitigeurs thermostatiques permettent de mélanger deux flux de fluide présentant des températures différentes, tel qu’un flux de fluide chaud et un flux de fluide froid. De ce mélange résulte un flux de fluide sortant qui présente une température intermédiaire. La valeur de la température intermédiaire est réglable par un utilisateur.

Pour ce faire, le robinet mitigeur comporte un dispositif de régulation thermostatique. Ce dispositif de régulation thermostatique comporte des moyens de mélange des fluides et des moyens de régulation de la température du fluide mélangé.

Un exemple de dispositif de régulation thermostatique connu est décrit dans le brevet FR-2821411-B1.

Typiquement, ces robinets mitigeurs permettent d’alimenter en fluide une installation sanitaire, telle qu’une douche, un lavabo, un évier ou une baignoire.

Avec le développement des applications domotiques, il existe désormais un besoin pour des robinets mitigeurs qui soient capables de collecter des données d’utilisation, par exemple la quantité d’eau consommé ou les températures de fluide mises en jeu, et de transmettre ces données vers un récepteur extérieur au robinet mitigeur, de préférence par une liaison sans fil. Ces nouvelles fonctionnalités ne doivent cependant pas dégrader le fonctionnement du robinet mitigeur, notamment en ce qui concerne sa durabilité et la sécurité des utilisateurs, ni compliquer l’intégration du robinet mitigeur au sein d’installations existantes.

Il existe donc un besoin pour un dispositif de régulation thermostatique instrumenté pour un robinet mitigeur capable de répondre aux besoins précités.

A cet effet, l’invention concerne un dispositif de régulation thermostatique pour un robinet mitigeur thermostatique, le dispositif de régulation étant adapté pour produire un flux de fluide mélangé à partir de deux flux de fluide chaud et froid, caractérisé en ce que le dispositif de régulation est instrumenté et comporte à cet effet :

un capteur de température pour mesurer la température du fluide mélangé ;

un capteur de débit pour mesurer le débit du flux de fluide mélangé lorsque le dispositif de régulation est dans un état débitant ;

un circuit électronique de traitement, embarqué à l’intérieur du dispositif de régulation et comprenant :

• un calculateur électronique programmable, • une interface de communication pourvue d’une antenne radio, • une réserve d’énergie électrique, apte à alimenter électriquement le calculateur électronique et l’interface de communication ;

et en ce que le circuit électronique est adapté pour collecter les informations mesurées par les capteurs et pour transmettre ces informations vers l’extérieur au moyen de l’interface de communication.

Grâce à l’invention, le dispositif de régulation thermostatique est capable de collecter des données d’utilisation et de transmettre ces données vers un récepteur extérieur. Ces fonctionnalités de collecte et de transmission sont ainsi réalisées de façon intégrée au dispositif, sans qu’il ne soit nécessaire d’avoir recours à une liaison câblée et/ou de connecter physiquement des équipements supplémentaires à l’extérieur du robinet mitigeur.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l’invention, un tel dispositif de régulation thermostatique peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toute combinaison techniquement admissible :

- Le capteur de débit est une turbine hydraulique adaptée pour alimenter électriquement la réserve d’énergie, telle qu’une micro-turbine axiale.

- L’interface de communication est compatible avec une technologie de communication hertzienne à courte portée.

- Le dispositif de régulation comporte en outre un capteur de température pour mesurer la température du fluide froid.

- La réserve d’énergie comporte un ou plusieurs super-condensateurs.

- Le circuit électronique est au moins en partie logé à l’intérieur d’un logement interne délimité par une partie d’un corps du dispositif de régulation, ce logement étant protégé des flux de fluide de façon étanche.

- Le calculateur électronique est programmé pour transmettre une ou plusieurs des données d’utilisation choisies parmi le groupe contenant les données suivantes :

l’évolution de la température de fluide mélangé au cours du temps, issue de la mesure par le deuxième capteur 24 ;

l’émission d’une alerte si la température de fluide mélangé dépasse un seuil prédéfini ;

l’évolution du débit de fluide mélangé issu de la mesure par le capteur 26 ; l’émission d’une alerte si le débit de fluide mélangé dépasse un seuil prédéfini ;

la puissance thermique fournie par un dispositif de production de fluide chaud associé au pour chauffer l’eau froide ;

l’énergie thermique correspondant à la puissance thermique fournie par le dispositif de production pendant un cycle d’utilisation du robinet ;

une estimation du coût financier associé à la production de l’énergie thermique E pour le cycle d’utilisation, date et heure de début et/ou de fin du cycle d’utilisation ;

durée du cycle d’utilisation ;

valeurs moyenne, minimale et maximale de la température de fluide mélangé pendant le cycle d’utilisation ;

valeurs moyenne, minimale et maximale du débit de fluide mélangé pendant le cycle d’utilisation ;

volume d’eau consommé pendant le cycle d’utilisation.

L’invention concerne également un assemblage de régulation thermostatique pour un robinet mitigeur thermostatique, cet assemblage comprenant :

un dispositif de régulation thermostatique pour produire un flux de fluide mélangé à partir de deux flux de fluide chaud et froid ;

un dispositif de régulation de débit de fluide mélangé ; caractérisé en ce que le dispositif de régulation thermostatique tel que décrit précédemment.

L’invention concerne également un robinet mitigeur thermostatique, comprenant : un corps de robinet mitigeur ;

une entrée de fluide chaud, une entrée de fluide froid et une sortie de fluide mélangé ;

un dispositif de régulation thermostatique disposé à l’intérieur du corps et connecté fluidiquement aux entrées de fluide et à la sortie de fluide ;

le robinet mitigeur étant caractérisé en ce que le dispositif de régulation thermostatique est tel que décrit précédemment.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l’invention, un tel robinet mitigeur thermostatique peut comporter la caractéristique suivante : le dispositif de régulation est intégré au sein d’un assemblage incluant un corps principal et un dispositif de régulation du débit de fluide, l’assemblage étant disposé à l’intérieur du corps de robinet de façon coaxiale avec ce corps de robinet, alors que le corps principal est séparé des parois internes du corps de robinet par une zone sèche, et que le dispositif comporte une liaison électrique qui raccorde le circuit électronique aux capteurs, cette liaison électrique étant disposée dans la zone sèche.

L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d’un mode de réalisation d’un dispositif de régulation thermostatique instrumenté, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est une représentation schématique d’un robinet mitigeur équipé d’un dispositif de régulation thermostatique instrumenté selon des modes de mise en œuvre de l’invention ;

- la figure 2 est un schéma synoptique d’un dispositif de régulation thermostatique selon des modes de mise en œuvre de l’invention ;

- les figures 3 et 4 sont des vues en coupe d’une portion d’un dispositif de régulation thermostatique selon un premier mode de mise en œuvre de l’invention ;

- les figures 5 et 6 sont des vues en coupe d’une portion d’un dispositif de régulation thermostatique selon un deuxième mode de mise en œuvre de l’invention ;

- les figures 7 et 8 sont des vues en coupe d’une portion d’un dispositif de régulation thermostatique selon un troisième mode de mise en œuvre de l’invention.

La figure 1 représente un exemple d'un robinet mitigeur thermostatique 2 pour la distribution d'un fluide, tel que de l'eau.

Le fluide distribué, nommé « fluide mélangé >> ou « fluide mitigé >>, est obtenu par mélange d’un flux de fluide chaud et d’un fluide froid.

Par exemple, le robinet mitigeur 2 est destiné à être monté dans une installation de distribution d'eau sanitaire, telle qu'une douche, une baignoire, un évier ou un lavabo.

Dans ce mode de réalisation, le robinet mitigeur 2 comporte un corps 4, une entrée de fluide chaud 6, une entrée de fluide froid 8 et une sortie de fluide mélangé 10, un bouton rotatif 12 de réglage de température et un bouton rotatif 14 de réglage de débit de fluide mélangé sortant par la sortie 10.

