Sujet : Optimisation PAC et cycles courts

Bonjour,

Dans une maison de maitre de 1906 qui se situe en Alsace, 140m2 sur 2 étages, complètement rénovée et bien isolée (ITI murs, plafonds + triple vitrage + étanchéité à l’air).

J’ai une PAC Daikin Altherma 16kW HT Inverter (ERSQ016AAV1 + EKHBRD016ACV1) de 2012, sans ECS (existante à l’achat de la maison mais n’avait jamais été utilisée). Installée à l’origine en relève de chaudière fioul (que j’ai supprimé). Il y a un ballon de découplage hydraulique de 50L et j’ai (pour l’instant) réutilisé sur le circuit secondaire un circulateur IMP 25/60 qui à 3 vitesses fixes (en vitesse mini). Volume d’eau du circuit juste pour les radiateurs sans la tuyauterie: 240L

J’ai 16 radiateurs fonte (très) généreusement dimensionnés que j’ai refait (et je les ai croisés pour la plupart pour garantir un bon transfert thermique), j’ai chauffé tout l’hiver dernier à 20-21°C les pièces de vie et ai fermé environ de moitié les robinets de l’étage sinon trop chaud dans les chambres et la salle de bain, tout ceci avec une loi d’eau 32° pour 15° ext / 42° pour -5°C ext

Pas de robinets thermostatiques (je pense au mettre au moins à l’étage pour plus de confort).

J’ai consommé environ 3500kWh pour me chauffer tout l’hiver dernier, donc plutôt satisfait du résultat. De plus je dois encore calorifuger les tuyaux dans la chaufferie et les tuyaux de distribution qui cheminent dans la cave.

Vous me voyez venir avec mon relevé de puissance elec, clairement la PAC est surdimensionnée et fait des cycles courts. Elle était existante dans la maison donc je ne vais pas la remplacer pour autant et souhaite optimiser son fonctionnement.

De 0 :00 à 5 :00 je suis en mode réduit de nuit (-3°C) donc moins de cycles.
05 :00 un cycle plus long de 30min (pour passer du mode réduit au mode jour). On voit la modulation de puissance de l’inverter qui réduit la puissance au cours du cycle.
Vers 9 :15 un cycle de dégivrage ?
En journée, 4 cycles par heure, chaque cycle d’environ 5minutes.

La PAC est réglée pour avoir un Delta T de 10°C entre entrée et sortie (je peux régler de 3 à 15°C) je n’ai pas vu d’effet significatif en jouant sur ce réglage.

J’ai réglé le limiteur de courant de la PAC avec la fonction de limitation de courant, pour qu’elle soit à max 65% de sa capacité max (donc 10,4 kW), très peu d’effet car elle n’était que rarement en puissance max surtout quand il fait de 5 à 15°C dehors.

Je n’ai que 2 à 3 °C de delta entre le départ et le retour chauffage sur le secondaire.

Le circulateur du secondaire reste en fonction quand le compresseur de la PAC s’arrête.

Que pourrais-je faire pour optimiser cela ?
-    Isoler les tuyaux (c’est prévu !)
-    Installer un thermostat d’ambiance pour asservir les cycles de chauffe de la PAC à la T° de la pièce de vie et non à sa température de départ ? (Cela m’arrangera aussi pour que la PAC s’arrête quand il y a des apports externes : soleil, poêle à bois).
-    Peut-on régler l’hystérésis de la consigne de la PAC sur l’eau de départ? (je n’ai pas vu de réglage disponible dans les réglages en place).
-    Un plus grand ballon ? tampon ou mélange ?
-    Une vanne 3 voie manuelle ou pilotée tout en augmentant la loi d’eau ?
-    Réduire la vitesse du circulateur secondaire ou le stopper quand la consigne est atteinte ?

Il doit y avoir plusieurs choses à faire pour optimiser cela, qu’en pensez-vous ?
Merci beaucoup

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Re : Optimisation PAC et cycles courts

voici le plan de l'installation également

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3 Dernière modification par 45Jose (21-11-2023 16:57:16)

Re : Optimisation PAC et cycles courts

bonjour
J'ai exactement la même configuration, même PAC ( mais de 2009) , même bouteille de découplage, même schéma mais avec initialement une production d'ecs, et une surface à chauffer semblable

