Pilotage d'un Chauffe-eau en Heures creuses / Heures pleines

De GCE Electronics
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Présentation

Pilotage d'un chauffe-eau

ECS Presentation.png
Nom Pilotage d'un chauffe-eau
Famille Câblages
Wiki créé le 29/01/2018
Wiki mis à jour le 04/02/2018
Auteur fgtoul

La connexion d'un chauffe-eau à un relais sur un produit GCE nécessite l'emploi d'un contacteur de puissance.

Dans le cas d'une rénovation, un contacteur Jour-Nuit est bien souvent déjà en place.

Attention : nos schémas sont des schémas de principe.

  • La section des fils doit respecter la norme en vigueur. A ce jour, la norme NFC 15-100 impose l'alimentation du chauffe-eau en fil 2,5 mm², l'alimentation de la bobine du contacteur en 1,5 mm².
  • Les connexions sur les appareils modulaires doivent être adaptées car l'emplacement des bornes varie selon le constructeur.
  • Le repérage des bornes d'un contacteur Jour-Nuit ou Heures creuses est normalisé :
Contacteur3.png


Je tiens à remercier @Kevin_GCE et @Didierm pour leur aide précieuse et leur expertise. Merci encore à @Didierm pour les différents messages et schémas sur le forum, desquels je me suis également inspiré.

IPX800 V4 : Pilotage par plages horaires

Lorsque la mise en place d'une liaison filaire entre le compteur et l'IPX800 est impossible, le pilotage d’un chauffe-eau avec l’IPX800 V4 seule est réalisable grâce à la mise en place de plages horaires.

Ces dernières devront refléter les périodes HC de votre contrat.

Chauffe-eau V4 Timers sch.png

Dans le menu “Périphériques”, il convient de paramétrer les plages horaires correspondant aux heures creuses. il faut créer une plage par période.

Dans notre exemple : 2 périodes quotidiennes : 03:30 à 08:00 et 13:30 à 16:30

Chauffe-eau V4 plages.png

Il faut créer un scénario pour que chaque début de plage horaire enclenche le relais sur lequel est branché le chauffe-eau

Chauffe-eau V4 scenarii.png

Remarque :

sur le schéma, nous avons ajouté un compteur d’énergie à impulsions.

Il permettra d’avoir une indication de la consommation cumulée.

Le compteur étant connecté à l’entrée digitale D1, nous devrons écrire un scénario qui incrémente un compteur à chaque impulsion (au front montant).

Vous noterez que le compteur 01 a été renommé “Compteur ECS” via le menu "Périphériques/Compteurs"

Chauffe-eau V4 scenarii2.png


NB : Certains compteurs à impulsions délivrent plusieurs impulsions par unité.

Il peut être nécessaire d’utiliser 2 compteurs dans le moteur de scénario pour avoir un reflet de la réalité (si le compteur génère 4 impulsions par Wh, il faudra un premier compteur qui incrémentera le second toutes les 4 impulsions …

Cela se fera donc avec ces 3 scènes :

Scène 1 : lien entrée digitale avec compteur 2

Evènement : Entrée Digitale 01

Action : ON

Résultat : Compteur 02 [Incrémentation ; valeur=1]


Scène 2 : incrément du compteur 1 après 4 impulsions

Evènement : Compteur 02 [valeur = 4]

Action : ON

Résultat : Compteur 01 [ Incrémentation; valeur =1]


Scène 3 : RAZ compteur 2

Evènement : Compteur 02 [valeur = 4]

Action : ON

Résultat : Compteur 02 [Set; valeur =0]


Dans notre exemple (4 impulsions par Wh), il est également possible d’avoir le compteur totalisateur en kWh.
Dans ce cas, les scènes 2 et 3 devront être modifiées et comparer le compteur 02 à la valeur 4000 au lieu de 4.

IPX800 V4 : Pilotage par contact C1-C2

Si vous avez une liaison filaire entre votre IPX800 V4 et le contact HC/HP (C1-C2) de votre compteur, alors vous pouvez automatiser la gestion du contacteur Jour-Nuit de votre chauffe-eau.


Chauffe-eau V4 C1C2 sch.png

Remarque :

sur le schéma, nous avons ajouté un compteur d’énergie à impulsions.

Il permettra d’avoir une indication de la consommation cumulée.

