Régulation de la PAC et intégration dans la boucle de chauffage

Dans cette section, nous décrivons le fonctionnement en mode chauffage. Pour le mode rafraîchissement, le principe est identique.



Fonctionnement en mode chauffage

Selon l’installation par type de corps de chauffe et aussi selon la détermination des surfaces de chauffe, il convient d’adapter la température de départ de chauffage en vue d’obtenir la température ambiante souhaitée.

Les courbes de chauffe sont réglables avec des régulateurs. L'intérêt de ce type de régulation est de diminuer la température moyenne d’eau de chauffage sur l'ensemble de la saison de chauffe et d'améliorer par la suite le rendement saisonnier.

Les régulateurs de la courbe de chauffe définissent généralement une consigne de température de départ des chaudières alors que pour les PAC, la régulation est effectuée sur une consigne de température de retour.

Le principe de fonctionnement est schématisé par la figure suivante. La sonde extérieure (SE) mesure la température extérieure et la transmet au régulateur. Les sondes de départ (SD) et de retour (SR) contrôlent la température de l’eau dans le circuit de chauffage.



On distingue deux niveaux de régulation :

• Le réglage de base réalisé par le régulateur de courbe de chauffe : réglage de la température de l'eau
• Le réglage plus fin, réalisé par la vanne thermostatique dans chaque local : réglage du débit d'eau.

Les étapes de régulation sont les suivantes :

• Pour chaque température extérieure (T_e), le régulateur calcule une différence de températures (DT) de l'eau aux entrée et sortie du condenseur de la PAC. Cette différence caractérise la PAC en fonction de la température extérieure. Elle est proportionnelle à la puissance calorifique instantanée fournie par la PAC.
• En fonction de la courbe de chauffe choisie (consigne de départ : départ C ) et de la température extérieure, le régulateur déduit une consigne de retour à partir de la consigne de départ. Cette consigne est calculée par : (C_retour = C_depart - DT) et dépend de la température extérieure (cf. figure ci-après). On obtient ainsi de nouvelles lois d’eau sur les températures de retour caractérisant l’installation (le corps de chauffe et la PAC).
• La température d’eau en sortie du corps de chauffe est mesurée par la sonde (SR), le circulateur (P) fonctionnant sans arrêt. Cette température est comparée à la consigne (C_retour) calculée par le régulateur. En fonction du niveau de la température mesurée par rapport à la consigne calculée par le régulateur, la PAC est arrêtée ou mise en marche.
• Le sélecteur de température permet d’ajuster la température depuis la maison. Une sonde intérieure (SI) mesure la température ambiante et la transmet au régulateur. Ce dernier adapte automatiquement la température de départ d’eau afin d’obtenir la température choisie.

Supposons qu’en mode chauffage, la PAC soit initialement à l’arrêt : la température de retour d’eau diminue alors jusqu'à (C_retour -Diff/2) (Diff est le différentiel de réglage); à cet instant la PAC est démarrée. La température de sortie d’eau augmentent alors jusqu’à (C_départ +Diff/2) et la PAC est arrêtée. L’arrêt de la PAC peut être aussi commandé lorsque la température de retour dépasse la valeur (C_retour +Diff/2) ou lorsque la température ambiante dépasse une certaine valeur fixée par le sélecteur (S).

Enfin, en fonction des besoins de chaque pièce, le réglage par des vannes thermostatiques permet de régler les débits d’eau chaude.