Je trouve que votre consommation est plus que correcte, je suis à plus du double (en chauffant entre 21/22)
Mais j'ai des doutes sur l'efficacité de ma PAC, j'ai déjà viré la production d'eau chaude et ainsi divisé par 2 la consommation en mode ecs.
Depuis le début de la saison de chauffe, j'ai installé un compteur thermique sur les tubes de chauffage, j'avais déjà un compteur sur l'alime électrique, et ce que je constate est catastrophique.
Le COP en fonctionnement en découplage, circuit primaire--circuit secondaire sur loi d'eau pour la PAC et thermostat d'ambiance pour la pompe secondaire, est inférieur à 2  pour 13°c ext et départ d'eau à 45°c alors qu'il devrait etre à environ 3.4.
Je fais maintenant un essais en by passant le départ PAC de la bouteille, la pompe de la PAC envoie directement vers les radiateurs et le retour se fait en passant par la bouteille,.
Elle fonctionne ainsi sur loi d'eau et est commandée par la fonction thermostat de la commande à distance, avec ce fonctionnement j'ai un COP de 2.4 maxi.
Concernant les court cycle, je l'ai observé fonctionner et grâce au compteur thermique posé j'ai pu voir qu'elle peut varier sa puissance et débit, très très bas, moins de 1kw et moins de 100l/h.
Je pense que la PAC gère bien les éventuels courts cycle.
Par contre, je me pose la question, est ce mon compresseur qui est HS (14 ans)  ou les COP annoncés sont du pipo ?

JR

4 Dernière modification par Gouigoui (22-11-2023 19:09:28)

Re : Optimisation PAC et cycles courts

Bonjour,

effectivement je suis satisfait de la conso (j'ai bien isolé la maison et des radiateurs sont très généreux, j'en ai même ajoutés 2!) même si je pense pouvoir optimiser encore. Je pense être entre vers 4000kWh sur une saison de chauffe. Je dois surtout travailler sur la durée de vie.

Je ne peux pas vous dire pour le COP je n'ai pas de moyen de mesure ni de référence avec un autre moyen de chauffage dans la maison précédent les travaux.
Sur le papier cette PAC est donnée pour un COP de 3,72 pour @7ext / 35°C. C'est sur que la T de départ influe fortement et il serait interessant de comparer!

Vous avez un thermostat externe déporté EKRTR ? (je n'en ai pas). Savez vous si le boitier d'affichage/commande de cette PAC peut aussi être utilisé en sonde d'ambiance? Je pourrais assez facilement le déporter dans la pièce de vie en espérant réguler sur la T° d'ambiance en plus de la loi d'eau sur la T de départ pour optimiser tout cela?

1. J'arrive à la conclusion qu'il me faudrait un plus grand ballon tampon/découplage genre 300 ou 500L pour réduire les cycles courts

2. Je pense également à ajouter une vanne 3 motorisée sur le départ/retour du secondaire, pilotée avec des sondes de T° (ambiance, voir départ chauffage et/ou extérieur) et un thermostat programmable car actuellement le circulateur tourne en permanence sans aucune régulation. Cela permettrait de prendre en compte les apport externes de chaleur et d'affiner la régulation de la température du volume chauffé et de réduire vitesse de la baisse de température du ballon de 300L quand il y a moins de besoin de chauffe.
Quelqu'un aurait-il un modèle à conseiller? (v3v avec régul et thermostat?)

à méditer et étudier le retour sur investissement du matériel,  qu'en pensez vous?

Guillaume

5

Re : Optimisation PAC et cycles courts

bonjour
il y a bien une option sonde d'ambiance sur la commande à distance EKRTW pour limiter le fonctionnement suivant l'ambiance tout en conservant la loi d'eau.
c'est comme ça que ça fonctionne ici et sans la bouteille de découplage, le départ de la PAC va directement vers les radiateurs, malgré ça  les cycles de de fonctionnement sont très  longs, elle fonctionne avec des  très bas régimes, et d'autres plus hauts sans s'arrêter .
A mon avis il n'y a pas besoin de mettre un volume de 300 ou 500l pour le ballon, ça ne ferait qu'augmenter le volume d'eau à maintenir à température, donc ça ferait plus de consommation.
Avec un compresseur inverter, il n'y a plus de problème de court cycle.
C'est pareil en fonctionnement en mode avec  bouteille de découplage, aucun intérêt de mettre une V3V sur le circuit secondaire puisque la PAC fonctionne déjà sur loi d'eau, commander la pompe secondaire avec un thermostat est plus adapté.

JR

Re : Optimisation PAC et cycles courts

Bonjour et merci,

Effectivement je vais tester les solutions simples et à moindre coût pour l'instant, mon objectif n'étant pas de consommer beaucoup moins mais surtout de prendre soin de la PAC, le retour sur investissement d'une bouteille ou autres composants serait même négatif vu mes consos actuelles.

