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Régulation DIY vielle chaudière gaz

posté le 10/12/2017 image

Régulation DIY vielle chaudière gaz

Par Guillaume
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Bonjour à tous !
Je viens ici car je suis à la recherche de retours d’expérience et de conseils de la part de professionnels, en particulier dans le chauffage.
Mon cas concerne de la petite puissance.

Je suis donc en possession d’une chaudière Idéal Standard, modèle Créatis 1101/24 LE (j’ai la documentation d’installation) qui possède un brûleur atmosphérique.
Elle n’assure que le chauffage avec une puissance utile de 24 kW, voir la plaque signalétique jointe.

Cette chaudière des années 2000 chauffe une vielle maison (pas très bien isolée) située dans l’Allier près de Clermont-Ferrand. Elle est composée de 6 radiateurs en fonte utilisés normalement (un transformé en ventilo-convecteur) et deux radiateurs en fonte également en hors gel. Les radiateurs sont équipés de robinets thermostatiques qui sont utilisés uniquement dans des pièces comme la cuisine ou les chambres.

Suite à la panne d’un simple thermostat d’ambiance et au confort désastreux (chaud, froid, consigne non atteinte), j’ai mis en place un système (DIY) monté et programmé par moi-même à base d’un raspberry pi dans le but de contrôler l’eau de départ sur la base d’une loi d’eau.

J’ai étudié avec des sondes au préalable le fonctionnement de la chaudière qui d’origine n’est contrôlée que par un aquastat avec une hystérésis qui semble d’être d’environ 3° sur le départ. Cette configuration d’origine ne semble pas spécialement économique.

Pour me rapprocher du fonctionnement d’origine de cette vielle chaudière, j’ai choisi pour le moment de réutiliser ce mode de fonctionnement.

J’ai remarqué que l’installation semble avoir une inertie conséquente, et, en fonction des paramètres, on ne fait que lutter contre cette inertie.

Ma régulation en fonction de la température extérieure et intérieure fonctionne et le confort est présent avec une température stable.
Cependant, je suis confronté à un problème de cycles courts. D’après mon monitoring, le brûleur ne fonctionne qu’environ 80 à 110 secondes avec un temps entre cycle d’environ 10 minutes (très variable, minimum 3 minutes par mon programme).

Autre problème, la consommation entre une température ambiante de 18°C est parfois la même que pour une température de 20°C, ce qui s’expliquerait par le fait qu’elle ne fonctionne que pour maintenir une température d’eau. J’ai remarqué qu’en mode réduit (18°C) la surface d’échange au niveau des radiateurs augmente considérablement, tous les thermostatiques s’ouvrent pour maintenir leur consigne.

Pour un ordre d'idée, j'ai une pente de 1.5 avec 43°C d'eau pour 18°C et 1°C extérieur.

Au final, la consommation journalière en ce moment (-1 à 2°) est comprise entre 100 et 130 kWh.

J’ai donc fait des mesures afin de vérifier la consommation de la chaudière et déduire son réglage. Ces mesures indiquent que la chaudière consomme dans les 0.45kWh par minutes.
Donc ceci représente une puissance de 0.45*60=27kW, c’est cohérent puisque Pn = 24kW et Qn = 26.4 kW.

Concernant la circulation, j’ai une pompe Grundfos UPS 25-40 180.
Je l’ai réglée sur la vitesse minimale qui devrait me donner sur mon installation un débit compris entre 0.7 et 0.8 m3/h (bruit et consommation).

Cette circulation actuellement fonctionne en permanence, mais je pense qu’elle est source de grosses pertes. La pression dans le circuit est d’environ 1.5 bars.

La circulation d’origine est active tant que le thermostat est en demande, elle est maintenant contrôlable par mon système avec une marche forcée par la chaudière si le brûleur est en marche.

Les tuyaux en zone non chauffée sont isolés (pas au top quand même).

J’aimerai avoir des conseils pour optimiser cette installation au mieux, je sais que les cycles courts ne sont pas l’idéal, mais je ne sais pas trop comment m’en débarrasser sans créer des sensations chaud/froid.

J’émets l’hypothèse que la chaudière est trop puissante pour mon besoin, est-il possible sur ce type de machine de réduire la puissance du brûleur ?

