Prescriptions techniques spécifiques aux équipements de comptage énergétique des installations solaires thermiques collectives

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1 Prescriptions techniques spécifiques aux équipements de comptage énergétique des installations solaires thermiques collectives Page 1 sur 18

2 Mesures nécessaires à l obtention des indicateurs pour l Observatoire Solaire Thermique Volume d'eau chaude sanitaire consommé V Cette mesure peut être réalisée facilement dans le cas d'une production centralisée. Dans le cas de stockages divisés, elle nécessite d installer un compteur par ballon. Besoin ECS en kwh (Q ECS ) : Cette mesure peut être réalisée facilement dans le cas d'une production centralisée. Dans le cas de stockages divisés, il faut installer un compteur par ballon. Energie solaire utile en kwh (Q STU ) : Cette mesure ne peut être réalisée facilement que dans le cas où l'énergie d'appoint n'est pas apportée dans le même ballon que l'énergie solaire. Mais même dans ce cas, la présence d'un bouclage entre le stockage solaire et l'appoint peut compliquer la mesure. Energie d appoint utile en kwh (Q App ) : Celle-ci doit être en principe mesurée au niveau énergie finale. C'est possible dans le cas d'un générateur d'appoint électrique ou gaz utilisé uniquement pour l'appoint ECS. Par contre, dans le cas d'un générateur double usage servant aussi bien pour la fourniture de chauffage que pour la préparation d' ECS, on ne peut mesurer que l'énergie d'appoint fournie à la sortie du générateur et entrant dans le système d'appoint ECS. C'est le cas si l'appoint ECS provient d'une chaufferie gaz, fioul, bois, ou d'un échangeur sur réseau de chaleur urbain. Energie perdue par le circuit de distribution en kwh (Q Dis ) : Cette mesure est réalisée soit par un compteur d'énergie thermique (cas d'une distribution bi-tube avec retour et circulation), soit par un compteur électrique dans le cas d'une distribution mono-tube équipée d'un traçage électrique. Energie consommée par les auxiliaires (Q Aux ) : Cette mesure doit être réalisée à l'aide d'un compteur électrique divisionnaire, en aval duquel sont câblés les différents auxiliaires électriques nécessaires au fonctionnement de l'installation : - Circulateur(s) de la boucle primaire - Circulateur(s) du circuit secondaire - Circulateur(s) de bouclage - Circulateur(s) du circuit appoint lorsque l'appoint est hydraulique - Brûleur gaz (consommations d électricité liées à l allumage du brûleur et au fonctionnement des parties électroniques) - Régulateur(s) solaire et appoint (lorsqu'il est possible de le mesurer indépendamment du poste chauffage) - Vannes de commutation ou de réglage Irradiation En toute rigueur, il faudrait équiper chaque site d'une sonde de mesure d'irradiation, placée dans le même plan et à proximité des capteurs solaires. Cette mesure est réalisée par une cellule photovoltaïque étalonnée, qui sera raccordée le cas échéant par un convertisseur adéquat au télécontrôleur. Dans le cas d'un télésuivi Fonds Chaleur, la mesure d irradiation ne sera pas imposée. Cependant, le télécontrôleur devra prévoir à l origine une voie analogique (0-10V) supplémentaire, dans le but de connecter pour un besoin particulier (audits ponctuel notamment), cette sonde de mesure d irradiation. L Observatoire Solaire Thermique recalculera les irradiations dans le plan des capteurs, à partir des données de la station météorologique la plus proche ou la plus représentative, de l'inclinaison et de l'orientation des capteurs et du profil de masque éventuel. Page 2 sur 18