- déporter la commande à distance dans la pièce de vie
- je peux facilement tester le bypass de la bouteille en connectant le départ PAC directement sur le départ radiateurs. Je dois vérifier que le circulateur de la PAC suffit (il y a des infos dans la doc je crois) et le circulateur du secondaire qui resterait sur le circuit pour le test serait traversant mais non alimenté au risque de perturber celui de la PAC, j'ai tout bon?

j'ai déjà réduit le delta T entre départ et retour PAC à 7°C au lieu des 10 (à 5°C j'avait erreur de débit "AE") , ce qui a eu pour conséquence d'augmenter le débit primaire et ma température de chauffage au secondaire et j'ai pu baisser la loi d'eau, et les cycles sont déjà mieux (à moins que la T ext plus basse comparé à quelques jours y soit pour quelque chose 1°C vs 7°C):

Merci

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7 Dernière modification par 45Jose (24-11-2023 12:38:13)

Re : Optimisation PAC et cycles courts

bonjour

Si vous faites un bypass pour passer directement vers le circuit radiateur il faut faire le piquage en aval de la pompe secondaire et mettre un clapet anti retour sur chaque départ pour que ça fonctionne automatiquement et ça permet de changer d'avis au cas ou.
Je sais pas quel est le diamètre de votre circuit secondaire, mais si le delta T réglé sur la PAC est très bas, le débit sera très fort.

Si on regarde le tableau de débit  de la PAC joint sur la photo, à 5°c de delta T le débit est maxi de 2.7m3/h , c'est beaucoup trop de débit pour un tube de 20/22 et avec ( 15.6kw )
Avec le delta T de 10°c ça donne un débit de 1.37m3/h, c'est plus raisonnable mais encore un peut élevé et la puissance est de 15.9 kw.

Moi c'est du 20/22, j'ai un réglage de 15°c en delta T , et j'ai relevé sur le compteur un débit maxi autour d'1m3/h,( soit une puissance de 17.4 kw) et après ça régule vers le bas autour de 0.6 m3/h en moyenne, voire moins.
Et quand je relève les infos en instantané sur le compteur, je vois que le delta T tourne autour de 12,13.14°c, la PAC varie très bien son débit pour maintenir ces valeurs

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JR

Re : Optimisation PAC et cycles courts

Bonjour,

merci pour votre retour c'est clair. Belle installation en tous cas, de quoi étudier son fonctionnement de près !

Je vous joins une photo de mon installation, mon intention était de réaliser un bypass (en bleu sur la photo) le plus simplement possible pour tester avec du matériel que j'ai à ma disposition et pouvoir revenir en arrière facilement, et au vu de la configuration je serai connecté en amont du circulateur (plus compliqué de me connecter en aval) et bien sur couper le circulateur secondaire.

Votre proposition est effectivement plus adapté pour garder de la flexibilité.
Si le test est concluant je pourrait modifier proprement tout cela.

Au niveau des débits je ne suis pas inquiet, je pars en cuivre 28mm pour distribuer les 4 circuits principaux et les 16 radiateurs qui, hormis petit équilibrage pour certain, restent toujours ouverts.

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9 Dernière modification par 45Jose (25-11-2023 10:18:21)

Re : Optimisation PAC et cycles courts

bonjour
Belle installation, mais oui c'est pas évident pour se piquer en aval de la pompe.
en  amont, il y a le risque que ça fasse tourner l'hélice et l'axe de la pompe secondaire, ou pas; et dans les deux cas c'est des pertes de charges supplémentaires.
Avec quoi vous avez relevé ces graphiques de variation de puissance, c'est vrai que l'amplitude est très large et fréquente, on a l'impression que quelqu'un ferme et ouvre une vanne régulièrement.
Le filtre ne serait pas un peu colmaté?
Ce n'est pas l'impression que j'ai quand j'entends ronronner ma PAC
Perso, ma loi d'eau c'est: 25°c pour 20°c ext et 65°c pour -10°c exte  et un delta T de 15°c

JR

10 Dernière modification par Gouigoui (27-11-2023 11:53:47)

Re : Optimisation PAC et cycles courts

Bonjour,

merci, on fait ce qu'on peut quand on est pas du métier!

L'utilisation du thermostat d'ambiance avec la commande à distance déporté dans l'espace de vie semble porter ses fruits (voir le graph ci-dessous).
Je dois tester sur quelques jours pour trouver les réglages adaptés et trouver le bon endroit pour la commande (même si en filaire je suis limité) et voir comment la conso évolue.
Pour réutiliser vos mots, je vais essayer de la faire ronronner à 1000W.


- Je me demande quel est l'hystérésis de la commande sur sonde d'ambiance, le connaissez vous?

Je verrai dans un second temps pour le bypass, je pourrai dessouder le coude 90° juste avant la nourrice de départ et mettre un T à la place pour effectuer ce raccordement en aval du circulateur. Effectivement, on peut penser que de ne pas avoir à chauffer le ballon de 50L , qui refroidit à chaque arrêt de la PAC, et alimenter un circulateur secondaire en permanence serait plus économique et rendrait le système plus réactif.

Pour le filtre je ne le pense pas colmaté (mais je dois le vérifier tout de même), les pics sont présent à chaque démarrage.
Les relevés de puissance sont fait avec une pince ampèremétrique  (avec les 2 phases dans la pince: unité intérieur et extérieure, donc leurs puissances instantanées sont additionnées sur la courbe), connectée à ma box domotique sous home assistant.

Un grand merci à vous, j'avance sur le sujet!

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