Régulez les chaudières, les pompes à chaleur et les éléments hydrauliques

Analysez le système de régulation d’une pompe à chaleur

Nous nous appuierons sur un schéma de principe issu du catalogue HITACHI. Celui-ci représente une pompe à chaleur Yutaki 2.0 (numéros 1 et 2), ainsi que son circuit hydraulique symbolisé en rouge et bleu, indiquant le cheminement aller-retour de l’eau dans l’installation. Cette typologie d’installation est intéressante comme cas d’étude, puisqu’elle combine l’ensemble des émetteurs que nous avons évoqués précédemment.

Nous distinguons deux zones de chauffage :

• Zone 1 : Chauffée par des radiateurs, situés dans la maison existante. Nous considérerons qu’ils fonctionnent avec un régime de température moyen de 60°C.

• Zone 2 : Correspond à l’extension de la maison, équipée d’un plancher chauffant, fonctionnant avec un régime de température plus bas, régime de température de 40/35°C.

En complément de ces deux zones de chauffage, nous avons également deux circuits  :

• Le circuit primaire (ou circuit de production), qui comprend le module hydraulique et assure la production d’eau chaude. Il garantit une production d’eau chaude chauffage continue à la température souhaitée.

• Le circuit secondaire (ou circuit de distribution), qui alimente les émetteurs de chaleur (radiateurs, plancher chauffant, etc.).

Ces deux circuits (primaire/secondaire) sont reliés par un élément clé : la bouteille de découplage (N°7). Elle joue trois rôles majeurs :

1. Sépare les deux circuits hydrauliques.

2. Permet le maintien de température de chauffage du circuit primaire.

3. Permet de stocker un volume d’eau suffisant pour assurer les cycles de dégivrage de la pompe à chaleur.

Pour mieux comprendre son fonctionnement, visionnez cette vidéo explicative :

Et vous souvenez-vous de ce que nous avons mentionné en début de partie ? Les pompes à chaleur fonctionnent avec une loi d’eau. Dans notre cas pratique, la présence de deux types d’émetteurs avec des régimes de température distincts impose le choix d’une loi d’eau capable de s’adapter aux deux systèmes.

En effet, la loi d’eau définit la température de départ du chauffage en fonction de la température extérieure. Pour que cette régulation soit possible, il est indispensable de mesurer cette température : c’est précisément le rôle de la sonde extérieure (N°13).

Connectée au module hydraulique (N°2), cette sonde permet d’ajuster automatiquement la température de départ en fonction des conditions climatiques. C’est donc à partir de cette mesure que la loi d’eau peut être appliquée.

En reprenant les éléments évoqués en début de chapitre, nous avions supposé un fonctionnement des radiateurs avec une température maximale de 60 °C. La loi d’eau devra donc être paramétrée de manière à permettre l’atteinte de cette température lorsque la température extérieure atteint sa valeur de base théorique. Par conséquent, la température de notre circuit primaire sera de 60°C.

Afin de garantir le bon fonctionnement de la loi d’eau, il est impératif que la sonde extérieure soit installée sur la façade nord du bâtiment, à l’abri du soleil et du vent. Une implantation inadéquate pourrait entraîner une mesure erronée de la température extérieure, faussant ainsi la régulation de la température de départ du circuit de chauffage. Cela pourrait conduire à un apport de chaleur insuffisant et compromettre le confort thermique de l’habitation.

Par la mise en place de thermostat d’ambiance !

Le thermostat d’ambiance est généralement placé dans la pièce de vie principale, à hauteur d’homme (environ 1,50 m du sol), loin des sources de chaleur ou de froid (radiateur, fenêtre, courant d’air).

Ce mode de régulation présente plusieurs avantages :

• Amélioration du confort thermique : la température de la pièce est mieux régulée et plus stable.

• Optimisation de la consommation énergétique : en ajustant la température de production de chauffage en fonction des besoins réels, on évite une surconsommation de chauffage

• Réduction des pertes d’énergie : Limite les besoins en énergie et on améliore l’efficacité du système de chauffage.

Dans notre cas d’étude, on observe que ce principe de régulation peut être mis en œuvre de trois manières différentes dans la zone n°1 :

• Option 11a (en orange) : Installation d’une télécommande filaire supplémentaire depuis le module hydraulique, ou déplacement de la télécommande existante (initialement installée sur le module) vers la pièce de vie. La télécommande muni d’une sonde mesure alors la température de la pièce dans laquelle elle est installée et permet de réguler la température de chauffage en conséquence.

• Option 11b : Utilisation d’un thermostat sans fil (radio) qui permet de définir la température souhaitée dans la pièce, de mesurer la température ambiante et de transmettre ces informations au module hydraulique afin qu’il ajuste la température de chauffage en conséquence.

• Option 11c : Installation d’une sonde d’ambiance filaire reliée au module hydraulique, permettant de transmettre la température mesurée dans la pièce afin de réguler le régime de température du circuit de chauffage. (pas d’affichage de température).

Bonne question. Le plancher chauffant, quant à lui, fonctionne avec un régime d’eau bien plus bas, ne devant pas dépasser 40°C. Pour réguler cette température et éviter toute surchauffe. Un système de régulation adapté doit être mis en place également.

Comme pour les radiateurs, la régulation de température dans la zone équipée du plancher chauffant repose sur un thermostat, qui peut être filaire ou radio. Ce thermostat permet de définir la température souhaitée, puis d’envoyer cette consigne au système de régulation afin d’ajuster la température de l’eau circulant dans le plancher.

Ce dispositif agit en fonction de la température mesurée dans la pièce où est installé le thermostat. Selon cette température, il va moduler le passage de l’eau chaude dans le circuit du plancher chauffant, permettant ainsi une régulation précise de la température dans cette zone.

Par ailleurs, la zone 1, alimentée par des radiateurs, fonctionne avec un régime de température plus élevé que celui requis pour le plancher chauffant. Cette différence garantit que le circuit secondaire dédié au plancher chauffant dispose toujours d’une température d’eau suffisante pour assurer un chauffage efficace. 

Toutefois, dans le cas où la zone n°1 ne serait plus chauffée (par exemple, en raison d'une absence d'occupation), le module hydraulique ajustera alors la température du circuit primaire afin de garantir une température suffisante dans le circuit secondaire, permettant ainsi au plancher chauffant de fonctionner correctement.

En résumé

• Distinguez les circuits primaire et secondaire : le primaire produit l’eau chaude, le secondaire alimente les émetteurs.

• Intégrez une bouteille de découplage pour séparer les circuits, stocker l’eau et gérer les cycles de dégivrage.

• Réglez la température du circuit primaire via une loi d’eau et une sonde extérieure bien positionnée.

• Contrôlez chaque zone (radiateurs, plancher chauffant) avec un thermostat d’ambiance adapté (filaire, radio ou sonde).

• Utilisez un kit 2 zones pour moduler la température du plancher chauffant indépendamment de celle des radiateurs.

Faites le quiz, puis il ne reste plus qu'une dernière partie pour découvrir les systèmes de chauffage alternatif et la ventilation.