Choisir sa régulation solaire
Comment choisir sa régulation solaire thermique, et d’abord que peut-on en attendre ?
(si vous cherchez un régulateur de charge batterie, nos conseils et produits sont dans la rubrique photovoltaïque)
Sommaire
Quel est le rôle d’une régulation solaire
Une régulation solaire thermique a pour but :
– de gérer des systèmes à un ou plusieurs champs de panneaux solaires, et à un ou plusieurs éléments de stockage ou de consommation d’énergie,
– de mettre en SECURITE le système et ses éléments,
Comment fonctionne une régulation solaire ?
Les régulations solaires reçoivent des informations sur la température des éléments du système au travers de sondes thermiques, très souvent des PT 1000.
Les sondes sont des thermistances dont les caractéristiques sont données par le tableau ci-dessous. Elles sont raccordées à des entrées de la régulation. La sonde étant une thermistance, l’entrée à laquelle elle est raccordée (elle est indiquée dans le manuel) est une entrée analogique.
A partir de ces données, la régulation exécute les opérations adaptées en fonction des paramètres qui ont été fixés. En général, elle activera le circulateur solaire quand on arrive à un différentiel (paramétrable) de l’ordre de 10° et l’arrêtera si le différentiel tombe au dessous de 4 ou 5°.
Elle tient aussi compte d’autres critères qui n’apparaissent pas tous « dans les textes » mais qui sont des règles permettant le bon fonctionnement de l’installation, par exemple :
- temporisation au démarrage : lorsque le système se met en marche, la température varie entre le fluide du panneau qui était en train de chauffer et le fluide des réseaux qui était en train de refroidir. Une temporisation laisse au système le temps de retrouver son équilibre avant de statuer si le circulateur doit être maintenu en fonction ou arrêté.
- Contrôles de températures : selon les régulations, on peut avoir à définir ou pas des températures maximales et minimales pour les différents éléments (capteurs, ballon). La principale est la température maximale pour le redémarrage des capteurs : il est recommandé de ne pas dépasser 120°c. En effet, en envoyant un fluide froid à l’intérieur d’un capteur très chaud, on peut endommager les soudures et détériorer le capteur. Pour le ballon, il est souvent inclus dans la régulation une température maximale de ballon de 95°c. Les régulations de la gamme TA permettent de fixer cette température maximale, ce qui est utile lorsque l’isolant du ballon n’est pas prévu pour chauffer par exemple au delà de 80°. A noter que ces températures ne sont pas atteintes durant les phases de chauffe habituelles, mais en activant certaines fonctions seulement.
- Contrôle d’écart de température : lorsqu’un écart de température élevé persiste entre le panneau et le ballon, le système s’arrête. Cela évitera par exemple de faire bouillir le ballon lorsque par accident la sonde ballon est sortie de son emplacement par accident. Porter le ballon à haute température endommagera son isolant et la vapeur importante qui se dégagera par le groupe de sécurité de l’installation pourra endommager ce qui se trouve dans la pièce, voir les murs si l’on n’est pas dans une pièce d’eau.
- gestion de la surchauffe des panneaux : en évitant une montée en température au-delà de 160°c, on préserve le glycol de la décomposition. Lorsqu’on peut éviter la surchauffe par la conception de l’installation, c’est parfait. Sinon, il faudra la gérer. Les régulations actuelles disposent d’une fonction (appelée protection des capteurs, anti-stagnation, …) qui limite ce phénomène et l’évite même totalement la plupart du temps. Quelques exemples sont donnés à cette page, où l’on peut voir les courbes de température lors du fonctionnement de chauffe-eau solaires.
Le but de ces contrôles et fonctions est donc de protéger l’installation et d’en assurer la longévité.
Lorsqu’on décide de gérer sa régulation solaire à partir d’un automate programmable dont on fera la programmation, il faut prévoir toutes les possibilités de dysfonctionnement. La liste ci-dessus regroupe les éléments auquel j’ai pensé, je ne garantis pas quelle soit exhaustive.
En fonction du schéma de fonctionnement de son installation, on choisira une régulation qui peut piloter les différents organes présents.
Régulation pour un chauffe-eau solaire
Régulation pour un chauffage solaire et plus
Pour choisir une régulation pour un système plus complet, la première étape est de déterminer toutes les informations dont on a besoin donc toutes les températures. La seconde est de déterminer tous les organes que l’on doit piloter. On arrive à un schéma de ce type.
Sur ce schémas, les sondes sondes repérées par leur sigle S(i). A noter que la sonde S3 a seulement un rôle informatif : afficher la température de haut de ballon. Elle n’est donc pas à prendre en compte pour le choix de la régulation. On a besoin de 3 entrées de sondes.
Les organes sont représentés par leur sigle A(i). On a besoin de 2 sorties de commandes, dont l’une couplée à une sortie pwm.
On remarque que la bascule se fait par ouverture d’une vanne manuelle à la sortie du radiateur de décharge. Et on remarque aussi que le dessinateur a oublié de positionner la vanne manuelle à la sortie du plancher chauffant, je lui en parle… Pour ma part, je l’ai mise lorsque j’ai fait l’installation.
