AIRPAC - AIR/EAU - Winverter 364 relève chaudière - Valéry01

[valery01]

Bonjour à tous

Je vous présente mon installation PAC:

-D'abord ma maison 14 x 9m sur son sol complet semi-enterré, comble non aménageable (fermettes)
environ 105m2 habitable à l'étage et une pièce de 16m2 en sous-sol .Construite en 1995.
Isolation 10 cm laine de verre mur et briques 5cm + plâtre
Isolation comble 20cm 2 couches laine de verre croisées
Isolation sol polystyrène 3cm
Fenêtre double vitrage 4 12 4
Chauffage centrale radiateurs chaudière fioul de Dietrich avec production ECS consommation avant PAC ~1500l/an
situation en région Lyonnaise 30km Lyon

J'ai l'abonnement EDF EJP et le triphasé donc il y avait un impératif : garder ma chaudière pour faire une relève et une préférence pour une PAC alimentée en triphasé constituée en 2 parties (unité extérieure/intérieure)

Après une dizaine de devis et beaucoup de recherches sur internet dont ici j'ai choisi une PAC Airpac Winverter 364 et une petite entreprise de plomberie chauffagiste nouvelle énergie à proximité pour réaliser l'installation.





L'unité extérieure est un groupe Sanyo:



Lorsque j'ai arrêté mon choix le fioul était à 1€/l donc je voulais faire L'ECS par la PAC et je suis venu au solaire pour la belle saison. Donc ECS solaire et PAC et éventuellement fioul pour jours EJP ou très grand froid. Chauffage en priorité par la PAC sauf EJP et relève par très grand froid (t°= ?)

Voici le schéma hydraulique :




Voici le schéma électrique d'origine de la PAC :



Mes impératifs m'ont imposé de rajouter 4 relais:
R1 pour l' EJP
R2 pour donner la priorité à l' ECS seulement lorsque la température ballon est inférieure à la consigne ECS PAC
R3 pour le thermostat extérieure pour la relève par grand froid (réglé à -3°C dans un premier temps puis -5°C et enfin -7°C)
R4 pour relayer le thermostat d'ambiance afin qu'il puisse également piloter la chaudière fioul (EJP ou relève)
Les résistances électriques de la PAC ne sont pas connectées, le relais K1 pilote le circulateur de la chaudière fioul. La consigne température fioul est réglée au environ de 50°C les jours EJP ou grands froids.




Voici le ballon solaire :



Le ballon tampon 50 litres, l' électrovanne 3 voies motorisée pour l' ECS, le pot à boue sur le retour PAC.
L'implantation exiguë dans la pièce chaufferie ont obligé quelques coudes...





Le tableau électrique pour le chauffage disjoncteur, inter différentiel et compteur triphasé alimentant toute l'installation chauffage (PAC, chaudière fioul, solaire, circulateur...)






Le tableau électrique monophasé avec son compteur (alimentation tout sauf unité extérieure). Les compteurs horaires PAC (chauffage et ECS). L'unité de commande de la PAC



Un simple inter pour le circulateur radiateur (au dessus ballon tampon)



Les compteurs horaires chaudière fioul (chauffage et ECS)



Voici les photos des capteurs solaires (pas évident de prendre des photos en étant plus haut qu'un toit à 7,50m du sol ...



3 panneaux de 2,5m2 (2m x 1,25m):

[VincentN]

Voilà un schéma hydraulique qui devrait plaire à RV45…
Du solaire, une PAC, une chaudière, de la V3V dans tout les sens,… manque plus qu'un échangeur vers la piscine et tu serras à son niveau

Non, plus sérieusement, bravo pour avoir franchi le cap PAC + Solaire d'un coup !

