Les courts cycles en question

ummolae
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Les courts cycles en question

Message par ummolae »

On constate sur ce forum que beaucoup de machines fonctionnent avec des cycles de très courtes durées, pour des raisons de fonctionnement mécanique lié à la lubrification, les compresseurs ne devraient pas faire plus de 10 démarrages par heure, ce qui représente une limite maximum ( données COPELAND pour les compresseurs Scroll ), un compresseur fonctionnant en respect des algorythmes de fonctionnement de la PAC, respect des dégivrages et des temps de dégazage de l'huile de lubrification pourra avoir une longévité d'environ 25 ans.

On constate malheureusement que ce n'est pas le cas pour de nombreuses machines, liées à leur mauvais fonctionnement.

2 cas principaux :

- machines à régulation TOR, sur ces machines, les courts cycles apparaissent principalement à cause de leur régulation mal adaptée et/ou un volume hydraulique trop restreint, un ballon tampon est obligatoire pour assurer le confort .

- machines Inverter à puissance variable, ces machines sont beaucoup plus difficiles à maitriser si on ne respecte pas les principes de leur régulation interne. ( régulation de vitesse du compresseur en fonction de la température de condensation )

En fonctionnement continue, ces machines produisent de l'eau à température variable dans les limites étroites liées à leur technologie, ce qui oblige à décliner ces machines en 3 types principaux en fonction de la température de sortie d'eau:

- basse température pour une sortie entre 35/45°C
- moyenne température pour une sortie entre 45/65°C
- haute température pour une sortie supérieure à 60°C

Les courts cycles proviennent principalement d'une inadéquation entre la possibilité de la machine et la nécessité des émetteurs de chaleur et d'une régulation très mal adaptée qui l'oblige à produire de l'eau en dehors de sa fourchette de production. Vouloir faire une régulation de sa température de sortie d'eau conduira immanquablement la machine à fonctionner en courts cycles.

Une machine inverter est prévue pour fonctionner sans ballon tampon, mais cela nécessite une adéquation parfaite entre ses possibilités et le type d'émetteur employé et une régulation qui la fera fonctionner en PUISSANCE VARIABLE, en dehors de ces paramètres, elle aura un fonctionnement erratique en courts cycles.

Pour arriver à faire fonctionner ces machines à peu près correctement, on pourra adjoindre un BT pour allonger les cycles de fonctionnement, et encore adjoindre un thermostat sur une loi d'eau mal construite, dans ces conditions particulières, une machine TOR, moins complexe, aurait été d'avantage en mesure d'assurer le service demandé.

Voila un graphe d'une machine inverter sur un cycle de plus de 12h, sans BT.

Image

A la vue du marché PAC actuel, on pourrait se poser la question sur les raisons de la complexité accrue des régulations des machines TOR et de l'inadaptation des régulation des machines inverter, il y a là quelque chose d'étrange dans son incohérence, beaucoup d'amateurs de techniques d'énergies renouvelables s'en détourneront définitivement, quel dommage :cry: :cry: :cry:
westfalia
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DISCUTON REGULATION

Message par westfalia »

Bonjour Ummolae

Votre constat est clair et sans appel, mais une question me vient à l'esprit:
-etant donné qu'une Pac module sa puissance en fonction de la temp de retour d'eau et de la temperature de condensation du fluide, comment peut on reguler la puissance lorsque la temp d'eau demandée en en dessous de la plage de fonctionnement d'une PAC basse temp c'est à dire 35/ 40 °?

Dans votre cas personnel, quelle est l'influence de votre sonde d'ambiance sur la carte de modulation de puissance de la pc?
avez vous votre temperature de retour d'eau qui fluctue et si oui dans quelle proportion ?

Westfalia
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Re: DISCUTON REGULATION

Message par ummolae »

