Système de plancher radiant
Applications et contrôles CVC
Le système de panneaux radiants au sol est un système hydronique largement utilisé pour le chauffage et le refroidissement des environnements résidentiels.
Le fluide thermovecteur circule à l'intérieur de circuits constitués de tuyaux en plastique placés sous le revêtement de surface du sol ; dans la version la plus courante, les tuyaux sont posés sur une couche isolante et noyés dans la chape en ciment. Le système est invisible et exploite toute la surface du sol comme une borne de grande extension pour l'échange de chaleur par rayonnement. Au cours des deux saisons, le système fonctionne avec une différence de température très limitée entre le fluide thermovecteur et l'air ambiant ; c'est pourquoi nous parlons également de systèmes à "faible différence de température".
Le système présenté dans l'exemple est destiné à un bâtiment résidentiel et est du type combiné, c'est-à-dire qu'il combine le panneau de plancher radiant avec un ou plusieurs ventilo-convecteurs, principalement pour l'intégration de charges sensibles en mode refroidissement.
Dispositifs Ekinex | Autres composants |
A) Actionneur-contrôleur pour ventilo-convecteurs EK-HC1-TP | 1) Contact pour l'ouverture des fenêtres |
B) Sonde de température de contact EK-STC-NTC-3435 | 2) Ventilo-convecteur |
C) Thermostat d'ambiance EK-EQ2-TP | 3) Valve avec servomoteur ON / OFF |
D) Sonde de température pour la mesure de l'air EK-STL-NTC-3435 | 4) Access point LAN Wi-Fi |
E) Serveur Delégo EK-DEL-SRV-... | 5) Switch |
F) Contrôleur de l'unité de mélange EK-HH1-TP | 6) Smartphone avec App Delégo (Apple iOS o Android) |
G) Sonde de température extérieure EK-STE-NTC-3435 | 7) Circulateur pour circuit non mélangé |
H) Capteur de température à immersion (débit) EK-STI-NTC-3435 | 8) Groupe de mélange |
I) Capteur de température à immersion (retour) EK-STI-NTC-3435 | 9) Vanne de mélange avec servomoteur |
L) Actionneurs-contrôleurs pour entraînements électrothermiques EK-HE1-TP | 10) Circulateur pour circuit mixte (plancher radiant) |
M) Touch-panel Delégo EK-DEL-xPAN... | 11) Collecteur de distribution pour circuits à basse température |
12) Entraînements électrothermiques ON / OFF | |
13) Sonde anti-condensation (avec contact de signalisation) | |
14) Générateur thermique (fluides chauds et froids) | |
15) Collecteur central (débit) | |
16) Collecteur central (retour) |
La nécessité de produire un fluide caloporteur à deux températures différentes pour le système combiné (plancher radiant/ ventilo-convecteur) est résolue en contrôlant une unité de mélange au moyen du régulateur EK-HH1-TP (D). L'appareil commande la vanne de mélange (9) et le circulateur (10) ; à l'aide des deux sondes EK-STI-NTC-3435 (L, I), il peut relever les températures de départ et de retour du fluide caloporteur.
Sur le circuit non mélangé, il peut également commander un circulateur (7) ou une vanne de zone selon les besoins. La température ambiante est régulée au moyen de thermostats EK-EQ2-TP (C), qui peuvent mesurer la température et l'humidité relative, en combinaison avec les régulateurs d'actionneurs EK-HE1-TP (N) pour les entraînements électrothermiques et les régulateurs d'actionneurs EK-HC1-TP (A) pour les ventilo-convecteurs. Les thermostats sont capables de calculer et d'envoyer au bus la température de rosée ; dans le cas où les conditions thermo-hygrométriques de l'environnement approchent celles qui sont critiques pour la formation de condensation sur les surfaces refroidies, il est possible de mettre en œuvre l'une des stratégies de protection fournies par la plate-forme de thermorégulation Ekinex (voir tableau latéral) ; par exemple, le recalibrage de la température de départ du fluide thermovecteur à l'aide du régulateur EK-HH1-TP (D).