Création des scénarii :

Le contact C1-C2 est fermé automatiquement par le compteur à chaque début de plage HC contractuelle.

Il faut créer un scénario pour que chaque activation de l'entrée digitale ferme le relais sur lequel est branché le chauffe-eau. Le compteur étant connecté à l’entrée digitale D1, nous devrons écrire un scénario qui incrémente un compteur à chaque impulsion (au front montant).

Vous noterez que le compteur 01 a été renommé “Compteur ECS” via le menu "Périphériques/Compteurs"

Chauffe-eau V4 scenarii2.png


NB : Certains compteurs à impulsions délivrent plusieurs impulsions par unité.

Il peut être nécessaire d’utiliser 2 compteurs dans le moteur de scénario pour avoir un reflet de la réalité (si le compteur génère 4 impulsions par Wh, il faudra un premier compteur qui incrémentera le second toutes les 4 impulsions …

Cela se fera donc avec ces 3 scènes :

Scène 1 : lien entrée digitale avec compteur 2

Evènement : Entrée Digitale 01

Action : ON

Résultat : Compteur 02 [Incrémentation ; valeur=1]


Scène 2 : incrément du compteur 1 après 4 impulsions

Evènement : Compteur 02 [valeur = 4]

Action : ON

Résultat : Compteur 01 [ Incrémentation; valeur =1]


Scène 3 : RAZ compteur 2

Evènement : Compteur 02 [valeur = 4]

Action : ON

Résultat : Compteur 02 [Set; valeur =0]


Dans notre exemple (4 impulsions par Wh), il est également possible d’avoir le compteur totalisateur en kWh.
Dans ce cas, les scènes 2 et 3 devront être modifiées et comparer le compteur 02 à la valeur 4000 au lieu de 4.

IPX800 V4 : Pilotage par Ecodevice

L’Ecodevice permet de récupérer la télé-information fournie par le compteur d’abonné. Les préconisations stipulent qu’un câble blindé type téléreport doit être utilisé. Dans certains cas, une paire de fils suffit, dans d’autres cas un câble blindé devra être utilisé à cause d’un environnement perturbé par des interférences électromagnétiques, parfois il faudra même relier une extrémité du blindage à la terre

Chauffe-eau V4 ED sch.png

L’Ecodevice récupère l’information HC/HP à partir de la télé-information et envoie une notification à l’IPX800 V4 par Push Http (Pour plus d’informations, reportez vous à la documentation de l’API de l’IPX800 V4).

Chauffe-eau ED V4.png

Remarque : sur le schéma, nous avons ajouté un compteur d’énergie à impulsions. Il permettra d’avoir une indication de la consommation cumulée.

Certains compteurs à impulsions délivrent plusieurs impulsions par unité.

Il faudra paramétrer le nombre d’impulsions par unité sur le compteur concerné.

Si le compteur délivre 4 impulsions par Wh, il faudra paramétrer 4 impulsions par unité pour avoir un décompte en Wh, ou 4000 impulsions par unité pour un décompte en kWh.

IPX800 V3 : Pilotage avec plages horaires

Lorsque la mise en place d'une liaison filaire entre le compteur et l'IPX800 est impossible, le pilotage d’un chauffe-eau avec l’IPX800 V3 seule est réalisable grâce à la mise en place de plages horaires. Ces dernières devront refléter les périodes HC de votre contrat.


Chauffe-eau V3 Timers sch.png


Paramétrage des horaires (Timers) sur l’IPX800 :

Dans notre exemple : 2 périodes quotidiennes : 03:30 à 08:00 et 13:00 à 16:00

Chauffe-eau V3 Timers.png

sur le schéma, nous avons ajouté un compteur d’énergie à impulsions. Il permettra d’avoir une indication de la consommation cumulée.

Sur l’IPX800, il faudra créer un lien entre l’entrée digitale 01 et le compteur.

Ce lien se crée sur l’écran de configuration de l’entrée digitale.

Chauffe-eau V3 Timers2.png

Certains compteurs à impulsions délivrent plusieurs impulsions par unité.

Il sera préférable de choisir un compteur générant 1 impulsion par unité, afin d’avoir un reflet de la réalité.

IPX800 V3 : Pilotage par contact C1-C2

Si une liaison filaire existe entre l’IPX800 V3 et le contact HC/HP (C1-C2) du compteur, l’automatisation du contacteur du chauffe-eau est possible sans recours aux Timers de l’IPX800.