J’ai pensé à prendre ma température sur l’eau de retour plutôt que sur l’eau de départ, les cycles seront plus longs puisqu’il faudra attendre que l’eau chaude revienne, et ça va certainement m’obliger à modifier ma courbe. J'ai testé ce fonctionnement, le confort est modifié avec une température légèrement dentelée.

Actuellement, j’ai des sondes à l’extérieur, dans l’espace de vie pour l’ambiance, sur le départ et sur le retour. Peut-être que je devrais prendre en compte la température d’un radiateur (non régulé, évidement) ?

Je ne peux pas demander conseil à mon chauffagiste, je doute sérieusement de ses conseils, il demande à fermer tous les thermostatiques l’été (avec la moitié bloquée évidement en reprise de chauffe) et fermer le gaz, car parait-il, l’air entrerait dans le tuyau …

Bref, j’espère avoir vos avis, des conseils, même si c’est une installation pas commune puisque développée moi-même …
Je reste à dispo pour des questions, des détails complémentaires ou photos.

Pour ceux qui parleraient de panne d’un tel système, tout est by-passable et isolable au besoin avec un système de sécurité haute et basse indépendant.

Merci de m’avoir lu, je joins en PJ quelques photos au besoin !

http://pix.toile-libre.org/?img=1512904207.jpg
http://pix.toile-libre.org/?img=1512904191.jpg
http://pix.toile-libre.org/?img=1512904177.jpg
http://pix.toile-libre.org/?img=1512904214.jpg
http://pix.toile-libre.org/?img=1512904246.jpg

Par Maurice
le 11/12/2017
Maurice
Re: Régulation DIY vielle chaudière gaz

Bonjour,
A votre place je n'aurais pas investi autant d'argent pour la mise en place d'une régulation sophistiquée sur une ancienne chaudière.
Le problème avec les courts cycles est que vous avez une température de fumées relativement basse car elle n'a pas le temps de monter en puissance. Résultat : risque de condensation dans la cheminée.

J'ai déjà réglé une fois ce genre de problème en mettant en place un relais temporisé que vous paramétrez sur un maintien en tension de 5 minutes par exemple.

Par Jean-Louis
le 11/12/2017
Jean-Louis
Re: Régulation DIY vielle chaudière gaz

Bonjour,
En effet, à la lecture de votre message, la puissance de votre chaudière semble plus importante que les besoins instantanés concrétisés par le temps de fonctionnement au moment où vous avez effectué vos contrôles.
Votre équipement est caractérisé par une assez forte inertie.

Quelques observations :
- Dans votre photo d'ensemble, je ne vois pas de dispositif de régulation progressive de la température d'eau fonctionnant selon la valeur instantanée de la température extérieure.
- Je ne vois pas non plus de capacité-tampon (différent du réservoir d'expansion pour compenser la dilatation de l'eau).
- Je ne vois pas non plus de dispositif de maintien de débit minimal (cas de fermeture des robinets thermostatiques), ni de maintien de la température d'entrée d'eau à la chaudière, correspondant au minimum requis pour éviter le point de rosée interne.

Je vous suggère de mettre en place tout ceci ; votre équipement ne fonctionnera plus en trains de chauffe, et le résultat que vous en espérez sera davantage au rendez-vous.
Pour ce qui concerne les robinets thermostatiques, difficile de se prononcer en ne connaissant pas correctement les lieux.
J'espère avoir répondu à vos interrogations.

Par Guillaume
le 12/12/2017
Guillaume
Re: Régulation DIY vieille chaudière gaz

Bonjour à vous deux et merci pour vos réponses !

Maurice, j'ai oublié de le préciser, mais le coût de l'installation est ridicule, c'est principalement du matériel que j'avais déjà en ma possession, et même si je devais le chiffrer c'est inférieur à une centaine d'euros.