[fasogati]

belle instal,
mais je suis vert de voir que "Airpac" t'ait vendu l'option ECS alors que "Axair" ne l'a pas fait car jugé non efficace.... du coup j'ai du la bricoler moi même et je n'en suis pas encore suffisamment content....
du coup j'ai qqs questions....
pas de résistances d'appoint pour l'ECS???
et si oui, quel conso pour quellle temp d'eau ECS???
si non, quelle temp d'eau réussis tu à atteindre et en combien de temps?
tu es en loi d'eau ou sur thermostat d'ambiance?
je suis aussi intéressé par les capteurs photos) que tu as rajouté, notamment pour l'ECS

merci

[valery01]

belle instal,
mais je suis vert de voir que "Airpac" t'ait vendu l'option ECS alors que "Axair" ne l'a pas fait car jugé non efficace.... du coup j'ai du la bricoler moi même et je n'en suis pas encore suffisamment content....
du coup j'ai qqs questions....
pas de résistances d'appoint pour l'ECS???
et si oui, quel conso pour quellle temp d'eau ECS???
si non, quelle temp d'eau réussis tu à atteindre et en combien de temps?
tu es en loi d'eau ou sur thermostat d'ambiance?
je suis aussi intéressé par les capteurs photos) que tu as rajouté, notamment pour l'ECS

merci

Régulation thermostat d'ambiance pas de loi d'eau
Pas de résistance électriques d'appoint sur le ballon ECS, j'y ai pensé, j'attends de faire le bilan sur une saison pour voir...

Je suis moyennement satisfait de la chauffe de l' ECS par la PAC

D'origine la PAC est conçue pour donner la priorité à l' ECS en laissant la vanne 3 voies sur ECS. Tant qu'il n'y a pas de demande de chauffage par le thermostat d'ambiance la pompe de la PAC fait circuler l'eau dans le serpentin supérieur du ballon ECS.



Ce principe ne pouvait me convenir car l'eau dans le ballon chauffée par le soleil serait refroidie en circulant dans la PAC
Donc modification du principe par ajout du relais R2:



De telle sorte que par défaut (ni demande chauffage, ni demande ECS) ou si demande chauffage l' EV est positionnée sur chauffage. Si demande ECS même si demande chauffage bascule prioritairement sur ECS.

Parlons maintenant consigne température ECS, la PAC ne peut pas fournir une eau à plus de 50°C donc il n'est pas raisonnable de demander plus de 45°C de consigne ECS.
(perte de température dans les tuyaux, qualité de l'échange thermique entre le serpentin et l'eau du ballon...). J'ai même mis 43°C de consigne ballon pour les douches c'est suffisant.

Les deux raison pour lesquelles je suis moyennement satisfait sont les suivantes:
1)Lorsque il n'y a pas eu de demande de chauffage depuis 2 à 3 heures l'eau dans la PAC et dans le ballon tampon a refroidie. (exemple à 18h00 le 4/02/09 T=24°C) si une demande de chauffe ECS intervient ( T° haute ballon ECS < 41°C) l'EV bascule sur ECS et de l'eau à 24°C vient refroidir d'avantage la partie haute du ballon ECS. Ce phénomène fait perdre 2 à 3°C supplémentaire à la partie haute du ballon ECS qu'il faudra compenser en plus.
2) Il devrait y avoir une régulation loi d'eau qui limite la PAC à 49°C en modulant la puissance du compresseur. Ainsi si la température ECS n'est pas atteinte la PAC continuerait à chauffer le ballon. Il n'y aurait pas cette coupure à 50°C, la temporisation de 2 minutes avant le redémarrage du compresseur et cette perte de temps de non chauffe ECS.




rédaction en cours....a suivre

[fasogati]

j'ai un peu les mêmes soucis pour l'ECS, alors j'ai ajouté une sonde sur le retour d'eau ECS pour piloter la V3V (à voir sur mon instal).
Et je vais ajouter un détecteur de courant pour couper le circulateur PAC (ainsi que celui du chauffage) quand la PAC consomme moins de 1000-1200W (à étalonner), ce qui évitera la circulation d'eau au démarrage de la PAC et pendant les dégivrages... ça évitera aussi au circulateur de la PAC de tourner les jours rouges....
à suivre...

[stephk]

Et je vais ajouter un détecteur de courant pour couper le circulateur PAC (ainsi que celui du chauffage) quand la PAC consomme moins de 1000-1200W (à étalonner), ce qui évitera la circulation d'eau au démarrage de la PAC et pendant les dégivrages... ça évitera aussi au circulateur de la PAC de tourner les jours rouges....
à suivre...