Par exemple, le corps 4 présente une forme tubulaire creuse s'étendant le long d'un axe longitudinal. Les boutons 12 et 14 sont montés sur des extrémités opposées du corps 4, coaxialement au corps 4, et sont mobiles en rotation autour de cet axe longitudinal.

Optionnellement, le bouton 12 est pourvu d'un organe de verrouillage 13 actionnable manuellement et permettant de bloquer sélectivement la rotation du bouton

12. Le bouton 14 peut également être pourvu d'un organe de verrouillage similaire.

Le robinet mitigeur 2 peut être, en alternance, dans un état dit « débitant >> dans lequel le fluide mélangé sort par la sortie 10, ou dans un état dit « non-débitant », dans lequel aucun fluide ne s’écoule par la sortie 10, quand bien même le robinet mitigeur 2 est alimenté en fluide par les entrées 6 et 8.

Le robinet 2 mitigeur comprend à cet effet un dispositif de régulation du débit de fluide, commandés par le bouton rotatif 14, qui permet d’interrompre ou, en alternance, d’autoriser l’écoulement de fluide dans le robinet mitigeur 2 pour commuter celui-ci sélectivement entre les états débitant et non-débitant. Par exemple, le dispositif de régulation du débit est un système à disques céramiques.

Le robinet mitigeur 2 comporte également un dispositif 16 de régulation thermostatique, logé à l'intérieur du robinet mitigeur 2, par exemple dans le corps 4.

Le dispositif 16 permet de mélanger les flux de fluide chaud et froid provenant des entrées 6 et 8 pour obtenir un flux de fluide mélangé, dont la température correspond à une température de régulation choisie par un utilisateur au moyen du bouton 12.

Le dispositif 16 est dit être « thermostatique >> en ce sens qu’il permet de réguler la température du fluide mélangé à une valeur constante et réglable, indépendamment des variations de pressions et de températures respectives des fluides entrants chaud et froid et du débit du fluide sortant, ceci dans une certaine gamme de pression et de débit.

La figure 2 représente un exemple du dispositif 16, illustré de façon simplifiée.

Le dispositif 16 comprend une entrée de fluide chaud, une entrée de fluide froid, et une sortie de fluide mélangé. Ces entrées et cette sortie sont respectivement mises en communication fluidique avec les entrées 6, 8 et la sortie 10 lorsque le dispositif 16 est monté à l’intérieur du robinet mitigeur 2.

Dans ce qui suit, pour simplifier la description, les entrées en fluide du robinet mitigeur 2 sont confondues avec celles du dispositif de régulation 16. Ces dernières ne portent donc pas de référence numérique et ne sont pas décrites en détail.

On note « Fhot >> le flux de fluide chaud provenant de l'entrée 6, « Fcold >> le flux de fluide froid provenant de l'entrée 8 et « Fmix >> le flux de fluide mélangé qui résulte du mélange des flux Fhot et Fcold, le flux Fmix étant destiné à sortir par la sortie 10.

Par extension, la distinction entre état débitant et non-débitant s’applique également au dispositif 16 dans le reste de la description.

Selon des modes de mise en œuvre, le dispositif 16 comporte un corps de forme allongée s’étendant selon un axe longitudinal X16. Par exemple, lorsque le dispositif 16 est monté dans le corps 4, l’axe longitudinal X16 est parallèle, voire confondu, avec l’axe longitudinal du corps 4.

Par exemple, le corps du dispositif 16 est réalisé en matière plastique.

Selon des modes de mise en oeuvre, le dispositif 16 est destiné à être associé au dispositif de régulation du débit de fluide précédemment défini pour former un assemblage thermostatique, ou ensemble thermostatique, destiné à équiper le robinet mitigeur 2.

Le dispositif 16 comporte un appareillage 20 de mélange des flux Fhot et Fcold et de régulation de la température du fluide mélangé Fmix.

L’appareillage 20 est ici couplé mécaniquement au bouton 12 pour permettre la sélection d’une température de régulation par un utilisateur.

Par exemple, cet appareillage 20 est réalisé par des composants de régulation thermostatique de type thermo-mécaniques, tel qu'au moyen d'une cartouche thermostatique pré-assemblée.

Le rôle et le fonctionnement de tels composants de régulation thermostatique de type thermo-mécaniques sont connus et dans les brevets FR2774740, FR2869087 et FR2921709 déposés au nom de la société VERNET SA.

Le dispositif 16 est ici dit être instrumenté, en ce sens qu'il comporte en outre des moyens électroniques de mesure et de traitement pour collecter et transmettre des données relatives à l'utilisation du robinet mitigeur 2.

Le dispositif 16 comporte ainsi un premier capteur de température 22 pour mesurer la température T1 du flux de fluide froid Fcold, un deuxième capteur de température 24 pour mesurer la température T2 du flux mélangé Fmix, un capteur 26 pour mesurer le débit Q de flux mélangé Fmix, ainsi qu’un circuit électronique de traitement 28.

Le circuit électronique 28 inclut un calculateur électronique 30 programmable, un circuit d’alimentation électrique, aussi nommé étage de puissance 32, et une interface de communication radio 34, ainsi qu’une liaison électrique 36.

L’étage de puissance 32 comporte une réserve d’énergie 38. Le calculateur 30 comporte ici une unité logique de calcul 40, une mémoire informatique 42 et une horloge électronique 44. L’interface 34 comporte une antenne radio 46. L’interface 34 permet notamment d’assurer une communication entre le circuit 28 et un terminal utilisateur 48, ou avec un serveur informatique distant 50.

Dans ce qui suit, le terme « dispositif utilisateur >> est utilisé pour désigner l’un ou l’autre du terminal utilisateur 48 et du serveur informatique distant 50.

Le circuit 28 est destiné à collecter les informations mesurées par les capteurs du dispositif 16 et à transmettre ces informations vers l’extérieur du robinet 2, par exemple vers les dispositifs 48 ou 50, au moyen de l’interface de communications 34.

La liaison électrique 36 raccorde électriquement le circuit 28 avec au moins une partie des capteurs associés au circuit 28, notamment avec les capteurs 24 et 26. Elle permet notamment d’acheminer de l’énergie et de transmettre des données.

Ainsi, les capteurs 22, 24 et 26 et le circuit 28 forment ensemble les moyens électroniques de mesure et de traitement précédemment mentionnés.

On comprend notamment que le circuit 28 n’assure pas ici la régulation thermostatique, celle-ci étant assurée par l’appareillage 20.

Les constituants du circuit 28 sont décrits plus en détail dans ce qui suit en référence à la figure 2.

De préférence, le deuxième capteur de température 24 est une sonde de température de technologie céramique à coefficient de température négatif. Cette technologie a l’avantage d’être fiable et économique.

Selon des variantes de mise en oeuvre, le premier capteur de température 22 peut être omis. Toutefois, lorsqu’il est présent, le capteur de température 22 utilise de préférence une technologie analogue à celle du capteur de température 24.

En variante, le capteur de température 24 est un thermocouple.

Le deuxième capteur de température 24 est ici situé en aval de l’appareillage 20, alors que le premier capteur de température 22 est situé en amont de l’appareillage 20 après l’entrée 8. Les termes « aval » et « amont » sont définis par rapport au sens d’écoulement des flux de fluide vers la sortie 10.

Le capteur de débit 26 est adapté pour mesurer le débit Q du flux de fluide mélangé Fmix en sortie de l’appareillage 20, avant que ce flux ne sorte du système 16 et du robinet 2 par la sortie 10.

De préférence, le capteur 26 est un débitmètre à turbine, agencé dans le dispositif 16 de sorte à être traversé par le flux de fluide Fmix lorsque le robinet 2 est dans l’état débitant.

L’utilisation d’un débitmètre à turbine est particulièrement avantageuse, car cela permet de générer de l’énergie à partir de l’écoulement de fluide Fmix. En d’autres termes, le capteur 26 joue à la fois le rôle de capteur de débit et de générateur d’énergie. L’énergie ainsi générée est utilisée pour alimenter l’étage 32 et notamment pour recharger la réserve d’énergie 38.