J'entends bien le problème de condensation avec les fumées, ce qui me surprend cependant, c'est que c'est le fonctionnement de base de la chaudière elle-même ...
Pour réduire les cycles courts, j'ai modifié depuis environ une semaine mon programme, je déclenche le brûleur lorsque la température de départ est inférieure à ma consigne d'un à trois degrés (en fonction de mes essais) et arrête le cycle lorsque le retour atteint cette température. Ceci produit effectivement un fonctionnement en train de chaleur puisque l'eau de départ atteint parfois la limite que j'ai imposée de 70°, cependant, la circulation étant actuellement permanente, elle est rapidement mélangée.
La durée entre cycle est en conséquence bien plus longue.
Le fonctionnement du brûleur par cycle est compris entre 4 à 8 minutes (ou plus en fonction de la demande, limité à environ 15 minutes). Ceci dit, étant très flexible, je peux imposer un temps de fonctionnement au besoin.
Niveau confort, en cycle court, j'ai une courbe qui est lisse et plate en permanence, maintenant, elle est légèrement morcelée, mais la variation est négligeable : http://pix.toile-libre.org/upload/original/1513074275.png

Jean-Louis, effectivement, il y a une inertie importante à prendre en compte.
Il n'y a effectivement aucun équipement de régulation type V3V par exemple.
La température d'eau est gérée en dehors de la chaudière par mon système avec 4 sondes (Départ, Retour, Extérieure et Ambiance).
Le maintien du débit minimal est compensé par 3 radiateurs non thermostatiques (1 en SDB et 2 en pièce de référence).

Votre remarque sur la température de retour m’intéresse, j'avais récupéré les documentations et a priori, il n'y a pas de problème particulier à ce que l'installation fonctionne en basse température et il me semblait que la chaudière étant en fonte, le problème n'était pas trop important.
Qu'elle est selon-vous la température minimale à respecter sur le retour ? En sachant qu'il y a forcément des moments où la température de retour = température de départ (également dans le fonctionnement normal).

Malheureusement, je peux pas faire de gros travaux sur cette installation comme l'ajout d'une V3V ou d'un ballon tampon, c'est une contrainte à prendre en compte. Je cherche aujourd'hui à optimiser au mieux l'installation actuelle.

Merci en tout cas pour vos remarques pertinentes !

Par Cemoi
le 12/12/2017
Cemoi
Re: Régulation DIY vielle chaudière gaz

Bonjour Guillaume,
Avec votre installation, seule une modification de la plage de ré-enclenchement du brûleur pourrait avoir un incident important sur votre consommation.
Votre installation ressemblant à un ancien montage acier en thermo siphon, une coupure, bien que risquée (gommage et condensation), circulateur-brûleur, asservie à la régulation permettra la baisse de consommation.

Afin de diminuer au maximum, votre consommation gaz, il eut été plus judicieux de mettre un appareil moderne type condensation qui de série, possède les fonctions de gestion du débit de gaz en fonctionnement.
Mais vous avez sûrement déjà fait le calcul.

Bien cordialement.

Théo

Par Guillaume
le 13/12/2017
Guillaume
Re: Régulation DIY vielle chaudière gaz

Bonjour Théo et merci pour votre réponse également !

Que recommanderiez-vous concernant sur les plages de ré-enclenchement du brûleur ?

J'ai cru comprendre qu'un circulateur qui démarre régulièrement à peu de risques de rester bloquer, d'autant que je peux logiciellement le faire démarrer à intervalle régulière, notamment en période hors chauffe / ou peu de chauffe.
Je peux tout à fait détecter un éventuel gommage et alerter pour réagir rapidement.
A l'époque du thermostat d'ambiance ToR, le circulateur était arrêté par la chaudière, il est toujours là ;)

Je suis complètement d'accord avec vous concernant la nécessité de remplacer le matériel, seulement, ce n'est actuellement pas possible, c'est une contrainte à prendre en compte. Les nouvelles gestions de brûleurs notamment avec la gestion de la puissance m'économiserait bien des problèmes avec la surpuissance à laquelle je suis confronté quand le besoin n'est pas conséquent.

Merci à vous trois, au plaisir de vous lire !