Ne surtout pas couper l'alimentation du circulateur lors du demarrage de la PAC ou lors d'un dégivrage, tu aurais le droit à une mise en sécurité HP dans le premier cas et probablement une mise en sécurité BP dans le deuxième cas !

[fasogati]

?????
pendant le démarrage ou le dégivrage, aucune puissance n'est fournit par la PAC(pendant au - 2 minutes pour le démarrage, et jamais pour le dégivrage...), donc pourquoi il y aurait mise en sécurité???

[valery01]

?????
pendant le démarrage ou le dégivrage, aucune puissance n'est fournit par la PAC(pendant au - 2 minutes pour le démarrage, et jamais pour le dégivrage...), donc pourquoi il y aurait mise en sécurité???

C'est au contraire au démarrage que la puissance absorbée serait maximale si il n'y avait pas "l'inverter". Ce système va limiter le courant absorbé par le moteur du compresseur pendant la phase de démarrage.
Pendant la phase de dégivrage la PAC va absorber des calories sur l'eau du circuit de chauffage pour chauffer et dégivrer l'échangeur air/fluide frigorigène. Si tu coupe le circulateur l'échangeur eau/fluide frigorigène va refroidir le compresseur passera en sécurité car la pression fluide frigorigène sera anormale.
Un spécialiste en compresseur pourra mieux l'expliquer (ma spécialité c'est l'électricité, l'automatisme, la régulation, l'électronique) mais ce que j'en comprends c'est que pour dégivrer il faut apporter des calories or si tu coupe le circulateur où le compresseur va t-il prendre ces calories?

[stephk]

?????
pendant le démarrage ou le dégivrage, aucune puissance n'est fournit par la PAC(pendant au - 2 minutes pour le démarrage, et jamais pour le dégivrage...), donc pourquoi il y aurait mise en sécurité???

C'est une machine frigorifique pas une chaudière !
Lors d'un dégivrage tu es en inversion de cycle, si tu coupes le circulateur lors d'un dégivrage, le fluide frigorigène de pourra pas puiser les calories dans le circuit hydraulique pour le restitué à l'échangeur extérieur, ce qui aurra pour conséquence de faire chutter la BP dans l'échangeur, d'une mise en sécurité BP, d'un mauvais dégivrage et la conso du Cp vat augmenté.
Idem lors du demarrage, si tu coupes le circulateur, la HP vat augmenté dans l'échangeur à plaque car pas d'échange de chaleur et mise en sécurité HP.

A ne surtout pas faire !
Je te raconte pas la tronche de ton installateur en voyant une bidouille pareil

[valery01]

Comme je l'ai écrit dans ma description de l'installation j'ai du modifier le schéma électrique pour optimiser le fonctionnement relève de chaudière EJP
Voici le schéma des modifications:


R1 : ce relais est piloté par le contact EJP il est à1 (alimenté collé) lorsqu'il n'y a pas EJP. En EJP ce relais est à 0 (hors tension décollé).
Un contact N.O. en série avec le régulateur coupe la demande de chauffage.
Un autre N.O. en série avec le circulateur PAC coupe son alimentation (l'idéal serait qu'il soit temporisé par rapport a celui en serie avec le régulateur pour couper le circutateur 1 minute après a voir...)
Un 3ème contact N.F. (en série avec contact N.O. R4) autorise la relève (dans mon cas commande du circulateur chaudière fioul)

R3 : ce relais est piloté par le thermostat extérieur, si la température extérieure est supérieure à -4°C il est à 0 (décollé tombé). Dans le cas contraire il est à 1 (collé).
Un contact N.O. (en série avec contact N.O. R4) autorise la relève
Un contact N.F. interdit la marche chauffage de la PAC

R4 : ce relais est piloté par le thermostat intérieur
Un contact N.O commande la demande chauffage pour la PAC
Un contact N.O en série avec contact N.O de R3 ou contact N.F. de R1 commande lla demande chauffage de la relève (dans mon cas commande du circulateur chaudière fioul)

[valery01]