Chauffe-eau V3 C1C2 sch.png

Il suffit de créer un lien entre l’entrée digitale et la sortie Relais de l’IPX800 pour une activation sur plage HC.

Chauffe-eau V3 C1C2.png


Remarque : sur le schéma, nous avons ajouté une extension X400-CT. L’usage d’une pince ampèremétrique permet de connaitre la consommation instantanée du chauffe-eau.

Il conviendra de paramétrer l’entrée analogique correspondante avec le type de pince utilisée (calibre).

Selon le canal sélectionné sur l’extension X400-CT, les mesures viendront sur les analogiques

  • 5-6-7-8 (canal 1)
  • 9-10-11-12 (canal 2)
  • 13-14-15-16 (canal 3)

IPX800 V3 : Pilotage par Ecodevice

L’Ecodevice permet de récupérer la télé-information fournie par le compteur d’abonné.

Les préconisations stipulent qu’un câble blindé type téléreport doit être utilisé. Dans certains cas, une paire de fils suffit, dans d’autres cas un câble blindé devra être utilisé à cause d’un environnement perturbé par des interférences électromagnétiques, parfois il faudra même relier une extrémité du blindage à la terre.

Attention : pour un compteur Linky, la télé-information doit être paramétrée en mode Historique sur le compteur.

A ce jour, l'Ecodevice ne sait pas interpréter le mode Standard.

Chauffe-eau V3 ED sch.png

L’Ecodevice récupère l’information HC/HP à partir de la télé-information et envoie une notification à l’IPX800 V3 par Push Http (Pour plus d’informations, reportez vous à la documentation sur l’API de l’IPX800 V3).

Chauffe-eau V3 ED.png

EDRT2 : une gestion avancée proposée par @Didierm

Economies d'énergie avec une pince ampèremétrique

Chauffe-eau EDRT2 TicCT.png

Période HC/HP :

L'information HC/HP est connue par l'EDRT2 grâce à la téléinformation.

Il faut écrire un scénario pour qu'un relais soit activé en période HC.

Pour cela nous utiliserons l'étiquette PTEC.

Si la valeur reçue est "HC", alors l'EDRT2 active le relais 1 sur lequel est branché le chauffe-eau.

Chauffe-eau EDRT teleinfo relais.png

Consommation instantanée :

Nous allons paramétrer un poste de consommation lié à notre pince ampèremétrique de 20A.

Si vous utilisez une pince ayant un calibre différent, il conviendra d'ajuster la configuration.

Créez le poste de consommation comme suit :

Chauffe-eau EDRT2 TicCT3b.png

Economisons :

Maintenant que la consommation instantanée du chauffe-eau est lue par l'EDRT2, nous allons pouvoir détecter lorsque le thermostat coupe l'alimentation du corps de chauffe.

En effet, lorsque la température de consigne est atteinte, le thermostat coupe l'alimentation des résistances.

Ensuite, le thermostat régule la température de l'eau par petites périodes de chauffe jusqu'à ce que le relais soit coupé au retour en heures pleines.

Nous allons pouvoir éviter la consommation d'énergie liée à ce maintient en température en coupant le relais dès que la mesure de consommation instantanée baisse de manière significative.

Ecrivons un scenario qui coupe notre relais 1 lorsque la consommation instantanée passe sous le seuil de 50 Wh

Chauffe-eau EDRT2 TicCT4b.png

Economies avec un compteur à impulsions

Chauffe-eau EDRT2 TicPulse.png

Le compteur génère des impulsions par fermeture de contact. Relié à une entrée digitale, il provoque l'activation de celle-ci.

Ecrivons un scénario pour que chaque activation de l'entrée digitale (front montant) incrémente au compteur interne C2 de l'EDRT2.

Pensons à régler la valeur de l'incrément (nombre de Wh par impulsion).

Chauffe-eau EDRT2 TicPulse2b.png

Créons notre poste de consommation lié à notre compteur C2

Chauffe-eau EDRT2 TicPulse3b.png

Maintenant que la consommation instantanée de notre chauffe-eau est connue, créons un scénario permettant de couper l'alimentation lorsque la consigne de température est atteinte une première fois (le thermostat coupe l'alimentation des résistances ce qui induit une baisse significative de la consommation instantanée.