Par exemple, la turbine 26 génère une tension électrique, notée « Vt », lorsque le flux de fluide Fmix circule au travers de la turbine 26. Cette tension est utilisée à la fois comme source d’alimentation électrique et comme signal donnant une information sur le débit Q, comme expliqué ci-après.

Dans la description qui suit, lorsque le capteur 26 est un débitmètre à turbine, il est désigné par le terme « turbine 26 >>.

De façon particulièrement préférentielle, la turbine 26 est une micro-turbine axiale.

Par exemple, une telle micro-turbine axiale comprend un corps cylindrique creux formant stator et un rotor pourvu d’une ou plusieurs pales agencé à l’intérieur du stator et pouvant tourner autour d’un axe de rotation correspondant à l’axe longitudinal du stator. Le rotor est alors mis en rotation lorsque le fluide Fmix circule au travers de la microturbine. La micro-turbine comprend également un circuit électromagnétique pour générer une tension électrique de sortie lorsque le rotor tourne. L’axe de rotation du rotor est ici confondu avec l’axe longitudinal X16.

De préférence, le deuxième capteur de température 24 est intégré à l’intérieur de la turbine 26.

Un exemple d’une telle turbine 26 de type micro-turbine axiale est la micro-turbine axiale fabriquée par la société TOTO et décrite dans JP 2007-274858 A.

L’utilisation d’une micro-turbine axiale est avantageuse, car elle offre un bon compromis entre l’encombrement de la turbine 26 et la qualité du signal de tension électrique fourni par la turbine, notamment pour obtenir une linéarité satisfaisante du signal malgré les variations du débit et la perte de charge hydraulique de fluide.

A titre d’exemple, la mesure du débit Q est réalisée indirectement, au moyen de calculs, à partir de caractéristiques du signal électrique mesuré délivré par la turbine 26 (caractéristiques telles que la fréquence, et/ou l’amplitude, et/ou la puissance instantanée) et/ou de caractéristiques de la puissance de charge reçue par l’étage de puissance 32, ces calculs utilisant des relations prédéfinies, par exemple des relations algébriques ou des cartographies préenregistrées.

Par exemple, le calcul est réalisé au moyen du calculateur 30.

En variante, ce traitement est effectué par un circuit logique ou analogique dédié intégré au sein de la turbine 26, de sorte qu’un signal représentatif du débit Q est simplement collecté sur une sortie appropriée de la turbine 26 indépendamment de la tension Vt.

Selon des variantes alternatives de mise en oeuvre de l’invention, la turbine 26 est omise. Le capteur de débit 26 n’est alors pas nécessairement apte à générer de l’énergie. Par exemple, le capteur 26 est un débitmètre à ultrason, ou un débitmètre électromagnétique, ou un capteur de pression différentielle associé à un dispositif de type « tube de Pitot >> ou de type « tube de Venturi >>.

De façon optionnelle, le dispositif 16 peut comporter un capteur de débit additionnel, non illustré, apte à mesurer le débit Q et destiné à seconder le capteur 26. En effet, en pratique, lorsqu’une turbine est utilisée comme capteur 26, il peut arriver que la turbine ne tourne pas lorsque le débit du flux Fmix est inférieur à un seuil de démarrage, qui dépend notamment du couple électromagnétique rémanent de la turbine. Il existe des moyens pour réduire ce seuil de démarrage, mais ils ont pour conséquence de réduire la puissance électrique fournie par la turbine.

Ainsi, si un compromis satisfaisant ne peut pas être trouvé, le capteur de débit additionnel permet de mesurer le débit Q pendant des phases de démarrage lors desquelles la turbine 26 ne tourne pas. De préférence, ce capteur additionnel n’est ensuite plus utilisé une fois que le débit du flux Fmix devient suffisant pour permettre à la turbine 26 de tourner. Le circuit 28 est adapté en conséquence pour traiter le signal additionnel fourni par ce capteur de débit.

Par exemple, ce capteur de débit additionnel est réalisé en utilisant le capteur de débit décrit dans la demande FR 3019876 A1. En variante, on peut utiliser une des technologies de débitmètre alternatives décrites ci-dessus. Le capteur de débit additionnel est par exemple placé en série avec la turbine 26 par rapport à l’écoulement du fluide Fmix.

L’étage de puissance 32 est maintenant décrit en référence à la figure 2. Il est destiné à alimenter électriquement les constituants du circuit électronique 28 et, notamment, à alimenter électriquement le calculateur 30 et l’interface 34 avec une tension électrique conditionnée et stabilisée, telle qu’une tension continue, par exemple une tension continue d’amplitude égale à 3,3 volts.

A cet effet, l’étage de puissance 32 comporte au moins un convertisseur de puissance pour transformer les tensions alternatives reçues de la turbine 26 en tensions continues aptes à être stockées dans la réserve d’énergie 38 et/ou à alimenter directement les autres constituants du circuit 28.

Par exemple, l’étage de puissance 32 comprend un premier convertisseur de puissance AC/DC de type redresseur, pour transformer la tension électrique fournie par la turbine 26 en une tension continue qui alimente la réserve d’énergie 38, et un deuxième convertisseur de puissance DC/DC de type élévateur, pour transformer la tension électrique disponible aux bornes de la réserve d’énergie 38 en une tension continue stabilisée destinée à alimenter le reste du circuit 28.

En variante, le ou les convertisseurs de puissance peuvent être intégrés dans un circuit de puissance dédié associé à la turbine 26.

Dans les modes de mise en oeuvre où le capteur 26 n’est pas une turbine et n’est pas apte à générer de l’énergie, alors l’étage de puissance 32 et le ou les convertisseurs de puissance sont adaptés en conséquence.

Dans cet exemple, la réserve d’énergie 38 comporte au moins un supercondensateur 381, de préférence plusieurs super-condensateurs 381.

L’emploi de super-condensateurs est avantageux car ils présentent un faible encombrement et une durée de vie plus importante par rapport aux batteries d’accumulateurs. En effet, en pratique, la réserve d’énergie 38 subit un nombre élevé de cycles de charge et décharge au cours du temps, ces cycles étant répétés avec une fréquence d’utilisation élevée, correspondant à la fréquence d’utilisation du robinet mitigeur 2. Par exemple, dans une installation sanitaire domestique, un tel robinet mitigeur 2 peut être ouvert puis fermé plusieurs dizaines de fois, voire plusieurs centaines de fois en l’espace d’une seule journée. La durée de vie des super-condensateurs est moins dégradée par une telle répétition de cycles que la durée des batteries connues.

De plus, selon des modes de réalisation optionnels et avantageux, la réserve 38 comporte en outre une pile non rechargeable 382, destinée à être sollicitée pour assurer l’alimentation de fonctions essentielles du circuit 28 lorsque le ou les super-condensateurs sont déchargés.

Une telle pile a l’avantage de présenter un faible encombrement. Son caractère non-rechargeable n’est pas rédhibitoire, dans la mesure où elle n’est destinée à être utilisée que de façon annexe, uniquement en dépannage lorsque le ou les supercondensateurs sont déchargés, et de surcroît pour alimenter le circuit 28 lorsqu’il n’assure que des fonctions essentielles, celles-ci nécessitant moins d’énergie que les fonctions nominales du circuit 28.

Ainsi, on comprend que, dans certains modes de mise en oeuvre, la réserve 38 est formée par l’association de plusieurs moyens de stockage d’énergie de technologie différente, pouvant être sollicités indépendamment les uns des autres en fonction des circonstances, pour alimenter tout ou partie du circuit 28.

Avantageusement, l’étage de puissance 32 comporte un dispositif de gestion d’énergie, non illustré, destiné à contrôler l’accès et le fonctionnement de la réserve 38, notamment pendant les phases de rechargement de la réserve 38. Le dispositif de gestion d’énergie est par exemple réalisé à l’aide d’un dispositif dédié, par exemple par circuit logique programmable ou par tout autre moyen équivalent, de préférence distinct du calculateur 30.