Bilan de la consommation mois par mois

La courbe en jaune est la consommation relevée sur le compteur triphasé c'est a dire toute la consommation de l'installation de chauffage et ECS (PAC: unité intérieure et extérieure; circulateur, pompe solaire, chaudière fioul si besoin) en kwh
La courbe en bleu clair est la consommation relevée sur le compteur monophasé c'est a dire toute la consommation de l'installation de chauffage et ECS sauf l'unité extérieure (compresseur, ventilateur) en kwh.
La courbe en orange foncé est la température extérieure max en °C.
La courbe en orange clair est la température extérieure min en °C.
Le barre graphe violet clair est le nombre d'heures de fonctionnement de la PAC pour le chauffage uniquement en heures.
Le barre graphe marron foncé est le nombre d'heures de fonctionnement de la PAC pour l'ECS uniquement en heures.

Septembre 2008



Octobre 2008



Regardons la consommation du mois de novembre

Le barre graphe vert clair est le nombre d'heures de fonctionnement de la chaudière fioul pour le chauffage uniquement en heures.



La consigne de température intérieure est 21°C de 23h00 à 5H00 et de 8h00 à 16h00 ; de 21.5°C aux autres périodes (plus longues les samedi et dimanche).
Pour une température moyenne de 10°C (début novembre) la PAC fonctionne environ 5 heures pour une consommation de 15kwh tout compris (~12kwh pour l'unité extérieure seule : compresseur + ventilo) ce qui fait environ 2,4kw par heure
Le 27 novembre à 6h15 la température extérieure est de -3°C à l'abri (ça doit bien faire -4°C réel). La température intérieure est de 21.5°C la PAC semble suffire à chauffer mais vu que le seuil du thermostat extérieur est réglé sur -2,5°C le relais K1 est collé et par crainte j'ai mis la chaudière fioul en marche thermostat fioul sur 50°C
Dommage j'aurais pu laissé baissé le seuil de relève et laisser la chaudière fioul à l'arrêt. Tant pis je ferais des essais plus tard.

Voyons maintenant décembre 2008




Le 11 décembre 2008 premier jour rouge (EJP), la PAC se coupe automatiquement à 7h00 et se remet en marche à 1h00 la nuit suivante.
Coût chauffage de cette journée EJP
- de 7H00 à 01h00 (durée 18 heures)
électricité : 3,5kwh x 0,571€(TTC +taxe locale)= 2,03€
fioul 2,05 heures = 5,53l fioul x 0,86€ (tarif juin 2008) = 6,79€
- de 01H00 à 7H00 (6 heures non EJP)
électricité : 11,3kwh x 0,0672 = 0,76€
Total 7,55€ pas cool!!!

Test limite PAC (consigne température intérieure : 22°C)
Le 27 décembre 2008 à 22h25 -3,0°C(abri) int : 21,7°C
le 28 décembre à 7h05 ext -5,9°C (abri) int : 21,4°C
la PAC ne peut plus maintenir la température de 22°C intérieure. Je décide de régler la relève à -5°C.
consommation sur cette période:
la Pac à fonctionné 8,43 sur 8,66 heures conso 18,4kwh (16,6kwh unité ext seule)
1,97kw par heure conso faible du au cycles de dégivrage et au fait de l'inverter qui régule la vitesse du compresseur donc la puissance consommée.

Le 10 décembre à 12h00 T° ext = 1,7°C test PAC en chauffage mesure intensité (A) et température eau (°C)



conso sur ces 26 minutes : 0.9kwh ==> P=2,0kw

Au fait 8,5A sous 380V tri ça 5600VA pour avoir 3.2kw annoncé par le constructeur il faut un cos phi de 0.58 pas terrible EDF va finir par nous demander de faire comme pour les industriels mettre des batteries de condensateurs pour relever le cos phi!!!

Janvier 2009



Février 2009



Mars 2009



Avril 2009

[valery01]

Le système ECS solaire est opérationnel le 12 aout 2008 à 15h30 mais il tombe des cordes. Le premier jour de chauffe est le 13 aout 2008. 400 litres d'eau à 23°C dans le ballon à 7h15. A 18h25 le capteur est à 58,8°C, la température inférieure du ballon est de 53,2°C, la température supérieure du ballon est de 56,3°C.