Par Jean-Louis
le 13/12/2017
Jean-Louis
Re: Régulation DIY vielle chaudière gaz

Bonjour,
Je réponds à votre question : la fonte n'est pas à l'abri de l'action de condensats corrosifs.
La fonte, étant plus épaisse que l'acier, met simplement davantage de temps pour être percée.
Votre chaudière semble ancienne. Elle a donc un "vécu" de cette situation dans laquelle la température d'eau de retour est souvent trop basse.
La valeur minimale est de 60 °C pour un combustible gazeux

Par Cemoi
le 14/12/2017
Cemoi
Re: Régulation DIY vieille chaudière gaz

Bonjour Guillaume,

Afin de maintenir une température interne à la maison, hors gel, vous pourriez opter pour un fonctionnement commandé à distance, prenant en compte la température extérieure, la température de retour d'eau et le temps de fonctionnement / coupure de la chaudière.

Dans le cas où vous souhaiteriez faire un maintien de la température de confort dans la maison, tout en affinant la consommation, une régulation avec réglage de "pente" en rapport avec la température externe, vous permettra de résoudre le souci.

Concernant la corrosion de la chaudière en fonte, bien expliqué par Jean-Louis et causée par le phénomène de condensation, le modèle en place n'étant pas prévu pour cela, dans les deux cas, les types de fonctionnement énoncés ci-dessus, ne pourront pas empêcher sa dégradation progressive plus ou moins rapide.

Cela vous laissera peut être suffisamment de temps pour remplacer vos matériels et passer aux produits d'avenir :)

En outre sauriez-vous préciser deux points :
1) Pourriez-vous dire si une protection quelconque a pu être adjointe à l'eau du réseau de votre chauffage ?
2) Vos radiateurs sont-ils tous identiques et munis d’un organe de fermeture sur le retour d’eau ?

En attendant de vous relire.

Bien cordialement.

Théo

Par Guillaume
le 14/12/2017
Guillaume
Re: Régulation DIY vielle chaudière gaz

Bonjour Jean-Louis et merci !

D'accord, je supposais que la fonte n'était peut-être pas réactive au problème.
Il y a eu plus de 3 ans ou la maison à été inoccupée, le chauffagiste avait laissé la chauffe fonctionner avec une eau à 30° pour éviter les problèmes d'humidité. Donc effectivement, elle a certainement du vécu dans cette situation et je ne pourrai sûrement pas y changer grand chose.
Chauffer à 60° aurait pour conséquence une température ambiante trop élevée ...
Merci

Par Jean-Louis
le 15/12/2017
Jean-Louis
Re: Régulation DIY vielle chaudière gaz

Bonjour,
Vous n'aurez pas une température ambiante trop élevée si vous tenez compte des points énoncés dans mon message du 11.

Par Guillaume
le 15/12/2017
Guillaume
Re: Régulation DIY vielle chaudière gaz

Bonjour Théo,
La régulation avec une "pente" (loi d'eau), c'est exactement ce que fait ma régulation.

1) De quel type de protection parlez-vous ?
Si il s'agit d'une protection d'ordre chimique, il n'y a rien d'autre que de l'eau de ville, aucun additif.
J'ai une sécurité haute pour la température haute et une sécurité basse et haute pour la température d'ambiance.

2) Ils ne sont pas tous identiques, certains sont équipés d'une vanne d'équilibrage sur le retour effectivement.

Bon, pour résumer ce qui a été dit, vous me recommandez d'avoir un retour à 60°C, je veux bien, mais ça me pose de grosses difficultés car n'ayant pas de V3V, ceci veut dire que je dois laisser un radiateur ouvert en permanence à fond pour faire la masse d'eau et remettre des thermostatiques partout, ce qui va avoir pour effet de fausser ma sonde d'ambiance et rendre ma régulation inutile.
J'aurai aussi des périodes de chaud/froid avec des pertes dans les tuyauteries plus élevées, ceci dit je testerai lorsque je serai sur place, je n'ai qu'un contrôle à distance avec les sondes et graphiques pour mes yeux ...
Je suis surpris (ceci dit, c'est ce que j'avais déjà lu) que le fonctionnement de base de la chaudière elle-même, sans modification est limite nocif pour elle même ... Je me demande vraiment si l'installation n'est pas mal conçue de base ...
La v3v aurait été tellement plus pratique ...

Merci !