En variante, ces fonctions sont assurées par le calculateur 30.

De façon avantageuse, le circuit 28 est commutable entre un mode de fonctionnement normal et un mode de veille, dans lequel certaines fonctions du circuit 28 sont désactivées, afin de réduire la consommation électrique.

Cela permet d’optimiser la consommation électrique du circuit 28 et donc de préserver l’autonomie de la réserve d’énergie 38.

Le mode de veille est activé lorsque le robinet mitigeur 2 n’est pas utilisé, par exemple au bout d’un temps passé dans l’état non-débitant supérieur à un seuil prédéfini. Toutefois, d’autres stratégies de gestion sont possibles.

Le circuit 28 est ainsi adapté pour être « réveillé >>, c’est-à-dire basculé depuis son mode de veille vers son mode de fonctionnement normal, automatiquement lorsque le robinet mitigeur 2 passe de l’état non-débitant vers l’état débitant.

Selon un exemple, les fonctions de gestion du mode de fonctionnement normal ou en veille sont assurées par le dispositif de gestion d’énergie précédemment décrit.

Par exemple, ce dispositif de gestion d’énergie est adapté pour détecter l’état débitant ou non débitant à partir des informations de débit Q fournies par la turbine 26 ou, plus généralement, fournies par le capteur 26.

Selon d’autres variantes de mise en oeuvre de l’invention, les super-condensateurs 381 sont omis. La réserve d’énergie 38 comporte à la place une batterie d’accumulateurs électriques rechargeable, par exemple de technologie Lithium-ion, ou de technologie Nickel Hydrure Métallique. Cette batterie est préférentiellement utilisée en conjonction avec la turbine 26, de manière à être rechargée par la turbine 26. Toutefois, elle peut, en variante, être associée à d’autres moyens de recharge.

Selon encore d’autres variantes, la réserve d’énergie 38 est une batterie électrique non-rechargeable, telle qu’une pile électrique de technologie Lithium-MnO₂ ou de technologie Lithium-SOCI₂. En d’autres termes, la réserve d’énergie 38 ne peut alors pas être rechargée.

Selon une autre variante, l’étage de puissance 32 est adapté pour être alimenté électriquement par un réseau électrique de type secteur. Lorsque la réserve d’énergie 38 est au moins en partie rechargeable, alors le rechargement est effectué grâce à l’énergie fournie par ce réseau électrique.

Un exemple du calculateur électronique 30 est maintenant décrit en référence à la figure 2.

L’unité logique 40 est ici un microprocesseur ou un microcontrôleur programmable.

Dans cet exemple, la mémoire 42 comprend une mémoire non volatile par exemple un module de mémoire de type Flash ou toute autre technologie équivalente. La mémoire 42 peut en outre inclure une mémoire de travail volatile de type RAM pour « Random Access Memory >> en langue anglaise.

La mémoire 42 stocke des instructions logicielles exécutables pour assurer le fonctionnement du calculateur 30 et du circuit 28 lorsque ces instructions sont exécutées par l’unité logique 40. Par exemple, ces instructions exécutables forment un micro-logiciel, ou logiciel embarqué, du calculateur 30.

De façon générale, le calculateur 30 est programmé pour collecter les données provenant des capteurs et de les stocker en mémoire, voire de les retraiter, avant leur envoi vers le dispositif 48 ou 50.

Selon un aspect, le calculateur 30 est de préférence au moins programmé pour fournir des valeurs des grandeurs physiques suivantes, à partir des données brutes mesurées à l’aide des capteurs 22, 24 et 26 : la température T2 du fluide mélangé, le débit Q du fluide mélangé, voire la température T1 de fluide froid, ceci pour chaque instant t pendant que le dispositif 16 est dans l’état débitant.

Ces valeurs sont par exemple des valeurs instantanées ou des valeurs moyennées sur un intervalle de temps prédéfini, par exemple sur un cycle d’utilisation du robinet mitigeur 2.

Au sens de la présente description, par « cycle d’utilisation >>, on désigne une succession d’états débitant et non-débitant du robinet 2, cette succession par exemple mis en oeuvre par un utilisateur pour réaliser une utilisation spécifique.

Par exemple, un cycle d’utilisation débute lorsque le robinet 2 est actionné vers l’état débitant après être resté dans l’état non-débitant pendant une durée supérieure à un seuil prédéfini, dit « seuil de durée d’arrêt >>. Le cycle d’utilisation se termine à la fin du dernier état débitant, c’est-à-dire du premier état débitant à être suivi d’un état non débitant de durée supérieure ou égale au seuil de durée d’arrêt.

Autrement dit, deux utilisations consécutives du robinet 2 séparées par une pause pendant laquelle le robinet n’est pas utilisé, c’est-à-dire pendant laquelle il est dans l’état non débitant, alors ces deux utilisations sont considérées faire partie d’un même cycle d’utilisation si la durée de la pause est suffisamment courte.

A titre d’exemple illustratif, un cycle d’utilisation peut correspondre à une douche prise par un utilisateur, cette douche pouvant être interrompue par des arrêts ponctuels de durée limitée.

Le calcul des instants t de mesure et le décompte des durées sont ici réalisés grâce à l’horloge 44.

Selon un autre aspect, le calculateur 30 est avantageusement programmé pour permettre le calcul en temps réel la quantité d’énergie, notée E, nécessaire pour chauffer le fluide chaud en vue d’un usage particulier, par exemple pour permettre la prise d’une douche.

Par exemple, l’énergie E correspond à l’énergie nécessaire pour chauffer un volume d’eau froide en vue d’avoir assez d’eau chaude pour qu’un utilisateur puisse prendre une douche.

Il est entendu que, pour les différents modes de réalisations décrits, le cas d’une douche est fourni en tant qu’exemple non-limitatif et que le calculateur 30 peut également être programmé pour mettre en œuvre de tels calculs pour d’autres types d’applications autres qu’une douche, et notamment pour d’autres fluides que de l’eau.

Cette fonctionnalité est particulièrement avantageuse lorsque le robinet 2 est destiné à faire partie d’une installation de distribution d’eau comportant un dispositif de production d’eau chaude sanitaire, comme un chauffe-eau ou un ballon d’eau chaude, piloté par un système de commande, par exemple domotique.

Un tel dispositif de production d’eau chaude fonctionne en chauffant de l’eau froide qui provient typiquement d’une même source que celle alimentant l’entrée 8. On comprend que ce dispositif de production d’eau chaude est situé en amont de l’entrée 8 du robinet 2.

Les informations recueillies grâce au dispositif 16 sont ainsi utilisées par le système de commande domotique pour piloter le dispositif de production d’eau chaude, de manière à optimiser la consommation d’énergie.

Selon une première possibilité, le calculateur 30 calcule directement l’énergie E en temps réel à partir des données mesurées et en fonction de formules prédéfinies.

Selon une autre possibilité, le calculateur 30 calcule non pas directement l’énergie E, mais plutôt des grandeurs intermédiaires. Ces grandeurs intermédiaires sont ensuite utilisées par un dispositif de calcul extérieur, par exemple au sein du système de commande domotique, pour calculer l’énergie E.

Par exemple, les grandeurs X et Y définies ci-dessous sont calculées automatiquement par le calculateur 30, par exemple en temps réel pour chaque cycle d’utilisation :

et

X = y Tmt x Qi où « i » est un indice identifiant chaque échantillonnage de mesure, « n » est un nombre égal au nombre total d’échantillons de mesure pour le cycle d’utilisation, « Tmi >> est la valeur de température T2 pour l’instant correspondant à l’échantillon de mesure i, et « Qi >> est la valeur du débit Q pour l’instant correspondant à l’échantillon de mesure i.

L’énergie E est alors calculée séparément, à partir de ces grandeurs X et Y et à partir d’une information sur la valeur de température d’eau froide en amont du dispositif de production d’eau chaude.