Chauffe-eau EDRT2 TicCT4b.png

Les évolutions à venir

Au jour de la rédaction de cet article, nous savons que GCE va fabriquer un nouveau produit, apportant une solution lorsque la liaison filaire ne peut pas être établie avec le compteur (donc pas de télé-info, pas de contact C1-C2).

Ce produit est un émetteur radio de télé-information s'appuyant sur le protocole Enocean.

Connecté directement au contact TIC du compteur, son signal pourra être réceptionné directement par l'EDRT2.

Ce dernier pourra alors interprêter et exploiter les informations pour l'affichage, le pilotage et le délestage.

Nous n'en savons pas assez sur ses caractéristiques futures pour vous en dire plus, mais ce produit promet déjà de résoudre des cas bien difficiles et de pouvoir aller encore plus loin grâce à la télé-information.

Pour aller plus loin

Sur une proposition de @jweb : En cas d'absence ou congés.

Si vous êtes équipé d'une extension X-GSM sur votre IPX-800 V4, vous pourrez alors piloter votre chauffe-eau en envoyant des SMS à partir de votre téléphone.

Vous devrez définir un preset de SMS et le lier avec un scénario à une sortie virtuelle "Absence/Congés". Cette sortie virtuelle peut d'ailleurs piloter d'autres appareils comme l'alarme, la vidéosurveillance, la piscine, le chauffage, les volets roulants, ...

Dans le cas de notre chauffe-eau, il faudra adapter la scène qui pilote le relais en ajoutant la sortie virtuelle "Absence/congés" à l'évènement.

ECS V4 Conges.png


Si vous n'avez pas d'extension X-GSM, vous pouvez malgré tout gérer une sortie virtuelle "Absence/congés", que ce soit par widget, bouton poussoir, plage horaire avec date de départ et date de fin, X-Display, ...

! Gare aux Légionelles !

Les légionelles (Legionella pneumophila) sont présentes partout dans l’environnement. Elles peuvent provoquer 2 formes d'infections cliniques :

  • la Fièvre de Pontiac (forme rare et bénigne de Légionéllose) : affection pseudo-grippale (nausée, myalgie, fièvre, toux, céphalées) sans pneumonie qui guérit en quelques jours (même sans traitement),
  • la Légionellose : infection pulmonaire grave( Pneumonie, Diarrhée, Confusion mentale). La gravité de la maladie peut conduire au décès.

L'homme n'est pas infecté lorsqu'il consomme de l'eau contaminée, ni par contact cutané. La contamination survient seulement lors du passage des légionelles dans l'air lorsqu'une eau est pulvérisée en micro-gouttelettes (<5µm) ou lorsque l'air bouillonne dans l'eau (bains à remous, bains à jets, appareils individuels d'humidification, nébuliseurs, fontaines décoratives, bacs à condensat,...). Les bactéries sont alors inhalées.

La température optimale de développement des Légionelles se situe entre 23 et 43°C.
A 50°C, la prolifération est stoppée, mais la bactérie survit. Elle est détruite à partir de 55°C (il faudra plusieurs heures), ou si la température atteint au moins 60°C pendant 32 minutes, 66°C pendant 2 minutes et à 70°C pendant 1 mn (source : DRASS/DASS)

En cas d'absence prolongée (plus de 3 semaines), il convient de vérifier qu'à la remise en marche du chauffe-eau, la température de l'eau atteint au moins 60°C, afin d'éviter toute contamination aux légionelles. Si votre température de consigne sur le chauffe-eau est inférieure à 50°C, il est recommandé de forcer un cycle à 60°C minimum, de temps en temps pour détruire les germes éventuels. Les recommandations ministérielles sont de 1 cycle quotidien pour les installations publiques.

Les chauffe-eau modernes (ACI-Dynamiques) combattent les légionelles de plusieurs façons :
* en forçant un cycle à 65°C  si la température de stockage ne dépasse pas 60°C depuis 3 semaines ( exemple : Sauter ; Atlantic)
* en interdisant une température de consigne inférieure à 50°C (exemple : Thermor)

En cas d'impossibilité de forcer des cycles anti-légionelles sur le chauffe-eau, il est possible d'installer un appareil à traitement par lampe UV-C pour circuits ECS. Les UV-C ne modifient pas l'eau mais constituent une véritable barrière anti-bactériologique. Il conviendra de faire attention à la capacité de l'appareil (m3/h)