3 Caractéristiques des sondes et mesureurs, Mise en œuvre et pose 1. Sondes de température La mesure de la température de l'eau doit s'effectuer à l'aide d'une sonde adaptée à la plage de température mesurée, et notamment aux températures maximales pouvant être atteintes par l'installation, en fonction de leur emplacement. La sonde de température du capteur doit supporter la température de stagnation du capteur sans que sa précision n'en soit altérée de plus de 1K. Celle du ballon de stockage doit supporter de 0 C à 100 C, sans varier de plus de 1K. Les mesures de température s'effectuent généralement à l aide de thermistances dont la résistance diminue avec la température (sondes de platine du type Pt100 ou Pt1000). Elles transmettent un signal électrique proportionnel à la température. La norme NF EN prévoit deux classes de précision (A et B) pour les sondes de températures. Classe de tolérance Tolérance (ou de précision) ( C) A T B T T valeur absolue de la température ( C) Les câbles de liaison introduisent une erreur de mesure, fonction de leur longueur et de leur section. Le câble de liaison entre la sonde et le boîtier d'acquisition doit avoir une section de 0,9 mm². Le raccordement est un raccordement de type 2 fils. Cela permet, à moindre coût, de conserver une précision de la mesure même pour de grandes distances de raccordement. Section conducteur (mm²) Résistance de câble (20m de conducteur) (Ω) Pt 100 Ecart de température ( C) Pt 1000 Ecart de température ( C) 1,5 0,227 0,58 0,038 0,9 0,378 0,967 0,063 0,6 0,567 1,45 0,094 0,3 1,133 2,90 0,189 Erreurs introduites par les fils de raccordement Les câbles de raccordement de la sonde capteur doivent résister aux températures maximales pouvant être atteintes par l'installation de manière à pouvoir être placés le long des canalisations. Des câbles en silicone supportant des températures jusqu'à 180 C seront à privilégier. La grandeur essentielle dans le suivi étant la différence de température d'un liquide en amont et en aval d'un échangeur thermique, il convient de sélectionner des couples de sonde de température appairés, et de conserver une longueur de câble de liaison identique pour les deux sondes concernées. Il faut enrouler et fixer la longueur excédentaire pour conserver une longueur identique sur toutes les sondes. Si le câble doit être prolongé, le prolongement s'effectuera par câble 2 x 1 mm², raccordé par épissure soudée et parfaitement isolée (utiliser de la gaine thermorétractable ou bande adhésive spéciale électricité). Les sondes doivent être accessibles pour assurer les opérations d'entretien et de maintenance. Les sondes de températures seront obligatoirement posées en doigt de gant. La présence du doigt de gant présente l'avantage de permettre un remplacement de la Page 3 sur 18

4 sonde sans pour autant devoir vidanger tout ou partie de l'installation. Le doigt de gant doit être rempli de pâte conductrice ou d'huile silicone à grande conductivité thermique. La longueur de la sonde doit être adaptée au diamètre de la canalisation de telle manière à ce que l'élément sensible (extrémité du plongeur) se situe au centre de la canalisation. Les sondes peuvent prendre place : - Soit sur une canalisation droite, le plongeur devant alors être incliné à 45 et placé à contre-courant, - Soit dans un coude, position préférable, la turbulence de l'accident permettant d'avoir une meilleure homogénéité de la température. De plus, pour les faibles diamètres, la présence de l'accident permet une intégration plus simple, quelle que soit la longueur du plongeur. Les sondes mises en oeuvre doivent être calorifugées et protégées des infiltrations d'eau. Le degré de protection des sondes de température est au minimum IP33. L emplacement et la pose des sondes de température doivent permettre d'obtenir une précision suffisante de la mesure. Pour garder le maximum de précision, les sondes utilisées seront des Pt Mesureurs de volume (eau froide) ou débit (eau chaude) La consommation d Eau Chaude Sanitaire est mesurée par un capteur hydraulique qui, placé à l'entrée du ballon ou de l'échangeur, émet un signal chaque fois qu une quantité volumique ou massique de fluide caloporteur le traverse. Il aussi pour fonction de mesurer le débit du fluide en circulation dans le circuit hydraulique (d où le nom de débitmètre). Il doit créer aussi peu de pertes de charge possible. Il doit avoir une précision suffisante et surtout être fiable dans le temps. Les compteurs d eau les plus couramment rencontrés pour les applications de comptage dans les bâtiments sont des compteurs mécaniques soit volumétriques (à piston oscillant) soit de vitesses (Woltman, à jet unique, à jets multiples). Mais on commence à voir apparaître des appareils sans pièce mobile, qui permettent de prolonger leur durée de vie : mesureur à ultrasons, à vortex ou à oscillateur fluidique. Page 4 sur 18

5 Pour les mesures de consommation d'eau, la plage de mesure est particulièrement large puisque le débit peut varier d'une valeur très faible (un robinet de lave-mains ouvert) jusqu'à des valeurs très importantes (soutirage simultané dans de nombreuses salles de bains). On choisira donc l'appareil pour une plage de température de fonctionnement de 10 à 100 C en règle générale, et en fonction du débit maximum de puisage (ou débit de pointe V Pointe ). Remarque : Pour les immeubles de logements, ce débit peut être estimé à l'aide des formules suivantes : V Pointe = 50 * N * S [litres/10min] Avec S : coefficient de simultanéité S = 1 / (N - 1) + 0,17 N : nombre de logements standards : N = Σ (p * Nombre de logements réels) Type Equipement coefficient p F1 1 douche 0,6 F2 1 baignoire 1 F3 1 baignoire 1 F4 1 baignoire + 1 douche 1,3 F5 2 baignoires 1,5 Pour les compteurs d'eau froide, la précision du comptage dépend de la qualité métrologique de chaque appareil. Il existe 3 classes de précision A, B et C Classe de tolérance (ou de précision) Tolérance q min (l/s) A 0,04.q n 0,100.q n B 0,02.q n 0,080.q n C 0,01.q n 0,015.q n q min débit minimal de fonctionnement du compteur q t débit de transition Tolérance q t (l/s) Pour les compteurs d'eau chaude, la précision du comptage dépend de la qualité métrologique de chaque appareil. Il existe 4 classes de précision A, B, C et D Classe de tolérance (ou de précision) Tolérance q min (l/s) A 0,04.q n 0,100.q n B 0,02.q n 0,080.q n C 0,01.q n 0,060.q n D 0,01.q n 0,015.q n q min débit minimal de fonctionnement du compteur q t débit de transition Tolérance q t (l/s) Pour un débit compris entre q min et q t, la précision du compteur est meilleure que 5 %. Pour un débit supérieur au débit de transition q t, la précision du compteur est meilleure que 2 %. Page 5 sur 18