La supervision optionnelle par le Serveur Delégo (G) permet de contrôler et de commander le système domotique par le biais d'une application pour appareils mobiles (6) et/ou un écran tactile Delégo (M).
Dans la configuration du système présentée dans l'exemple, le thermostat EK-EQ2-TP (C) permet de créer facilement un système de climatisation à deux étages. Lorsque l'étage primaire est constitué d'un système de panneaux rayonnants, la forte inertie (typique surtout de la version avec chape en ciment), fait qu'il est assez lent à atteindre les conditions de confort lors du démarrage. Dans ce cas, il est possible de configurer les ventilo-convecteurs comme un étage auxiliaire ; grâce à leur inertie beaucoup plus faible, ils contribuent dans la phase initiale à chauffer ou refroidir rapidement l'environnement et terminent ensuite leur action lorsque la différence entre les températures mesurées et les températures de consigne peut être traitée de manière satisfaisante par l'étage principal seul. L'étage auxiliaire fonctionne en mode automatique avec un décalage configurable par rapport à la température de consigne par rapport à la température de consigne fixée pour le plancher radiant (étage primaire).
En mode de refroidissement d'été, les charges latentes (dues à l'augmentation du taux d'humidité dans l'environnement) sont prises en charge par l'intégration de l'air ; si cela ne se produit pas de manière satisfaisante, ou en cas de changements soudains des conditions thermo-hygrométriques (par exemple, en raison de l'arrêt accidentel des machines ou de l'ouverture des fenêtres), des dispositifs de sécurité supplémentaires doivent être prévus pour empêcher ou limiter la formation de condensation sur les surfaces froides. Les thermostats EK-EQ2-TP (C) offrent diverses stratégies de protection active et passive selon la configuration du système et l'équipement des appareils domotiques.
Type | Modalité | Intervention |
Passive | Avec sonde anti-condensation (13) connectée à une entrée de thermostat (E) | Fermeture du circuit desservant la pièce concernée par l'actionneur (N) |
Avec sonde anti-condensation communiquant avec le thermostat (E) via le bus KNX | Fermeture du circuit desservant la pièce concernée par l'actionneur (N) | |
Actif | Comparaison entre la température de départ (valeur de calcul fixe, paramètre ETS) et la température de rosée calculée par le thermostat (E) | Fermeture du circuit desservant le local concerné par le servomoteur (N) lorsque la température de départ est inférieure au point de rosée. |
Comparaison de la température de départ (valeur mesurée reçue du bus KNX) et de la température de rosée calculée par le thermostat (E) | Fermeture du circuit desservant le local concerné par le servomoteur (N) lorsque la température de départ est inférieure au point de rosée. | |
Température du point de rosée envoyée par le thermostat (E) au régulateur du mélangeur (H) sur le bus KNX | Recalibrage de la température de refoulement du fluide froid par le régulateur (H) et maintien en ouverture du circuit desservant le local concerné au moyen de l'actionneur (N) |
Le type de protection active est toujours préférable, car l'intervention tend à prévenir les conditions de formation de la condensation, tandis que le type passif intervient lorsque la formation de la condensation a déjà commencé.
Dans certains cas, il convient de limiter la température de surface lorsque le système de plancher radiant est utilisé comme étage auxiliaire pour le chauffage ; les dispersions vers l'extérieur du bâtiment sont traitées par le système de chauffage principal, tandis que l'étage auxiliaire ne fonctionne que pour maintenir la température du plancher à un niveau agréable dans les salles de bains des bâtiments résidentiels ou dans les salles des centres sportifs, des centres thermaux et des stations thermales, etc.
Cette limitation est également prévue dans la norme UNI EN 1264 (chauffage par le sol, partie 3) qui définit comme suit la température maximale admissible (TSmax) pour la surface du sol d'un point de vue physiologique :
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