westfalia a écrit : -étant donné qu'une Pac module sa puissance en fonction de la temp de retour d'eau et de la temperature de condensation du fluide
Comme je l'ai écrit plus haut, je ne régule pas sur la température de l'eau, je la laisse libre.
westfalia a écrit :comment peut on reguler la puissance lorsque la temp d'eau demandée en en dessous de la plage de fonctionnement d'une PAC basse temp c'est à dire 35/ 40 °?
Si la température d'eau doit être en dessous de la plage de fonctionnement, la PAC ne peut pas réguler, c'est pourquoi j'ai écrit qu'il fallait une adéquation ou une adaptation entre la température de sortie de la PA et les émetteurs employés.
westfalia a écrit :Dans votre cas personnel, quelle est l'influence de votre sonde d'ambiance sur la carte de modulation de puissance de la pc?
La sonde d'ambiance est l'élément de base de la régulation, elle est seule à permettre la régulation de puissance thermique de la PAC, ce qui donne une boucle de régulation très longue avec une inertie très importante car cela inclus le plancher chauffant, mais également toute la maçonnerie interne du volume chauffé.
westfalia a écrit :avez vous votre temperature de retour d'eau qui fluctue et si oui dans quelle proportion ?
La modulation de puissance se fait sur le Delta T°C de la PAC, les variations sont faibles car la PAC fonctionne en continu avec un débit d'eau permanent, la température de sortie varie en fait assez peu, c'est la régulation interne qui s'en occupe.
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dbercy
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Re: DISCUTON REGULATION

Message par dbercy »

ummolae a écrit : La sonde d'ambiance est l'élément de base de la régulation, elle est seule à permettre la régulation de puissance thermique de la PAC, ce qui donne une boucle de régulation très longue avec une inertie très importante car cela inclus le plancher chauffant, mais également toute la maçonnerie interne du volume chauffé.
salut

cette solution 100% sur sonde d'ambiance n'est valable, me semble t'il, que pour certaines config bien particulières et très réactives, avec une régulation très performante qui tient compte des dixiemes de degré!
de plus, la puissance délivrée par la pac ne tient compte que d'un endroit précis de la maison, donc pas vraiment adaptée aux grandes maisons.

la plupart régulent avec un delta de température int trop important à mon goût par le manque d'anticipation de la tempé ext .

par contre tenir compte d'une sonde ou d'un th pour interagir sur la courbe loi d'eau me semble conforme à l'esprit d'un chauffage adapté aux apports ext et la mixité des deux (loi d'eau et th) en font un très bon compromis.

c'est d’ailleurs la solution trouvée par fab77100 pour remédier aux graves lacunes des régulations LG en plaçant un th qui ne va pas couper la pac mais adjoindre une résistante élec afin de leurrer la régul en modifiant (fictivement) la température de départ pac et allongeant ainsi les cycles pour arriver à 1 démarrage par heure au lieu de 13!
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Re: Les courts cycles en question

Message par nappe phreatique »

ummolae a écrit :
- machines Inverter à puissance variable, ...

...
- basse température pour une sortie entre 35/45°C
- moyenne température pour une sortie entre 45/65°C
- haute température pour une sortie supérieure à 60°C

Les courts cycles proviennent principalement d'une inadéquation entre la possibilité de la machine et la nécessité des émetteurs de chaleur et d'une régulation très mal adaptée qui l'oblige à produire de l'eau en dehors de sa fourchette de production. Vouloir faire une régulation de sa température de sortie d'eau conduira immanquablement la machine à fonctionner en courts cycles.
Salut Ummo,

J'avoue que si cet état de fait est avéré pour l'INVERTER, c'est à dire une plage de température en sortie PAC TRES REDUITE pour une bonne performance et gestion des cycles, alors l'inverter perd beaucoup d'interet.

Dans mon cas (hyper classique : maison bof bof coté isolation, radiateurs "moyens"), mon besoin maxi en sotie PAC est vers 57°C pour -9°C dehors, MAIS, à 0°C, il ne me faut plus que 44°C, et vers 10°C ext, les radiateurs sont à moins de 35°C, bref, ma loi d'eau se distribue sur une vaste plage de température.

Or, le gros de la saison de chauffe, c'est les journées entre 0 et 10°C, donc une eau en sortie PAC entre 35 et 45°C.

Ma PAC (TOR) me fait donc une eau à la tempé demandée par la consigne de la loi d'eau, quelle que soit cette température demandée, souvent modeste (35 à 45°C), donc avec un bon COP, parfois tres modeste (20 à 35°C) quand il fait doux dehors et que le besoin de chauffage est faible), donc avec un COP tres tres élevé, et parfois seulement au dessus de 50°C (quelques dizaines d'heures/an), avec un COP plus médiocre.

Les longues périodes plutôt douces avec de faibles déperditions, MAIS avec un COP tres élevé contribuent donc fortement à mon bon COPA.

Si, quand il fait doux, consigne loi d'eau à 28°C, ma PAC INVERTER devait produire de l'eau à 35°C, la régulation ne savant faire autrement, mon COPA serait fortement dégradé, dans cet exemple, en 0,7 point de COP perdu.