6 Les compteurs principalement proposés par les constructeurs sont généralement des compteurs volumétriques à piston oscillant. Ils ne nécessitent aucune longueur droite et peuvent être posés dans n importe quelle position. Les compteurs à turbine ou à hélices doivent être impérativement installés horizontalement (sauf préconisation spécifique du fabricant) et respecter en amont et en aval du compteur des longueurs droites préconisées par le fabricant (pouvant être remplacées parfois par des nids d abeilles ou à grille). Leur pose s'accompagne d'un certain nombre d'accessoires : - Un filtre en amont, obligatoire pour les compteurs à turbine ou à hélice. Le filtre doit être facilement démontable. - Des vannes d'isolement, pour en simplifier le démontage en cas de dysfonctionnement ou d'entretien, - Cônes de réduction : le diamètre des attentes de raccordement du compteur peut être différent de celui des canalisations, - Robinet de vidange, placé entre les deux vannes d'isolement, - Organes de purge, clapet anti-retour (en aval du compteur)... - Raccordement par câbles blindés Il convient de respecter le sens de raccordement du compteur. Pour le télérelevé, les compteurs seront munis d'un dispositif d émission à impulsions. Le poids d impulsions est directement lié au débit nominal q n et à la technologie du compteur. Pour les débits nominaux faibles, les poids d impulsion fréquents sont de 0.1, 0.25, 0.5, ou 1 l/impulsion. La fréquence est fixée en usine. Le nombre d impulsions est proportionnel au débit. Un registre comptabilise le nombre d impulsions émises et reconstitue l index du compteur µcontrôleur Bobine Roue aimantée Les compteurs positionnés sur l'ecs seront des compteurs volumétriques présentant une extrême précision, de classe C, capables de détecter de faibles débits. Page 6 sur 18

7 3. Compteurs d énergie thermique Un compteur d énergie thermique est un instrument destiné à mesurer l énergie qui est absorbée (refroidissement) ou cédée (chauffage) par un fluide caloporteur dans un circuit hydraulique. Le compteur fournit la quantité d énergie thermique en unités de mesure légales (kilowattheure). Un compteur d énergie thermique se compose des sous-ensembles suivants : - un capteur hydraulique qui, placé à l'entrée du ballon ou de l'échangeur et traversé par le liquide caloporteur, émet un signal fonction du débit volumique ou massique. Les plus couramment rencontrés pour les applications de comptage dans les bâtiments sont des compteurs mécaniques soit volumétriques (à piston oscillant) soit de vitesses (Woltman, à jet unique, à jets multiples). Mais on commence à voir apparaître des appareils sans pièce mobile, qui permettent de prolonger leur durée de vie : mesureur à ultrasons, à vortex ou à oscillateur fluidique. Le calibre du capteur hydraulique sera choisi en fonction du débit traversant. Ce dernier peut être approximé par la formule suivante, connaissant la puissance maximum P max à fournir et l écart de température T estimé sur le circuit (par défaut 20 C pour l eau chaude, 70 C pour l eau surchauffée ) : Q n estimé = ( 0,86 x P max ) / T estimé [m 3 /h] Avec Qn : débit auquel peut fonctionner le capteur hydraulique 24/24 - une paire de sondes de température (montées avec ou sans doigt de gant) qui mesure les températures du liquide caloporteur à l'entrée et à la sortie du circuit d'échange thermique, - un calculateur qui reçoit des signaux du capteur hydraulique et des sondes de température et qui calcule par intégration des différentes données successives mesurées, la quantité d'énergie thermique échangée (produit de la puissance produite ou dissipée par l intervalle de temps (aussi court que possible) qui sépare deux mesures). La formule de calcul de la puissance est : P = Q x Cv x T [en kw] Avec Cv : capacité calorifique, fonction des propriétés du liquide caloporteur aux températures et à la pression correspondantes Remarque : Installation à débit constant Recommandations : Q installation < Qn capteur hydraulique. Dans le cas d un débit d installation théorique, il est prudent de majorer Q installation x 1,25 < Qn capteur hydraulique. Le débit à sélectionner est fonction du débit max. permanent assuré par la pompe ou par la mise en parallèle des 2 pompes Installation à débit variable Le débit variant en fonction de la demande, il faut choisir un capteur hydraulique ayant une grande dynamique de mesure. La dynamique de mesure est donnée par le rapport : Dy = Q max / Q min Recommandations : Q max installation < à 1,5 x Qn capteur hydraulique Page 7 sur 18