Par exemple, l’énergie E est calculée au moyen de la formule suivante :

E = Qx Cvx (X-Yx Tfe) où Cv est la capacité thermique volumique de l’eau.

Selon une variante, le calculateur 30 est avantageusement programmé pour estimer la température « Tfe >> d’eau froide en amont du dispositif de production d’eau chaude.

En pratique, cette température Tfe peut différer de la température de fluide froid T1 mesurée par le premier capteur de température 22, surtout lorsque le robinet 2 est resté longtemps dans l’état non débitant, d’où l’intérêt de ne pas se contenter de la mesure de la température T1.

En effet, du fait des échanges thermiques avec l’environnement, l’eau froide présente dans le robinet 2 au niveau du capteur 22 peut présenter une température sensiblement différente de celle de l’eau froide qui arrive en amont du dispositif de production d’eau chaude, surtout au début d’une phase d’utilisation du robinet 2.

Selon un premier exemple, la température Tfe pour un cycle d’utilisation est estimée être égale à la valeur minimale de température T1 pendant ce cycle d’utilisation.

Selon un deuxième exemple, la température Tfe est estimée être égale à la valeur minimale de température T1 mesurée pendant l’ensemble des cycles d’utilisation du robinet 2 pendant une durée prédéterminée, cette durée pouvant aller d’un jour à quelques mois.

En variante, à la place de l’estimation, on peut prendre à la place une valeur prédéfinie de température Tfe, par exemple un paramètre saisi par un utilisateur, ou un paramètre régional prédéfini en usine. En variante, si le système de commande domotique connaît la valeur de température Tfe d’eau froide entrant dans le dispositif de production, par exemple parce que celle-ci est mesurée au moyen d’un capteur de température dédié, alors cette valeur peut être fournie au calculateur 30, aucune estimation n’étant alors nécessaire.

Selon un autre aspect, le calculateur 30 est avantageusement programmé pour calculer des données de synthèse et des statistiques d’utilisation du robinet 2, notamment à partir des données mesurées de débit et de température en fonction du temps. Ces calculs sont réalisés en fonction de règles prédéfinies et en fonction de paramètres pouvant être modifiés par l’utilisateur.

A titre d’exemple, le calculateur 30 est adapté pour stocker et/ou calculer tout ou partie des données suivantes se rapportant au fonctionnement en temps réel du dispositif 16, en vue d’une transmission par l’intermédiaire de l’interface 34 :

- l’évolution de la température T2 au cours du temps, issue de la mesure par le deuxième capteur 24 ;

- l’émission d’une alerte si la température T2 dépasse un seuil prédéfini ;

- l’évolution du débit Q, issu de la mesure par le capteur 26 ;

- l’émission d’une alerte si le débit Q dépasse un seuil prédéfini ;

- la puissance thermique P fournie par le dispositif de production d’eau chaude pour chauffer l’eau froide, cette puissance P étant calculée par la formule suivante :

P = Q x Cv x (T2-Tfe), où Cv est la capacité thermique volumique de l’eau, cette puissance pouvant être instantanée ou moyennée sur une durée prédéfinie ;

- l’énergie thermique E correspondant à la puissance thermique P fournie par le dispositif de production pendant un cycle d’utilisation ;

- une estimation du coût financier associé à la production de l’énergie thermique E pour le cycle d’utilisation, cette estimation étant calculée à partir du volume d’eau consommé, de l’énergie E consommée et d’un barème de coût unitaire précédemment défini et connu du calculateur 30.

Par exemple, le calculateur 30 est également adapté pour stocker et/ou calculer tout ou partie des données de synthèse suivantes relatives à un cycle d’utilisation :

- date et heure de début et/ou de fin du cycle d’utilisation ;

- durée du cycle d’utilisation ;

- valeurs moyenne, minimale et maximale de la température T2 pendant le cycle d’utilisation ;

- valeurs moyenne, minimale et maximale du débit Q pendant le cycle d’utilisation ;

- volume d’eau consommé pendant le cycle d’utilisation.

Par exemple, les données dites de temps réel peuvent être transmises vers l’extérieur en continu pendant un cycle d’utilisation, mais peuvent aussi être stockées avant une transmission ultérieure. Par contraste, les donnes de synthèse relatives à un cycle d’utilisation ne peuvent être complètement calculées puis transmises qu’une fois que le cycle d’utilisation est terminé.

On comprend donc que, de façon générale, le calculateur 30 peut envoyer les données vers l’extérieur en temps réel ou de façon différée.

Lorsque des données ne sont pas transmises en temps réel, elles sont stockées en mémoire par le calculateur 30 en vue d’une transmission ultérieure. De préférence, elles sont effacées après envoi, de manière à éviter de saturer la mémoire 42.

Selon un autre aspect, le calculateur 30 est avantageusement programmé pour implémenter une fonction de type « boîte noire », en enregistrant, dans une mémoire permanente, par exemple dans la mémoire 42, des données statistiques représentatives de l’utilisation du robinet. Ces données sont destinées à être exploitées ultérieurement en cas de défaillance du calculateur 30 et/ou du dispositif 16, par exemple pour analyser des modes de défaillance du dispositif 16 en cas d’avarie, ou encore pour confirmer ou infirmer des allégations en cas d’incident impliquant un utilisateur du robinet 2, par exemple en cas de brûlure due à une température de fluide trop élevée.

Dans cet exemple, les données enregistrées par le calculateur 30 comportent :

- un identifiant unique du calculateur 30, comprenant par exemple un numéro de série, un numéro de lot de fabrication, une date de fabrication ;

- un identifiant de la version du logiciel embarqué utilisé par le calculateur 30 ;

- des valeurs maximale et minimale des températures mesurées T2 et, le cas échéant, T1, pour différents instants de mesure au cours du temps ;

- des valeurs maximale et minimale du débit Q mesuré, pour différents instants de mesure au cours du temps

- le nombre de cycles d’utilisation du dispositif 16.

De préférence, le calculateur 30 est programmé pour empêcher l’altération de ces données enregistrées par un utilisateur non autorisé.

Le calculateur 30 peut également envoyer des données relatives à l’alimentation électrique, comme des statistiques relatives au fonctionnement de l’étage de puissance 32 ou un niveau de charge de la réserve d’énergie 38 et plus particulièrement le niveau de charge du ou des super-condensateurs et/ou de la pile non-rechargeable, le cas échéant.

Selon un autre aspect, le calculateur 30 est avantageusement programmé pour implémenter une interface d’accès utilisateur, qui permet d’organiser et de réguler les échanges de données entre le calculateur 30 et le terminal 48 ou le serveur 50 lorsqu’une connexion est établie au moyen de l’interface 34. L’interface d’accès utilisateur permet ainsi à un utilisateur autorisé et/ou à un agent de maintenance d’accéder à des données mesurées et/ou à changer des paramètres, ceci par l’intermédiaire d’un site internet (dans le cas du serveur distant 50) ou d’une application dédiée (dans le cas du terminal 48).

L’interface de communication 34 est maintenant décrite en référence à la figure 2.

L’interface 34 est adaptée pour communiquer, grâce à l’antenne 46, suivant un ou plusieurs protocoles de communication sans fil de type hertzien à courte portée. De préférence, on utilise ici le protocole « Bluetooth Low Energy », qui permet de transférer un volume important de données et qui est être compatible avec un grand nombre de dispositifs mobiles de communication.

De cette manière, l’interface 34 peut se connecter directement à un terminal 48 pour échanger des données dès lors que ce terminal 48 comporte une interface de communication sans fil de technologie compatible et que ce terminal 48 se trouve à une distance du dispositif 16 inférieure ou égale à la portée maximale de la technologie utilisée.

Par exemple, le terminal 48 est un appareil de communication mobile tel qu’un téléphone mobile, ou une tablette, ou un ordinateur portable.