Si l'INVERTER n'est pas capable de s'adapter à la VÉRITABLE température d'eau en circulation nécessaire pour faire face aux déperditions de la maison, alors cette techno n'est pas valable en utilisation radiateurs. Elle ne serait valable qu'avec un PC et/ou des ventiloconvecteur travaillant toujours à basse température (et, bien sur, avec des splits).

Si j'ai bien compris le sens de ta démarche, cela signifierait qu'en application radiateurs "classique" (fonctionnant de 20 à 50 ou 60°C), l'INVERTER ne serait pas une technologie adaptée (dans le sens optimisée).
-
Amicalement,
François

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Re: Les courts cycles en question

Message par alain30 »

Bonjour à tous,
L'éternel débat redémarre :lol:
nappe phreatique a écrit : Si j'ai bien compris le sens de ta démarche, cela signifierait qu'en application radiateurs "classique" (fonctionnant de 20 à 50 ou 60°C), l'INVERTER ne serait pas une technologie adaptée (dans le sens optimisée).

Ummolae considère qu'il faut avoir une température moyenne de condensation (transition de phase gaz --> liquide) comprise entre 42/51°C et donc une T°C d'eau autour de 35-45°C pour un bon fonctionnement de l'inverter qui a été conçu pour une autre utilisation que le chauffage par eau.
Malheureusement, la réalité du terrain montre bien cela avec une majorité de PAC inverter aux régulations inadaptées.(voir itow)

Pour contourner ce problème je ne connais qu'un seul remède fiable, simple et peu onéreux , qui ne remet pas en cause la garantie constructeur (on ne touche pas la régul): augmenter l'inertie du volume d'eau avec l'addition d'un tampon au volume adapté aux conditions du système.

Modifier la régulation n'est pas à la portée de tout le monde et bien souvent impossible à réaliser.

La solution HD31-Tigrou en greffant une régulation externe est une solution, mais elle supprime la modulation de fréquence et l'on se retrouve avec une TOR.

La solution trouvée par fab77100 (sur la PAC de Picotsec) de leurrer la régul en modifiant (fictivement) la température de départ pac est aussi une solution, mais elle ne régule toujours pas en modulation de fréquence.

L'installation Nelly30 en est une preuve flagrante qu'avec un fort volume d'eau, une régulation mixte sonde d'ambiance - loi d'eau basée sur la T°C sortie PAC avec une T°C maxi autour de 30°C bien en dehors de la plage 35-45°C,
que la PAC peut réguler en inverter, ne pas faire de courts-cycles et avoir une stabilité qui n'est pas si mauvaise que ça.

Cordialement,

Alain30.
Modifié en dernier par alain30 le mar. mars 12, 2013 2:07 pm, modifié 2 fois.
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Re: DISCUTON REGULATION

Message par ummolae »

dbercy a écrit :cette solution 100% sur sonde d'ambiance n'est valable, me semble t'il, que pour certaines config bien particulières et très réactives, avec une régulation très performante qui tient compte des dixiemes de degré!
de plus, la puissance délivrée par la pac ne tient compte que d'un endroit précis de la maison, donc pas vraiment adaptée aux grandes maisons.
Il est évident que cette technique s'applique sur des installations réactives qui restent à température constante, la régulation détecte effectivement le 1/10° de degrés pour assurer le confort.

Cette techno peut s'appliquer à une grande maison à condition de laisser les portes intérieures ouvertes pour assurer une homogénéïté de la température, dans le cas contraire, il faut une régulation pour chaque pièce, ce qui complexifie singulièrement l'installation.
dbercy a écrit :la plupart régulent avec un delta de température int trop important à mon goût par le manque d'anticipation de la tempé ext .
Je peux t'assurer que l'anticipation n'est pas nécessaire par le fait même de la précision de la détection de variation de température.
dbercy a écrit :par contre tenir compte d'une sonde ou d'un th pour interagir sur la courbe loi d'eau me semble conforme à l'esprit d'un chauffage adapté aux apports ext et la mixité des deux (loi d'eau et th) en font un très bon compromis.
Ce que tu proposes là, c'est la sempiternelle association loi d'eau et thermostat qui n'a aucun intérêt pour contrôler réellement une température de confort, avoir une loi d'eau corrigé par un thermostat par manque de contrôle de la température intérieure m'apparait plutôt mal ficelé.
dbercy a écrit :c'est d’ailleurs la solution trouvée par fab77100 pour remédier aux graves lacunes des régulations LG en plaçant un th qui ne va pas couper la pac mais adjoindre une résistante élec afin de leurrer la régul en modifiant (fictivement) la température de départ pac et allongeant ainsi les cycles pour arriver à 1 démarrage par heure au lieu de 13!
Ces cas de figures, sont l'illustration des machine mal construites dont la régulation a été bâclée ou très mal définie pour des raisons simples, les machines inverter sont avant tout des machines Air/Air qui ont été adaptées à un module hydraulique possédant souvent une régulation dite "en loi d'eau", la régulation interne du groupe Inverter ET la régulation de module hydraulique en loi d'eau ne sont pas ( a mon point de vue ) compatibles, cette association est instable par nature, pour s'en convaincre, il faut déjà aller voir la régulation interne du groupe Inverter., j'ai déjà décrit ce phénomène d'en d'autres post.
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Re: Les courts cycles en question