Regardons les graphiques
La courbe marron est la température moyenne ((min+max)/2) supérieure du ballon en degré celcius
La courbe violette est la température moyenne ((min+max)/2) inférieure du ballon en degré celcius
Le barre graphe bleu foncé est le nombres d'heures de marche de la pompe solaire (circulation fluide caloporteur des capteurs au ballon)

Aout 2008



Septembre 2008



De la mise en service (13 aout) au 13/09 autonomie totale d'ECS par le soleil puis jusqu'au 20 octobre capacité à chauffer jusqu'à 45°C si ensoleillement complet.



Ensuite décroissance jusqu'au mini (pour journée ensoleillée) le 19 décembre 2008 à 6h15 température inférieure ballon = 10,8°C à 15h00 = 15,0°C pour 2 heures de chauffe
Puis croissance pour atteindre l'autosuffisance le 12 mars à 17h40 t=50,5°C pour 6 heures de chauffe (parti de 20,3°C à7H00)

mars 2009



avril 2009

[valery01]

Bilan consommation :

Du 13 septembre 2008 au 30 avril 2009 : période de chauffage et/ou ECS (par intermittence en septembre et avril)
Consommation total électrique chauffage et ECS PAC + circulateur hors période EJP : 4310kWh dont 16,6% soit 715kWh pour l'ECS
ce qui représente un cout total de 290€ ( 242€ chauffage, 48€ ECS)
1kwh heures creuses EJP = 0,0672€ TTC (TVA + taxes locales)

Pendant les 22 jours EJP (pendant 18 heures de 7H00 à 01H00 la nuit suivante) consommation fioul : 200litres dont 36% pour l'ECS
soit 95€ de chauffage et 52€ d'ECS auquel il faut rajouter 74kWh de consommation électrique (chaudière fioul, circulateur et même ECS solaire car au mois de mars certaine journée EJP était très ensoleillées) à 0,5713€ soit 27€




Le cout total de consommation de mon installation chauffage et ECS du 13 septembre 2008 au 30 avril 2009 est de 412€.

Essayons de trouver le gain
- si j'étais resté au fioul 1500l/an disons 1300l pour septembre à avril 1300l x 0.86€ (tarif juin 2008) = 1118€
- gain 1118 - 385 (les 27€ d'électricité EJP) je les aurais payé = 733€ pour un investissement PAC uniquement (sans le solaire) de 11500€ il faudra 15 ans pour rentabiliser mon investissement et non pas 7 ans comme ose l'annoncer certain vendeur peu scrupuleux de plus il y a une certaine part d'économie du au solaire.

Je peux encore un peu optimiser (j'avais laissé ma chaudière fioul en service entre 2 périodes EJP du 12/12/08 au 4/02/09 pour maintien ECS ballon chaudière fioul ~ 60 litres de fioul dépensé inutilement) et je pense installer un cirulateur supplémentaire pour chauffer le ballon ECS fioul avant période EJP.

Le gain ne sera pas énorme mais tout ce qui n'est pas consommé n'est pas dépensé...

Pour faire une telle installation il faut également voir la démarche écologique et ne pas raisonner qu'en terme financier...

[valery01]

J'ai apporté deux modifications améliorations à mon installation:
1° Instrumentation et automatisation
2° La possibilité de faire une circulation entre la sortie et l'entrée du ballon ECS pour pouvoir grâce à la PAC chauffer la totalité du ballon ECS.

Dans un premier temps je vais vous présenter l'instrumentation et certaines mesures.
J'ai installé un automate TSX37 de Télémécanique qui a deux rôles:
- piloter l'installation PAC et chaudière fioul.
- enregistrer les mesures de puissances et de températures de l'ensemble.



Les mesures puissances électrique absorbées:
-la puissance électrique triphasée consommée par l'ensemble de l'installation chauffage et ECS grâce à un compteur d'énergie Polier MTR40 qui fournit une impulsion par 1,25 WattHeure consommé (800i/KwH).



En mesurant le temps entre deux impulsions (en dixième de secondes) on obtient la puissance instantanée absorbée P tri(W) = 45000/(t1-t2) t en dixième de secondes.