Donc quand on sort de la période de chauffe on ferme la vanne en sortie de plancher et on ouvre celle qui est en sortie de radiateur de décharge.
Pour ce schéma plutôt simple (on n’a pas à gérer de poêle bouilleur, de circulateur(s) de chauffage, …) les régulations actuelles à 2 sorties conviendront toutes. Par exemple parmi nos produits : la Resol CS4 , ou la Resol SLL, plus moderne, la Steca TRA502, plus ancienne, qui accepte les premiers circulateurs pwm avec leur appel de puissance au démarrage très important, et la régulation TA01/UVR67 à l’interface plus rustique, mais très intéressante par ses fonctionnalités, en particulier pour la limite de température maximale du ballon.
Pour les régulations les plus courantes, on pourra vérifier que le schéma de son installation est bien prévu dans les configurations de la régulation.
Attention : les vannes mélangeuses (appelées aussi bistables) utilisées en particulier pour gérer les températures des réseaux de plancher chauffant à partir d’un ballon tampon par exemple utilisent non pas une sortie de régulation, mais 2. Il y a lieu d’en tenir compte dans le dimensionnement de la régulation.
Les fonctions complémentaires des régulations:
On regardera aussi les fonctions proposées : certaines permettent de gérer une partie de l’installation, comme par exemple un poêle bouilleur, sans qu’il soit prévu en tant que tel dans les schémas.
Ces régulateurs permettent dont de gérer des systèmes à un ou deux champs de panneaux, un ou deux ballons, éventuellement un appoint par chaudière par exemple.
Les régulations de systèmes
Les régulations plus complètes sont appelées ‘régulation de systèmes’. Dans ce cas, il est proposé des systèmes de base, les plus courants, mais il reste une grande latitude pour programmer des fonctions qui permettent de piloter le système : fonctions différentielles, horloges, thermostats, contacts secs… C’est à l’utilisateur de programmer les différentes fonctions proposées.
Premières versions avec la régulation SLT , on entre dans le vif du sujet avec les régulations BX Plus et MX.
Avec ces régulations, dotées de nombreuses entrées et sorties, on pourra gérer tout type de chauffage domestique et de très nombreuses configurations collectives. On peut y adjoindre des extensions pour disposer de plus d’entrées et sorties
En voici un exemple, bien compliqué. la programmation dans ce cas a été fournie à l’installateur, sur cahier des charges. Dans ce type d’installation, le cahier des charges est extrêmement important, pas forcément facile à établir. Une erreur, un oubli et il faut reprendre la programmation, voire les composants de l’installation. C’est donc la phase la plus ardue pour l’utilisateur final, et dont il n’a pas toujours pleine conscience. De même, en général, la mise en service sera beaucoup plus confortable s’il on dispose d’un support téléphonique.
Les automates programmables
L’utilisation d’un automate programmable nécessite de se familiariser avec le système. Selon l’automate, un certains nombre de fonctions complexes sont préprogrammées. C’est le cas par exemple avec l’UVR610 que nous proposons. Il est possible d’y adjoindre des extensions pour augmenter son nombre d’entrées et de sorties. Une version plus puissante de cette automate existe, que nous proposons à la demande.
Pour cette machine, nous mettons à la disposition de nos clients des programmes modifiables correspondant au pilotage des principaux systèmes solaires que nous distribuons. Il n’est donc pas nécessaire pour l’utilisateur de savoir programmer l’automate, mais il peut le faire. Un accès lui est donné aux paramètres de fonctionnement de l’installation solaire. S’il est raccordé à internet, cet automate est totalement paramétrable à distance par l’utilisateur et le fabricant met à disposition des outils de visualisation en temps réel à distance.
Au-delà des installations pour lesquelles nous fournissons les trames de programmation, il est vivement recommandé de suivre une formation à la programmation. Nous consulter pour plus de détails.
Il ne faudra pas oublier d’inclure les règles qui assurent la sécurité de fonctionnement de l’installation, telles que celles listées au début de cette page. Un certain nombre d’installation, sur ces automates ou sur d’autres. Le problème de ce type d’installation, est que tout va bien, … jusqu’à l’accident.
Voici (bientôt, je recherche le lien) un exemple de visualisation à distance : c’est une installation dans la région nantaise. Ce site a été installé avec des contraintes assez sévères : panneaux en toiture (30° de pente seulement), prototype de chauffage. Le chauffage a été réalisé dans un premier temps en sous-face de plafond dans le garage. Au dessus se situe la pièce de vie : salon-salle à manger. Pour éviter de charger le plafond, ce sont des collecteurs de panneaux solaires qui ont été raccordés pour profiter de leur capacité de rayonnement. Dans un second temps (aux prochaines vacances ?) sont prévus la réalisation de murs chauffant de terre crue, qui équiperont les deux autres murs du garage donnant sur des pièces de l’habitation.