8 La précision du comptage dépend de la qualité métrologique de chaque sous ensemble précité (capteur hydraulique, sonde de température, calculateur). L erreur maximale tolérée d un compteur d énergie thermique sera la somme arithmétique des erreurs maximales tolérées des sous-ensembles. Conformément à la norme européenne EN , les capteurs hydrauliques des compteurs d'énergie thermique peuvent appartenir à l'une des trois classes d'exactitude suivantes : Classe de tolérance (ou de précision) Tolérance Ef (l/s) Tolérance Ef (%) 1 ± (1 + 0,01 Qn/Q) < ± 3,5 % 2 ± (2 + 0,02 Qn/Q) < ± 5 % 3 ± (3 + 0,05 Qn/Q) < ± 5 % Q n débit nominal auquel peut fonctionner le capteur hydraulique 24/24 Q débit réel de l installation L'erreur Ef relie la valeur indiquée à la valeur vraie conventionnelle de la relation entre le signal de sortie du capteur hydraulique et le débit volumique ou massique. Remarque : Erreur Maximale Tolérée Calculateur Ec = ± (0,5 + T min / T) où l'erreur Ec relie la valeur indiquée de l'énergie thermique à la valeur vraie conventionnelle de cette énergie. Erreur Maximale Tolérée Paire de sondes de température Et = ± (0,5 + 3 T min / T) où l'erreur Et relie la valeur indiquée à la valeur vraie conventionnelle de la relation entre le signal de sortie de la paire de sondes de température et la différence de température. Les compteurs d énergie thermique sont également répartis en classes d environnement en fonction de leur usage. La norme NF EN 1434 établit 3 classes : Classe d environnement A B C Usage domestique, installations intérieures Usage domestique, installations extérieures Usage industriel Le compteur d énergie thermique doit être installé conformément aux instructions du fournisseur, et des règles de l art. Des précautions doivent être prises en ce sens pour éviter, lors de conditions hydrauliques défavorables (cavitation, surpression, coup de bélier), d occasionner des détériorations au compteur d énergie thermique (vibrations, chocs, ). Ce dernier doit également être installé à une distance suffisante des sources de perturbations électromagnétiques (appareillage de commutation, moteurs électriques, lampes fluorescentes ). Le cas échéant, il doit être relié à la terre et/ou être protégé par un dispositif externe de protection contre les surintensités dues à la foudre. Le compteur d énergie thermique doit être positionné de préférence sur le circuit dont le niveau de température est le plus faible. Il faut profiter du brassage de l'eau, créé par le compteur, et placer la sonde de mesure de température en aval de celui-ci. Page 8 sur 18

9 Il est particulièrement important d'installer les deux sondes de température à plongeur de façon similaire et de les placer sur des canalisations droites de préférence. Les sondes appairées ne doivent pas être dissociées. Les câbles transmettant les signaux de mesures ne doivent pas être positionnés directement le long d autres câbles, tels que les câbles d alimentation du secteur, les câbles d alimentation basse tension et les câbles de commutation de données, et doivent être fixés séparément. La distance entre ces deux groupes de câbles ne doit pas être inférieur à 50mm. En général, tous les compteurs proposés actuellement sur le marché sont de classe 1 et adaptés aux plages de débits et de températures mesurés. Les compteurs positionnés sur les circuits hydrauliques seront donc équipés de compteurs de classe 1. On choisira de préférence des appareils sans pièce mobile, afin de prolonger leur durée de vie. Cette prescription est particulièrement recommandée pour les circuits à débit continu ou permanent (appoint hydraulique, bouclage). Dans le cas d'un relevé manuel (X3A), les compteurs seront équipés d'une mémorisation interne mensuelle des index, permettant de conserver une année de mesures. Dans le cas d un télérelevé (X10A), les compteurs seront équipés d'un report d information de type impulsionnel (tout ou rien) ou M-Bus (adressage des différentes mesures, voire états d erreur, ). µcontrôleur Bobine Sonde de température Roue aimantée 4. Compteur d énergie électrique Les compteurs d'énergie électrique doivent être posés conformément aux règles de sécurité électrique, soit dans le tableau électrique de l'usager, soit dans un tableau électrique indépendant. Il convient de vérifier le sens de pose des transformateurs d'intensité selon les modèles choisis. Page 9 sur 18