En variante, le terminal 48 est un terminal spécifique installé à proximité de l’installation de distribution de fluide, par exemple un terminal installé dans une cabine de douche dans laquelle le robinet 2 est installé. Ce terminal est alors préférentiellement pourvu d’un écran d’affichage pour afficher en temps réel des données relatives à l’utilisation du robinet 2, notamment choisies parmi celles précédemment définies, comme la puissance P, l’énergie E ou le coût financier.

Selon d’autres variantes, le terminal 48 est un module intégrable dans une installation domotique, par exemple intégrable dans le dispositif de production d’eau chaude précédemment décrite ou dans le système de commande associé à celle-ci. Cette intégration permet de faciliter l’échange de données, par exemple pour adapter des paramètres de fonctionnement du dispositif 16, tel que la température Tfe.

En pratique, l’interface 34 peut être connectée simultanément à plusieurs dispositifs 48 et/ou 50.

L’interface 34 autorise également une connexion du calculateur 30 au serveur distant 50, par l’intermédiaire d’un dispositif de connexion intermédiaire, ou concentrateur, qui joue le rôle de relais entre l’interface 34 et ce serveur distant 50.

Par exemple, cela est utile dans le cas d’un serveur distant 50 qui n’est pas directement accessible par l’intermédiaire dudit protocole de communications de courte portée, mais qui est accessible par l’intermédiaire d’un ou plusieurs autres réseaux d’échanges de données auquel est connecté ledit dispositif de connexion intermédiaire. Il peut s’agir du réseau internet, ou d’un réseau de communication machine-à-machine, de type LoRaWAN ou de type « ultra-narrow band >> tel que le protocole SIGFOX ®. Le dispositif de connexion intermédiaire est quant à lui pourvu d’une interface de communication sans fil de technologie compatible avec l’interface 34 de sorte à pouvoir communiquer avec celle-ci.

Dans certains cas, le terminal 48 peut jouer le rôle de dispositif de connexion intermédiaire.

Selon des exemples, le serveur 50 est adapté pour collecter et analyser les données transmises par le dispositif 16, dans le but d’analyser les habitudes de consommation des utilisateurs. Cette analyse est par exemple réalisée par un constructeur du robinet ou du dispositif 16, ou par un fournisseur de services, ou, dans le cas d’une utilisation en habitat collectif, par un gestionnaire du bâtiment.

Le but de cet analyse est, par exemple, de fournir à un fabriquant ou à un exploitant des informations permettant d’améliorer leurs produits et services, ou encore de fournir à des utilisateurs des informations sur leur consommation dans l’optique de les inciter à optimiser leur consommation d’eau.

Selon un autre exemple, cette analyse permet de prévenir les accidents domestiques et/ou d’intervenir en cas d’un tel accident. Ainsi, avantageusement, lorsqu’une alarme est générée par le calculateur 30, par exemple en cas de température T2 trop élevée, un signal d’alerte est envoyé vers le terminal 48 ou vers le serveur 50. En réponse, celui-ci prévient automatiquement une entité d’assistance aux personnes.

En pratique, de façon générale, l’échange de données entre le calculateur 30 et un dispositif utilisateur 48 ou 50 peut se faire soit dans un mode de communication unidirectionnelle (ici depuis le calculateur 30 vers un dispositif 48 ou 50), soit dans un mode de communication bidirectionnelle.

Des modes de mise en oeuvre de l’intégration physique du circuit 28 au sein du dispositif 16 sont maintenant décrits de façon générique. Des modes de mise en oeuvre particuliers sont illustrés dans les exemples des figures 3 à 8.

De préférence, le calculateur 30 comporte également une carte électronique 45 incluant un substrat de type PCB sur laquelle sont montés les constituants du calculateur 30, comme le calculateur 40, la mémoire 42 et l’horloge 44, voire également des constituants de l’étage de puissance 32, et en particulier le ou les composants formant la réserve d’énergie 38.

Par exemple, le circuit 28 est intégré dans le corps du dispositif 16. En particulier, le circuit 28 est avantageusement disposé à l’intérieur d’un logement ménagé au niveau d’un support du bouton rotatif 12.

Par exemple, le substrat utilisé dans la carte électronique 45 présente une forme de disque pourvu d’un orifice central. A titre d’exemple illustratif, le diamètre du substrat en forme de disque est compris entre 3cm et 5cm. Le diamètre de l’orifice central est compris entre 1cm et 2cm.

Selon des modes de réalisation, le dispositif 16 présente une forme cylindrique d’axe longitudinal X16. Dans une configuration montée, la carte 45 est agencée perpendiculairement à cet axe longitudinal X16. L’évidement central autorise le passage de constituants du dispositif 16. Par exemple, la carte 45 est montée coaxialement autour de l’axe longitudinal X16 avec une portion de couplage mobile en rotation et associée au bouton rotatif 12, cette portion pouvant passer dans l’orifice central.

La liaison 36 est de préférence une liaison câblée. Elle peut comporter des câbles ou bien une languette rigide préformée dans laquelle sont ménagés des conducteurs.

Par exemple, la liaison 36 comporte quatre conducteurs. Deux de ces conducteurs relient la turbine 26 au circuit électronique 28, par exemple un pour la masse électrique et un pour la phase électrique, pour délivrer un courant électrique qui alimente l’étage de puissance 32 et à partir duquel est extrait une information sur le débit Q. Deux autres de ces conducteurs relient le capteur 22 au circuit 28, par exemple pour effectuer une mesure de résistance aux bornes du capteur 22 lorsque le capteur 22 est une sonde à coefficient de température négatif. Alternativement, la liaison 36 inclut un bus de terrain filaire, par exemple de type LIN pour « Local Interconnect Network >>.

La liaison 36 est insérée dans des orifices ménagés dans le corps du dispositif 16. Alternativement, elle est surmoulée lors de la fabrication du dispositif 16.

Selon des variantes, le capteur 22 est connecté directement sur la carte 45. Ainsi, le capteur 22 est connecté au calculateur 30 indépendamment de la liaison 36.

Les dimensions de l’antenne 46 sont adaptées en fonction de la technologie utilisée pour mettre en œuvre les communications avec les dispositifs 48 et 50.

Par exemple, on utilise une antenne dipôle demi-onde ou une antenne quart d’onde. Pour une technologie de type Bluetooth Low Energy fonctionnant à une fréquence de 2,4 GHz, la longueur de l’antenne est égale à 62,5mm ou à 31,25mm.

La disposition de l’antenne 46 dans le dispositif 16 est choisie de manière à éviter que les ondes radio soient bloquées par du métal faisant partie du robinet 2, ce qui empêcherait d’établir une communication avec un dispositif 48, 50 situé à l’extérieur du robinet 2.

De préférence, l’antenne 46 est montée sur la carte 45. En variante, cependant, elle peut être montée à l’extérieur du dispositif 16. Une telle variante peut s’avérer nécessaire lorsque le dispositif 16 est destiné à être utilisé dans un robinet 2 dont le corps 4 et/ou les boutons 12 et 14 sont revêtus d’un métal décoratif tel que du chrome ou de l’or.

Les figures 3 et 4 représentent un dispositif de régulation thermostatique 16’ selon un premier mode de réalisation particulier de l’invention.

Les éléments de dispositif de régulation thermostatique 16’ qui sont analogues au mode de réalisation du dispositif de régulation thermostatique 16 précédemment décrit portent les mêmes références et ne sont pas décrits en détail, dans la mesure où la description ci-dessus peut leur être transposée.

Plus précisément, les figures 3 et 4 correspondent à des vues en coupe longitudinale du dispositif 16’ selon des plans de coupe différents.

Le corps du dispositif 16’ porte ici la référence 60. Il comprend un premier manchon 62 et un deuxième manchon 64 entre lesquels est disposé l’appareillage 20 de mélange et de régulation thermostatique. Les manchons 62, 64 et l’appareillage 20 sont disposés coaxialement par rapport à l’axe X16 et sont connectés l’un avec l’autre mécaniquement

Par exemple, les manchons 62 et 64 sont réalisés en matière plastique.