Message par ummolae »

alain30 a écrit :L'éternel débat redémarre :lol:
Bonjour

Il n'y a aucune relance de l'éternel débat, je ne fais aucune comparaison d'une technique plus qu'une autre, je donne seulement quelques pistes pour ceux qui souhaiterais résoudre les problèmes de courts cycles si courant dans les installations dont nous avons les informations, merci à notre ami ELF de nous avoir permis de faire ces constats et une synthèse des problèmes rencontrés. :D

Ta réponse sur le principe de la régulation de la température de condensation est pertinente, tu as maitrisée le fonctionnement de ta PAC en y greffant un ballon tampon de fort volume, c'est une solution parmi d'autre mais qui manque un peu d'élégance sur le plan technique.:? :?

Ce n'est pas moi qui a décidé des températures de transition de phase, mais le constructeur et le gaz employé :) :)
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Re: DISCUTON REGULATION

Message par alain30 »

ummolae a écrit : ET la régulation de module hydraulique en loi d'eau ne sont pas ( a mon point de vue ) compatibles, cette association est instable par nature, pour s'en convaincre, il faut déjà aller voir la régulation interne du groupe Inverter., j'ai déjà décrit ce phénomène d'en d'autres post.
En dehors de Ajtech connais tu d'autres PAC inverter qui régulent sur la T°C de condensation :?: et non sur la T°C départ eau.
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Re: Les courts cycles en question

Message par alain30 »

ummolae a écrit :
Ta réponse sur le principe de la régulation de la température de condensation est pertinente, tu as maitrisée le fonctionnement de ta PAC en y greffant un ballon tampon de fort volume, c'est une solution parmi d'autre mais qui manque un peu d'élégance sur le plan technique.:? :?
Bien.................., en dehors de l'élégance quelle solution proposes tu aux posseseurs de PAC inverter aux régulations inadaptées, c'est à dire pratiquement toutes pour résoudre les deux problèmes:
Courts-cycles et fonctionnement modulé. :?:
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Re: Les courts cycles en question

Message par ummolae »

alain30 a écrit : Bien.................., en dehors de l'élégance quelle solution proposes tu aux possesseurs de PAC inverter aux régulations inadaptées, c'est à dire pratiquement toutes pour résoudre les deux problèmes: Courts-cycles et fonctionnement modulé. :?:
Si la régulation est franchement inadaptée sans possibilité de fonctionnement analogique, je ne vois guère d'autres solutions que celles qui ont déjà été expérimentées, c'est à dire :

- mettre un gros ballon tampon
- faire fonctionner la machine en TOR avec un thermostat
- l'assemblage des 2 méthodes précédentes
- bricoler les sondes en modifiant leur valeur à certain moment.

En fait, refaire une régulation qui préserve le matériel, à défaut de fonctionnement optimum, il y aura longévité accrue du compresseur.
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Re: DISCUTON REGULATION

Message par ummolae »

alain30 a écrit :En dehors de Ajtech connais tu d'autres PAC inverter qui régulent sur la T°C de condensation :?: et non sur la T°C départ eau.
AJTECH ne fabrique pas de PAC, c'est juste un assembleur de matériel qui greffe un module hydraulique sur du matériel existant Daikin, Mitsubishi ou autres.

A défaut d'informations sur toutes les PAC inverter existantes, je pense que la quasi majorité des PAC Inverter fonctionne sur le même mode de régulation, soit une boucle de rétro-action directe sur la température de condensation, le nature du gaz employé conditionnant les valeurs de température de fonctionnement.
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Re: DISCUTON REGULATION

Message par nappe phreatique »

ummolae a écrit :
...., le nature du gaz employé conditionnant les valeurs de température de fonctionnement.
Comprend pas....