10 Les compteurs électriques seront de classe 1. Leur calibre sera choisi en fonction de la puissance des résistances électriques qu'ils alimentent (cas des générateurs d'appoint) ou des auxiliaires (pompes, vannes, etc ). Les énergies électriques comptées devront être relayées au télécontrôleur, pour stockage avant envoi à l Observatoire Solaire Thermique. 5. Compteur gaz Pour connaître l'énergie apportée à un brûleur à gaz, il faut connaître le volume de gaz consommé et le pouvoir calorifique du gaz utilisé : - Pour le propane, le pouvoir calorifique inférieur PCI est égal à 23.7 kwh/m 3 pour les conditions dites "standards" selon la norme ISO 2533 : K (15 C), Pa - Pour le gaz naturel, le pouvoir calorifique supérieur PCS est donné par le distributeur. Sa valeur dépend de la proportion des gaz en provenance de différents fournisseurs (gaz L, gaz H). Elle doit être relevée sur les factures et devra être communiquée régulièrement à l'observatoire. Le PCS est donné pour les conditions dites "normales" selon la norme DIN 1343 : K (0 C), Pa. Les compteurs gaz doivent respecter les exigences de la CEE et la norme EN 1359, à savoir une erreur inférieure à 3% entre le débit minimum q min et 2 q min, une erreur inférieure à 1,5 % entre le débit maximum q max et 0,1 q max, et une erreur inférieure à 2 % entre 2 q min et 0,1 q max. Leur calibre sera choisi en fonction de la puissance des brûleurs gaz qu'ils alimentent. La pression du gaz et le diamètre des tubulures de raccordement sont également des paramètres de choix du compteur. Les volumes totalisés par les compteurs doivent être corrigés en fonction de la température et de la pression amont du combustible. A titre indicatif, une variation de 3 C de la température du gaz induit une erreur d'environ 1% sur le volume mesuré. Il existe des appareils (des correcteurs) convertissant les volumes bruts mesurés par le compteur gaz en volumes réels aux conditions de référence (température de 0 C ou 15 C et pression de 1013 mbar). Les correcteurs sont raccordés à une sonde de température et une sonde de pression. Ces appareils ne peuvent être envisagés que sur les grosses installations (>100 m²). Pour les installations de taille inférieure à 100 m², on utilisera la procédure de correction simplifiée décrite ci-après. Les mesures faites avec un compteur de gaz volumétrique donnent le volume de gaz consommé Vg. Pour obtenir le contenu énergétique de cette consommation, Vg doit être multiplié par le pouvoir calorifique (inférieur ou supérieur) Cvg et par un facteur correctif Ccor : Qg = Vg * Cvg * Ccor [kwh] Avec Vg : volume de gaz [m 3 ] Cvg : pouvoir calorifique [kwh/m 3 ] Ccor = (T / Tcor) x (Pcor / Pn) Avec T : température normale ou standard (Tn = K or Ts = K), selon le gaz mesuré et la norme correspondante Pn : pression atmosphérique à l'altitude 0 m = Pa = hpa Page 10 sur 18

11 Pcor : pression absolue à l'altitude du compteur = pression atmosphérique à l'altitude du compteur + pression après le détendeur ou le régulateur de pression (pression de distribution) Tcor : température absolue à l'altitude du compteur = T C. Tcor pourra être mesurée en continu par une sonde placée à proximité immédiate du compteur de gaz. Cependant, pour simplifier, on peut prendre en compte les températures suivantes : - Tcor = K pour le gaz naturel (la température du gaz arrivant par réseau enterré varie peu au cours de l'année). T vaut K pour ce gaz - Tcor = T = K pour le propane. Théoriquement, la pression atmosphérique locale à proximité du compteur de gaz devrait être mesurée en continu. Mais pour ne pas alourdir exagérément le coût de la mesure, on peut utiliser la pression atmosphérique moyenne (en considérant que les périodes de haute pression vont compenser les périodes de basse pression), calculée avec l'équation suivante : Pcor = (alt/1000 ) (alt/1000)² Avec alt : altitude [m] [hpa] La mise en oeuvre des formules de corrections indiquées peut se faire en pratique si un télécontrôleur est installé, car dans ce cas, la mesure de la température ne pose pas de problèmes particuliers. En l'absence de télésuivi, on pourra faire une correction globale annuelle au niveau de l'observatoire, en utilisant une température moyenne annuelle estimée et une pression atmosphérique moyenne calculée à partir de l'altitude du lieu de l'installation. La pose d'un compteur gaz nécessite de prévoir certains accessoires : - Un filtre placé en amont et dont le seuil de filtration doit être meilleur que 100 µ (sauf prescription plus sévère du constructeur) - Une manchette de remplacement - Des vannes d'isolement Des longueurs droites sont imposées en amont et aval des compteurs de gaz à turbine. L'installation du compteur gaz doit être conforme à l'arrêté du 02 août 1977 modifié. Il est nécessaire dans le cas d'une télégestion d'équiper les compteurs d'un dispositif d'émission à impulsion. Les dispositifs sont similaires à ceux mis en place pour le comptage d eau. Page 11 sur 18