L’appareillage 20 se présente ici sous la forme d’une cartouche préassemblée pourvue d’un boîtier à l’intérieur duquel sont arrangés les constituants internes qui assurent la régulation thermostatique. L’appareillage 20 est ici réalisé au moyen d’une cartouche thermostatique connue et décrite dans le brevet FR2869087 au nom de la société VERNET SA.

La turbine 26 est solidaire du deuxième manchon 64. Le manchon 64 incorpore également le deuxième capteur de température 24 et, optionnellement, le premier capteur de température 22.

Le premier manchon 62 comporte une portion d’extrémité 63 qui délimite un logement interne V12. En d’autres termes, le logement V12 est délimité par une partie du corps du dispositif de régulation. Le logement V12 et protégé des flux de fluide Fmix, Fcold, Fhot de façon étanche. Le circuit 28 est logé à l’intérieur de ce logement V12. Par exemple, la carte 45 est montée sur le fond du logement V12.

La liaison 36 est ménagée à l’intérieur des manchons 62 et 64. Comme indiqué précédemment, la liaison 36 peut soit être insérée dans un logement préparé à cet effet lors de la construction des manchons 62 et 64, soit être intégrée à l’intérieur des manchons 62 et 64 par surmoulage lors de la construction des manchons 62 et 64.

De préférence, un joint d’étanchéité 66, par exemple un joint torique en matériau élastomère, est disposé à la jonction entre la portion d’extrémité 63 et le reste du manchon 62, de manière à assurer une étanchéité par rapport à l’eau.

De façon analogue, des éléments d’étanchéité, non illustrés, sont ménagés au niveau de la jonction des manchons 62 et 64 pour éviter que le fluide entre en contact avec la liaison 36.

La portion d’extrémité 63 sert de support pour monter le bouton rotatif 12. Toutefois, la portion d’extrémité 63 ne tourne pas avec le bouton 12 et reste solidaire sans degré de liberté avec le reste du corps 62.

En revanche, la portion d’extrémité 63 est traversée par une portion de couplage qui connecte le bouton rotatif 12 avec un organe rotatif de commande de l’appareillage 20, de manière à assurer le couplage mécanique entre le bouton rotatif 12 et l’appareillage 20. L’orifice central de la carte 45 est traversé par cette portion de couplage.

Mis à part ces différences de construction, tout ce qui a été précédemment décrit en référence au fonctionnement du circuit 28 et des capteurs 22, 24 et 26 est transposable à ce mode de réalisation.

Les figures 5 et 6 représentent un dispositif de régulation thermostatique 16” selon un deuxième mode de réalisation particulier de l’invention.

Les éléments de dispositif de régulation thermostatique 16” qui sont analogues à l’un des modes de réalisation précédemment décrits du dispositif de régulation thermostatique portent les mêmes références et ne sont pas décrits en détail, dans la mesure où la description ci-dessus peut leur être transposée.

Plus précisément, les figures 5 et 6 correspondent à des vues en coupe longitudinale du dispositif 16” selon des plans de coupe différents.

Le corps du dispositif 16” porte ici la référence 70. Le corps 70 inclut un premier manchon 72 et un deuxième manchon 74. Les manchons 72 et 74 sont solidaires l’un avec l’autre et sont disposés coaxialement par rapport à l’axe X16.

De façon analogue, des éléments d’étanchéité, non illustrés, sont ménagés au niveau de la jonction entre les manchons 72 et 74 pour éviter que du fluide n’entre en contact avec la liaison 36.

Le deuxième manchon 74 incorpore la turbine 26 et le deuxième capteur de température 24. Le manchon 74 est dit être un manchon instrumenté.

De manière analogue au manchon 62 du dispositif 16’ précédemment décrit, le manchon 72 délimite un logement interne V12 à l’intérieur duquel le circuit 28 est logé. Là encore, dans l’exemple illustré, l’orifice central de la carte 45 est traversé par la portion de couplage précédemment définie. D’autres dispositions sont toutefois possibles.

En outre, le manchon 72 délimite un volume interne V20 destiné à recevoir l’appareillage 20.

Les constituants internes formant l’appareillage 20 et qui assurent la régulation thermostatique et le mélange de fluides sont ici répartis directement à l’intérieur du volume V20. En d’autres termes, contrairement au cas du dispositif 16’ précédemment décrit, l’appareillage 20 n’est pas ici sous la forme d’une cartouche préassemblée.

Le rôle et le fonctionnement de ces constituants sont bien connus et ne sont pas décrits plus en détail dans ce qui suit. Ils sont par exemple décrits dans le brevet FR2869087 au nom de la société VERNET SA.

Par exemple, le capteur 22 est logé dans le manchon 72.

Selon un autre mode de réalisation, non illustré, c’est le deuxième manchon 74 qui définit le volume V20 et qui accueille les constituants de l’appareillage 20. Les dimensions des manchons 72 et 74 sont adaptées en conséquence. En particulier, le deuxième manchon 74 est ici plus long que le premier manchon 72.

Les figures 7 et 8 représentent un dispositif de régulation thermostatique 16’” selon un troisième mode de réalisation particulier de l’invention.

Les éléments de dispositif de régulation thermostatique 16’” qui sont analogues à l’un des modes de réalisation précédemment décrits du dispositif de régulation thermostatique portent les mêmes références et ne sont pas décrits en détail, dans la mesure où la description ci-dessus peut leur être transposée.

Plus précisément, les figures 7 et 8 correspondent à des vues en coupe longitudinale du dispositif 16’” selon des plans de coupe différents, le dispositif 16’” étant intégré au sein d’un assemblage thermostatique lui-même intégré dans un corps 4 de robinet mitigeur 2.

Dans cet exemple, le dispositif 16’” est directement intégré au sein d’un assemblage incluant un corps principal 80 et incluant également un dispositif de régulation du débit de fluide, qui porte ici la référence 90. Le corps 80 a ici une forme essentiellement cylindrique s’étendant le long de l’axe X16. Par exemple, le corps 80 est réalisé en matière plastique.

Dans l’exemple illustré, le dispositif 90 est disposé à une extrémité du corps 80 et est couplé avec le bouton 14, alors que le dispositif 16’” est disposé à une extrémité opposée du corps 80 et est couplé avec le bouton 12. Plus précisément, l’organe de commande de l’appareillage 20 est couplé au bouton 12 par l’intermédiaire d’une portion de couplage.

Le corps 80 est séparé des parois internes du corps 4 par une zone 82 sèche, c’est-à-dire une zone par laquelle aucun fluide ne peut transiter dans des conditions normales de fonctionnement du robinet 2. Par exemple, la zone 82 est remplie d’air.

Par exemple, l’une ou l’autre des entrées 6 et 8 du robinet 2 est disposée en regard d’une entrée correspondante de fluide du dispositif 16’”, pour une mise en connexion fluidique directe, alors que l’autre entrée de fluide du robinet 2 (en l’occurrence, ici, l’entrée 6 de fluide chaud) est connectée fluidiquement à l’entrée correspondante du dispositif 16’” par l’intermédiaire d’un canal 84 d’amenée formé dans le corps 80.

De façon analogue, la sortie de fluide mélangé du dispositif 16”’ est connectée fluidiquement à la sortie 10 par l’intermédiaire d’un canal de sortie 86 formé dans le corps 80.

De cette manière, les différents flux de fluide peuvent circuler à l’intérieur du robinet 2, entre les entrées 6, 8 et la sortie 10 et le dispositif 16’” sans pénétrer dans la zone 82.

La turbine 26 est ménagée à l’intérieur du corps 80. La sortie de la turbine 26 débouche dans une zone d’écoulement 88 formée dans le corps 80, par exemple au centre de ce corps 80. Cette zone 88 amène le fluide mélangé Fmix vers le dispositif 90. En sortie du dispositif 90, la fraction de fluide mélangé Fmix qui est autorisée par le dispositif 90 à sortir circule ensuite dans le canal 86. En d’autres termes, le canal 86 débouche en sortie du dispositif 90.