Cette méthode a deux inconvénients :
- l'imprécision lorsque la puissance absorbée devient importante
- le temps important de rafraichissement de la mesure lorsque la puissance absorbée est faible.

Mais d’après les graphiques on s’aperçoit que c’est suffisant pour le but recherché.

La puissance absorbée monophasé est la puissance consommée par toute l’installation sauf l’unité extérieure, elle est mesurée selon le même principe par un
MCI (1000i/kwh). P mono(W) = 36000/(t1-t2) t en dixième de secondes.


Les mesures de températures sont obtenues par un kit électronique K8067

Ce montage fournit un courant 0-20mA pour une échelle de –20°C à +70°C en ayant fait quelques adaptations j’ai pu obtenir différentes échelles. Le TSX3722 dispose sur le chassis de base de 8 entrées analogiques 8 bits pour plus de précision j’ai encadré les valeurs au plus près des mini maxi de chaque mesure. J’ai choisi :
- la température haute du ballon ECS échelle : 30°C à 70°C
- la température basse du ballon ECS échelle : 10°C à 70°C
- la température eau départ PAC échelle : 10°C à 55°C
- la température eau retour PAC échelle : 10°C à 55°C
- la température arrivée fluide frigorigène PAC échelle : 10°C à 60°C
- la température retour fluide frigorigène PAC échelle : 10°C à 55°C
- la température intérieure échelle : 10°C à 36.3°C
- la température extérieure échelle : -15°C à 37.4°C



Voici quelques relevé
3 cycles de chauffe de 0h00 à 2h00 la nuit du 23 au 24 décembre, température extérieure= 5,0°C



Pour avoir la puissance réelle de l’unité extérieure (compresseur + ventilateur) il faut retrancher la puissance mono (~180W)
On voit bien l’action de « l’inverter » qui régule la puissance par un palier de 2 minutes à1000W suivi d’un autre de 2 minutes à 1400W puis au bout de 3 minutes supplémentaires on atteint la pleine puissance ~3300W. Le démarrage est progressif de 0 à 3300W en ~7 minutes.
Ensuite « l’inverter » diminue la puissance pour réguler la température de ? retour fluide frigorigène ?. Ici on voit peut son action car la température extérieure n’est pas très froide et le seuil de 50°C sur le régulateur Carel est atteint.

Comparons un relevé à température extérieure plus froide -0,5°C



Effectivement on voit mieux l’effet de « l’inverter » qui régule une puissance ~2000W

Observons le comportement à une température plus froide : -3 à –5,0°c



Sur ces relevés on constate que la température départ PAC n’est pas très élevée monte à 42°C max ça me paraît étonnant mais j’ai vérifié mon capteur par contre à force de doute je me suis décidé à placer le capteur ailleurs (au départ il a été avant la pompe 2, en sortie échangeur 1, après la pompe 3) et au final :contre la tuyau sortie PAC entre le tuyau et l’isolant




La valeur est plus vraisemblable 46 °C max



On remarque un cycle de dégivrage vers 14H40
Etudions le :



Un dégivrage se caractérise par une chute brutale de la température retour fluide frigorigène et un écart important entre les températures départ et retour fluide frigorigène. Lorsque la PAC se coupe sans dégivrer la température de retour fluide frigorigène chute également mais moins rapidement et l’écart départ retour reste quasiment identique donc soit la formule suivante :
Seuil dégivrage = (T° ret R410 à t0 – T° ret R410 à t1) x (T° der R410 – T° ret R410) :



La détection de début de dégivrage est bien nette est franche lorsque cette valeur passe au dessus de 10. Pour la fin de dégivrage c’est lorsque la température retour fluide frigorigène devient supérieure à la température eau retour PAC.

Détecter le dégivrage a un intérêt : éviter de refroidir l’eau dans le circuit des radiateurs ou dans le ballon ECS si celui-ci était en cours de chauffe. Donc lors du dégivrage je coupe le circulateur chauffage (Attention pas celui de la PAC) ou si l’EV était sur ECS je bascule celle ci sur chauffage.

[chriis45]

bonjour...
joli travail...