12 Télérelevé à assurer Dans le cas d un télérelevé (procédure X10A), chaque site sera obligatoirement équipé d un module intelligent (télécontrôleur ou concentrateur) permettant de relever, stocker et transmettre, à échéances programmées vers l Observatoire Solaire Thermique (plateforme de centralisation des informations), l ensemble des valeur mesurées par les sondes de température, les capteurs hydrauliques et les compteurs d énergie thermique, électrique et gaz (fuel) que comporte l installation solaire thermique, à pas de temps dt réguliers. Il relève les valeurs mesurées et effectue les calculs Liaison - Radio - Filaire Flux Entrées/Sorties Entrées logiques (vannes, circulateurs,...) Entrées analogiques (sondes de température, débitmètres,...) Micro Processeur Emetteur Récepteur Mémoire Sorties numériques RS232 L horloge définit l intervalle de temps dt entre chaque mesure Elle stocke les résultats des calculs Figure - Schéma de principe de fonctionnement du télécontrôleur Raccordement d un compteur ou d un capteur hydraulique Ils sont reliés au télécontrôleur : - soit par un câblage fil à fil (via des entrées analogiques adaptées au raccordement de sondes passives et actives, ou via des entrées logiques adaptées au raccordement de compteurs), - soit par une liaison radio (fonction de la portée d émission/réception des capteurs communicants). Raccordement des sondes Les sondes passives du type sondes de température à résistance platine (Pt1000) sont alimentées par le télécontrôleur afin de transformer leur variation de résistance en variation de tension. Les signaux analogiques standard utilisés (afin de faciliter la constitution des systèmes de télégestion et de gestion technique), sont : - en intensité : 4-20 ma - en tension : 0-10 V La fonction d'un télécontrôleur interrogeable à distance permet d informer immédiatement le responsable d exploitation de toutes défaillances ou mauvais fonctionnement de l'un des appareils de l'installation, en contrôlant en permanence les performances de l'installation solaire. Page 12 sur 18

13 1. Transmission des données Le télécontrôleur doit permettre la transmission des données vers l'observatoire Solaire Thermique l ADEME, et lorsqu une GRS existe, vers le prestataire. Dans tous les cas la priorité sera donnée aux transferts vers l Observatoire. Pour cela, l'appareil est directement paramétrable et configurable pour envoyer automatiquement à l'observatoire les fichiers requis de données et résultats correspondant aux spécifications requises, indépendamment de ceux envoyés à l'opérateur GRS lorsqu il y en a un. La procédure X10A impose donc : - que l installation des sondes, compteurs et capteurs hydrauliques soit effective sur chaque installation subventionnée par le Fonds Chaleur, selon le schéma approprié issu de l Annexe 1 ; - que l ensemble de cette instrumentation soit correctement connecté au télécontrôleur ; - que le télécontrôleur soit programmé pour que le micro-processeur puisse effectuer les calculs et enregistrements nécessaires à l écriture des données selon le proforma ci-dessous détaillé ; - et enfin, que la liaison pour transmission des données vers la plateforme de centralisation des informations (serveur de l Observatoire Solaire Thermique), soit assurée par le biais des réseaux de télécommunication fixe (RTC, Ethernet) ou mobile (GSM / GPRS) ; OST Logements Télé contrôleur Tbf 4 Vbcl 3 5 Procédure XnA Tec Tbc 2 Energie Solaire Utile 1 V ECS Tef Page 13 sur 18