La liaison 36 est avantageusement ménagée dans la zone 82. De cette manière, la liaison 36 ne peut pas entrer en contact avec les fluides. En d’autres termes, l’étanchéité et la protection de la liaison 36 sont assurées de façon intrinsèque.

Dans cet exemple, les entrées de fluide 6 et 8 sont respectivement pourvues chacune d’un clapet anti-refoulement 92 et 94. La référence 96 désigne une entretoise séparant les entrées de fluide chaud et froid au niveau de l’appareillage 20. Dans ce mode de réalisation, l’appareillage 20 peut être réalisé soit sous la forme d’une cartouche analogue à celle précédemment définie, soit en incorporant directement les constituants internes de régulation au sein du corps 80.

Ce troisième mode de réalisation peut être mis en œuvre indépendamment des précédents modes de réalisation. En particulier, ce troisième mode de réalisation peut être mis en œuvre avec un dispositif de régulation thermostatique qui n’est pas instrumenté, c’est-à-dire un dispositif de régulation thermostatique analogue au dispositif 16 mais dans lequel le circuit 28 et les capteurs 22, 24, 26 ainsi que la liaison 36 sont omis.

Ainsi, les modes de mise en œuvre de l’invention permettent d’obtenir un dispositif de régulation thermostatique instrumenté particulièrement avantageux. Du fait que le circuit 28 est intégré dans le dispositif 16, il n’est pas nécessaire de modifier l’encombrement du robinet 2, ce qui facilite son intégration dans une installation sanitaire existante. La présence du circuit 28 est transparente pour l’utilisateur du robinet 2. Elle n’altère notamment pas la régulation thermostatique. L’échange de données est réalisé uniquement grâce aux moyens sans fil, ce qui évite de devoir raccorder des liaisons câblées au niveau du robinet, car cela poserait des problèmes d’intégration et de sécurité des utilisateurs. L’étanchéité ménagée au niveau du circuit 28 et de la liaison 36 limite le risque d’endommagement de l’électronique par le fluide circulant dans le dispositif 16 et 5 réduit également le risque d’électrocution des utilisateurs du robinet 2.

Les modes de réalisation et les variantes envisagés ci-dessus peuvent être combinés entre eux pour générer de nouveaux modes de réalisation.

Claims

REVENDICATIONS

1. - Dispositif de régulation thermostatique (16 ; 16’ ; 16” ; 16”’) pour un robinet mitigeur thermostatique (2), le dispositif de régulation (16 ; 16’ ; 16” ; 16”’) étant adapté pour produire un flux de fluide mélangé (Fmix) à partir de deux flux de fluide chaud et froid (Fhot, Fcold), caractérisé en ce que le dispositif de régulation (16 ; 16’ ; 16” ; 16”’) est instrumenté et comporte à cet effet :

un capteur de température (24) pour mesurer la température (T2) du fluide mélangé ;

un capteur de débit (26) pour mesurer le débit (Q) du flux de fluide mélangé (Fmix) lorsque le dispositif de régulation (16 ; 16’ ; 16” ; 16”’) est dans un état débitant ;

un circuit électronique (28) de traitement, embarqué à l’intérieur du dispositif de régulation (16 ; 16’ ; 16” ; 16”’) et comprenant :

• un calculateur électronique (30) programmable, • une interface de communication (34) pourvue d’une antenne radio (46), • une réserve d’énergie (38) électrique, apte à alimenter électriquement le calculateur électronique (30) et l’interface de communication (34) ;

et en ce que le circuit électronique (28) est adapté pour collecter les informations mesurées par les capteurs (24, 26) et pour transmettre ces informations vers l’extérieur au moyen de l’interface de communication (34).
2, -Dispositif de régulation thermostatique (16; 16’; 16”; 16”’) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de débit (26) est une turbine hydraulique adaptée pour alimenter électriquement la réserve d’énergie (38), telle qu’une microturbine axiale.
3. -Dispositif de régulation thermostatique (16; 16’; 16”; 16”’) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’interface de communication (34) est compatible avec une technologie de communication hertzienne à courte portée.
4, -Dispositif de régulation thermostatique (16; 16’; 16”; 16”’) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de régulation (16 ; 16’ ; 16” ; 16”’) comporte en outre un capteur de température (22) pour mesurer la température (T1) du fluide froid.
5. -Dispositif de régulation thermostatique (16; 16’; 16”; 16’”) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la réserve d’énergie (38) comporte un ou plusieurs super-condensateurs (381).
6. -Dispositif de régulation thermostatique (16; 16’; 16”; 16’”) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le circuit électronique (28) est au moins en partie logé à l’intérieur d’un logement interne (V12) délimité par une partie d’un corps du dispositif de régulation (16 ; 16’ ; 16” ; 16’”), ce logement étant protégé des flux de fluide (Fmix, Fcold, Fhot) de façon étanche.
7. -Dispositif de régulation thermostatique (16; 16’; 16”; 16’”) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le calculateur électronique (30) est programmé pour transmettre une ou plusieurs des données d’utilisation choisies parmi le groupe contenant les données suivantes :

l’évolution de la température de fluide mélangé (T2) au cours du temps, issue de la mesure par le deuxième capteur 24 ;

l’émission d’une alerte si la température de fluide mélangé (T2) dépasse un seuil prédéfini ;

l’évolution du débit (Q) de fluide mélangé issu de la mesure par le capteur 26 ; l’émission d’une alerte si le débit de fluide mélangé (Q) dépasse un seuil prédéfini ;

la puissance thermique fournie par un dispositif de production de fluide chaud associé au pour chauffer l’eau froide ;

l’énergie thermique correspondant à la puissance thermique fournie par le dispositif de production pendant un cycle d’utilisation du robinet (2) ;

une estimation du coût financier associé à la production de l’énergie thermique E pour le cycle d’utilisation, date et heure de début et/ou de fin du cycle d’utilisation ;

durée du cycle d’utilisation ;

valeurs moyenne, minimale et maximale de la température (T2) de fluide mélangé pendant le cycle d’utilisation ;

valeurs moyenne, minimale et maximale du débit (Q) de fluide mélangé pendant le cycle d’utilisation ;

volume d’eau consommé pendant le cycle d’utilisation.
8. - Assemblage de régulation thermostatique pour un robinet mitigeur thermostatique, cet assemblage comprenant :

un dispositif de régulation thermostatique (16 ; 16’ ; 16” ; 16”’) pour produire un flux de fluide mélangé (Fmix) à partir de deux flux de fluide chaud et froid (Fhot, Fcold) ;

un dispositif de régulation de débit (90) de fluide mélangé ;

caractérisé en ce que le dispositif de régulation thermostatique (16 ; 16’ ; 16” ; 16”’) est selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
9. - Robinet mitigeur thermostatique (2), comprenant :

un corps (4) de robinet mitigeur ;

une entrée de fluide chaud (6), une entrée de fluide froid (8) et une sortie de fluide mélangé (10) ;

un dispositif de régulation thermostatique (16; 16’; 16”; 16”’) disposé à l’intérieur du corps (4) et connecté fluidiquement aux entrées de fluide (6, 8) et à la sortie de fluide (10) ;

le robinet mitigeur (2) étant caractérisé en ce que le dispositif de régulation thermostatique (16 ; 16’ ; 16” ; 16”’) est selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
10. - Robinet mitigeur thermostatique (2) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de régulation (16”’) est intégré au sein d’un assemblage incluant un corps principal (80) et un dispositif de régulation du débit de fluide (90), l’assemblage étant disposé à l’intérieur du corps (4) de robinet de façon coaxiale avec ce corps (4) de robinet, en ce que le corps (80) principal est séparé des parois internes du corps (4) de robinet par une zone sèche (82), et en ce que le dispositif (16”’) comporte une liaison électrique (36) qui raccorde le circuit électronique (30) aux capteurs (24, 26), cette liaison électrique (36) étant disposée dans la zone sèche (82).

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