Les lois de la thermodynamique (PV = nRT et autres) nous disent que pression et température sont liés, donc, dans les limites de résistance du matériel à la pression, la plage de température permise est bien plus large que ça.

N'importe quelle PAC doit pouvoir fonctionner en faisant de l'eau de 20 à 45°C pour les PAC basse Température

Et de 20 à 60 voire 75°C pour les moyennes ou hautes températures.

Pourquoi une INVERTER ne pourrait elle pas faire du 28°C, si c'est la température d'eau dont on a besoin, quitte, si on est sous la limite des 30% de puissance, à fonctionner par plages de 20 minutes par exemple, avec suffisamment d'inertie dans la partie hydraulique pour garantir ce temps de fonctionnement à 30% de la puissance nominale avec un hysteresis raisonnable.

Est il vraiment impossible d'avoir une régulation qui pilote la PAC ainsi :
- T d'eau en circulation correspondant à la loi d'eau (à l'hysteresis prés)
- En dessous de 30% de Pmax : PAC TOR bridée à 30% avec temps mini de fonctionnement de 10 ou 20 minutes (avec oil recovery en fin de cycle)
- Au dessus de 30% : INVERTER pur avec fonctionnement permanent (+ oil recovery et autres dégivrage indispensable quand c'est nécessaire)
-
Amicalement,
François

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Re: DISCUTON REGULATION

Message par ummolae »

nappe phreatique a écrit :Les lois de la thermodynamique (PV = nRT et autres) nous disent que pression et température sont liés, donc, dans les limites de résistance du matériel à la pression, la plage de température permise est bien plus large que ça.
Je pense que tu devrais poser la question aux constructeurs,, mais je pense que les contraintes des lois physiques sur les gaz et le matériel ne le permettent pas, tu devrais consulter les diagrammes des gaz employés, avec tes connaissances en physique cela ne devrait pas te poser de problème.

Par exemple, Daikin sur sa PAC HT réalise sa montée en température en 2 étages et 2 gaz différents, ce n'est pas juste pour faire jolie, mais les contraintes physiques et mécanique rendent ce montage nécessaire.

Une PAC, cela produit une certaine quantité d'énergie thermique et pas autre chose, la notion de température n'apparait qu'en terme de confort, pour comprendre, prenons l'exemple d'un récipient qui a une fuite et un petit robinet qui permet de compenser cette fuite, la température, c'est le niveau d'eau dans le récipient, transposons l'analogie : le robinet remplisseur c'est la PAC, le récipient c'est le volume habitable, la fuite ce sont les pertes thermiques. on comprend bien que pour conserver un certain niveau de confort qui se mesure en degrés T°C, il faut simplement compenser les pertes thermiques par un apport de calorie de la PAC.

Vouloir faire une régulation de la température de sortie d'eau d'une PAC n'a aucun sens car elle ne peut fonctionner que soit à 100% ou 0% de sa puissance pour les modèles TOR, soit en puissance variable pour les modèles Inverter.

La contrainte de la régulation de température de sortie d'eau n'apportera qu'une contrainte supplémentaire à une régulation primaire pour le moins instable, cela n'apportera que perturbations et courts cycles de fonctionnement.

C'est la raison qui me font écrire qu'il est nécessaire d'adapter les émetteurs en fonction des possibilités des machines et c'est la raison qui font que les constructeurs proposent plusieurs modèles en fonction de leur utilisation et des émetteurs employés.

Il y a peut être des PAC inverter qui fonctionnent avec une régulation de température comme tu le souhaites ( 22 à 75°C) , mais jusqu'à maintenant, je n'en ai rencontré aucune.
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Re: Les courts cycles en question

Message par ummolae »

nappe phreatique a écrit : Si j'ai bien compris le sens de ta démarche, cela signifierait qu'en application radiateurs "classique" (fonctionnant de 20 à 50 ou 60°C), l'INVERTER ne serait pas une technologie adaptée (dans le sens optimisée).
Tu as bien compris le sens du propos, avec des radiateurs et en fonction de leur inertie il sera nécessaire d'adapter soit la température de sortie PAC par un choix moyenne ou haute température soit la surface des échangeurs pour un apport thermique suffisant pour compenser les pertes.

Si l'inertie des radiateurs ne représente pas un ballast thermique suffisant pour assurer une température de confort sans trop de variation, il sera nécessaire d'y adjoindre un ballon tampon.
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