14 L évolution rapide et constante du secteur des communications nous donne accès aujourd hui à de nombreuses solutions permettant de réaliser des transferts de données de type filaire (Ethernet, ADSL, RS485,..) ou radio (Wifi, WiMAX, Bluetooth, RF, ), fonction des critères de coût, afin de faciliter l intégration et la portée d émission/réception. 2. Fichiers de données Le télécontrôleur collectera deux fichiers de données : - le premier fichier enregistrera l ensemble des valeurs mesurées (températures / énergies / compteurs identifiées selon Annexe 1), au pas de temps de 10 minutes. Ce fichier est un fichier glissant qui contient les enregistrements à minima sur 3 jours. Il ne sera pas télérelevé automatiquement, mais conservé au sein même de la mémoire du télécontroleur, de manière à garder l'information au cas ou un transfert ponctuel serait demandé par l Observatoire Solaire Thermique. Remarque : ce fichier pourra être demandé lorsque par exemple, une GRS existe, et être télérelevé vers son prestataire. Exemple du premier fichier extractible en reprenant l installation qui sert d exemple pour l illustration de nos propos (CESCC) Grandeur Unité Codage interne Nom du fichier : <IS> <n d identification de l installation solaire > <année> <mois> <jour>.txt N d identification de l'installation solaire <identifiant de la région> <n du département> <année de mise en service> <numéro d ordre> Date Heure Volume d ECS consommée (V ECS ) Alphanumérique 13 caractères jj/mm/aaaa hh:mm:ss Numérique 6 caractères - ex : [litres] ou [m 3 ] Température d eau froide (T ef ) [ C] Numérique 4 caractères - ex : ±062 Température d eau chaude sortie ballon (T ec ) [ C] Numérique 4 caractères - ex : ±062 Consommation de l appoint électrique (Q App ) [kwh] Numérique 6 caractères - ex : Consommation des auxiliaires (Q Aux ) (circulateurs et régulation solaire) [kwh] Numérique 6 caractères - ex : Débit de bouclage (V bcl ) [l/h] ou [m 3 /h] Numérique 6 caractères - ex : Température départ bouclage (T bc ) [ C] Numérique 4 caractères - ex : ±062 Température retour bouclage (T bf ) [ C] Numérique 4 caractères - ex : ±062 Page 14 sur 18

15 Remarque : L identifiant de la région est donné par le Code Officiel Géographique de la région, applicable depuis le 1er janvier 2008 Région Code Région Code Région Code Alsace 42 Franche-Comté 43 Martinique 2 Aquitaine 72 Guadeloupe 1 Midi-Pyrénées 73 Auvergne 83 Guyane 3 Nord-Pas-de-Calais 31 Basse-Normandie 25 Haute-Normandie 23 Pays de la Loire 52 Bourgogne 26 Île-de-France 11 Picardie 22 Bretagne 53 La Réunion 4 Poitou-Charentes 54 Centre 24 Languedoc-Roussillon 91 Provence-Alpes-Côte d'azur 93 Champagne-Ardenne 21 Limousin 74 Rhône-Alpes 82 Corse 94 Lorraine 41 Source : INSEE - le second fichier regroupe les grandeurs énergétiques permettant de réaliser les bilans de l'installation, de calculer les indicateurs et de vérifier son bon fonctionnement. C est un fichier au pas de temps horaire (moyenne des températures, cumul des énergies et des compteurs). Il sera télérelevé quotidiennement par l Observatoire Solaire Thermique (ADEME), et sera constitué des grandeurs suivantes : Grandeur Unité Codage interne Nom du fichier : <IS> <n d identification de l installation solaire > <année> <mois> <jour>.txt N d identification de l'installation solaire <identifiant de la région> <n du département> <année de mise en service> <numéro d ordre> Date Heure Volume d ECS consommée (V ECS ) Alphanumérique 13 caractères jj/mm/aaaa hh:mm:ss Numérique 6 caractères - ex : [litres] ou [m 3 ] Besoin thermique ECS (Q ECS ) [kwh] Numérique 6 caractères - ex : Consommation Energie appoint (Q App ) [kwh] Numérique 6 caractères - ex : Consommation Energie électrique auxiliaires (Q Aux ) [kwh] Numérique 6 caractères - ex : Pertes thermiques de la distribution (Q Dis ) [kwh] Numérique 6 caractères - ex : Température eau froide minimale (Tef min ) [ C] Numérique 4 caractères - ex : ±062 Température eau chaude maximale (Tec max ) [ C] Numérique 4 caractères - ex : ±062 Le fichier est un fichier glissant qui contient 50 enregistrements, de manière à garder l'information si un transfert quotidien échoue. Page 15 sur 18