Par Cemoi
le 18/12/2017
Cemoi
Re: Régulation DIY vielle chaudière gaz

Bonjour Guillaume,

"... un retour à 60°C, je veux bien, mais ça me pose de grosses difficultés car n'ayant pas de V3V, ceci veut dire que je dois laisser un radiateur ouvert en permanence ... " Non, car la condensation se forme à l'intérieur de l'échangeur (flamme + humidité de l'air en foyer) et le maintien de son eau à 60°C, circulateur coupé empêche ce phénomène.
**Pour info, l’installation n’ayant pas de vanne différentielle, y-a-t-il un ou des radiateurs raccordés en direct (sans robinet) ?

"... le fonctionnement de base de la chaudière elle-même, sans modification est limite nocif pour elle-même ... Je me demande vraiment si l'installation n'est pas mal conçue de base ..." En fait pas tant que cela, car les raisons économiques faisant souvent la différence, au moment de l'installation, beaucoup de projet sont dans la moyenne usuelle et réglementaire des prestations et non "comme dans la théorie".

En résumé, si votre besoin est de faire mieux, coté consommation combustible, que le chauffagiste qui s'occupe (ait) de votre installation, sans remplacer le matériel, cela ne pourra se faire qu'au détriment de la sécurité de la chaudière et des locaux.
En effet, la condensation est valable aussi bien pour l'intérieur du corps de chauffe que pour les parois internes du bâtiment.
Votre appareil étant conçu pour une température de foyer élevée, son maintien calorifique est le point de consommation le plus important.
Il vous faudra donc faire un choix; ou bien vous sécurisez le fonctionnement de la chaudière avec une température d'eau, en corps de chauffe, anti-condensation, soit vous faite une commande tenant compte uniquement des températures intérieures et extérieures à la maison pour consommer le moins possible en votre absence.

Bien cordialement.

Théo

Par Guillaume
le 19/12/2017
Guillaume
Re: Régulation DIY vielle chaudière gaz

Bonjour à vous deux,

Jean-Louis, j'ai bien compris vos propositions.
Cependant, vous comprenez bien qu'il n'est pas rentable d'investir dans un ballon tampon (et certainement un circulateur supplémentaire), dans une nouvelle régulation et une V3V sans compter le coût de main d'oeuvre et le travail nécessaire sur une chaudière de 20 ans ... Autant mettre tout cet argent dans une nouvelle machine.

Comme je le disais, le but est d'optimiser le fonctionnement de l'installation, sans engager une rénovation qui coûte un bras sans connaitre le gain réel.
Sinon, sur le principe, je suis d'accord avec vous.


Théo, je pensais qu'il s'agissait d'un tout.
Si ce n'est que maintenir le corps chauffe à 60°C c'est envisageable, après modification électrique du câblage actuel (par sécurité vis à vis d'une panne de ma régulation, j'ai câblé de manière à ce que la pompe fonctionne obligatoirement si le brûleur fonctionne, du coup je ne peux pas tester à distance).
Cependant, deux points qui posent question, risque de mise en sécurité de la chaudière, à tester. Les pertes également, faudrait voir ce que ça donne et aussi le fait que du coup, je ne maîtrise plus le brûleur et donc le comptage de sa consommation. J'aurai un fonctionnement en train de chauffe amplifié, ceci dit, vue l’inertie, ce n'est pas trop grave.

Tous les radiateurs ont des robinets, un dont le robinet n'est pas thermostatique (ouvert à 1/4) et un autre où j'ai enlevé la tête thermostatique (il est dans un coffre ventilé). Donc c'est géré, pas de risque d'avoir un circulateur qui se bloque par la fermeture des vannes.

Bon la question est à étudier, je n'ai pas de condensation dans la cheminée ou sur les murs.
La chaudière à 20 ans, je me pose réellement la question si ça vaut le coup de la préserver.

Merci !

Par Jean-Louis
le 20/12/2017
Jean-Louis
Re: Régulation DIY vielle chaudière gaz

Bonjour,

Lorsque vous posez cette question :
"La chaudière à 20 ans, je me pose réellement la question si ça vaut le coup de la préserver", vous apportez pratiquement la réponse.

Veillez bien à respecter le débit d'eau minimal traversant la chaudière, ainsi que la température minimale d'entrée d'eau.

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