16 Remarques : Les données issues du transfert depuis les installations seront filtrées et analysées par l Observatoire Solaire Thermique (plateforme de centralisation), avant d être publiées sur un site dédié. Le filtrage a pour objet d éliminer des données erronées ou des valeurs aberrantes. Il sera réalisé généralement par l application de procédures de filtrage automatique. Différents tests de cohérence des données seront réalisés automatiquement par l Observatoire Solaire Thermique, pour déceler des éventuelles erreurs de saisie ou d envoi des données : - Vérification de l'incrémentation des données - Vérification de la cohérence besoins / volume : 30 < ( Q ECS / V) < 80 [kwhm 3 ] Avec Q ECS : incrément journalier de besoin thermique pour l'eau chaude sanitaire [kwh] V : incrément journalier de volume d'eau consommé [m 3 ] - Vérification de la cohérence consommation d'énergie / volume : 50 < ( Q App + ( Q STU ) / V) < 150 [kwhm 3 ] Avec Q App : incrément journalier de consommation d'appoint [kwh] Q STU : incrément journalier d'énergie solaire utile [kwh] V : incrément journalier de volume d'eau consommé [m 3 ] Page 16 sur 18

17 Matériel disponible Liste non exhaustive à compléter Télécontrôleur : Tout système de GTB, GTC à ce jour disponible sur le marché SIEMENS SCHNEIDER SOFREL (S50, S550) ENERGIE SYSTEME NAPAC (TBC, RIO) PERAX (P200XM, P400XI) WIT (CLIP) EWON TBOX/Techno trad (TISI) Energie Système + Energie Vision: Présentation du concept : Filiale de Sopardel du groupe EDF, Energie Système est un intégrateur de systèmes et concepteur de progiciels et de matériels pour la gestion technique du bâtiment. Son rôle est d assurer la performance énergétique de tous les systèmes sur tous les bâtiments. Leur Gestion Technique du Bâtiment gère : - La régulation et l optimisation des chauffages fioul et gaz, électriques et de la climatisation. - Gestion des alarmes. - Comptage de fluide. Le service offert par Energie Système est assez lourd dans le sens où il nécessite, en plus, de requérir différents installateurs : - Un audit et une étude détaillée avant la mise en place de la GTB. - Une formation des utilisateurs. - Un suivi des sites. Technique : La GTB est basé sur un produit appelé «Energy Box Pro & WEB». Il s agit d un automate complet assurant l exploitation des énergies et de la maintenance des installations techniques. Il se compose de modules d entrées/sorties variés ce qui lui offre une certaine évolutivité. Les entrées sorties peuvent être de type analogique ou digital. L automate communique sur un bus Ethernet avec d autres Energie Box ou un pc de supervision. La supervision se fait localement à l aide d un outil spécifique fonctionnant sur un noyau ifix. Celui-ci permet : - De visualiser l ensemble des données du site sur un synoptique. - De modifier l ensemble des paramètres d un objet. - D obtenir une vue globale (site) ou détaillé (objet) à l aide de tableaux synthétiques. - De créer et paramétrer le site ou de nouveaux objets. - De piloter à l aide d un calendrier les objets du site. - De surveiller et de reporter les alarmes. - De compter l énergie et de visualiser les données de comptage. Enfin, le «package» d Energie Système inclut la mise en place d un site web permettant le téléchargement des données (conservation d un historique) et une visualisation simple des informations du site. Synthèse : Contexte : - Supervision, gestion, optimisation avec enregistrement des données. Communication : - Filaire uniquement (Ethernet ou 485). Evolutivité : - Possibilité de rajouter des modules d entrée sortie - Rajout de règles de gestion après analyse. Page 17 sur 18

18 Sécurité : - Aucune. Site web: NAPAC + Kerwin : Concept : Le concept de ce fabricant, au travers de sa gamme Rio, est la simplification et l optimisation des solutions de télégestion. A ce titre, il se rapproche des produits d «Energie Système» tout en laissant des possibilités d adaptation et d évolution importantes. Le cœur du concept est un automate de gestion et d acquisition modulaire. Il a pour but de : - simplifier l'usage et la mise en œuvre des systèmes de télégestion. - optimiser les solutions adaptées à chaque cas. - faciliter la maintenance et l'évolution, dans le temps, du matériel - faciliter l'interopérabilité en aval (réseau de terrain) comme en amont (système d'information Intranet/Internet). Technique : RIO est un automate de gestion modulaire qui repose sur un micro 32 bits. Il possède 8Mo de mémoire ainsi que deux voies de communication RS232. A l inverse de l Energie Box, la communication ne se fait pas par Ethernet, mais par modem RTC ou GSM.. Des cartes supplémentaires permettent d ajouter des entrées sorties analogiques ou numériques. L aspect intéressant du produit est sa flexibilité puisqu il est possible de coder ses propres fonctions de gestion en utilisant un espace mémoire réservé et indépendant du cœur. Synthèse : Contexte : - Automate de télégestion avec possibilité de coder ses propres fonctions. Communication : - Filaire uniquement (485 ou 232). Evolutivité : - Possibilité de rajouter des modules d entrée sortie - Codage de fonctions personnalisées. Sécurité : - Aucune. Site web: Page 18 sur 18