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2 Sommaire 1. ETUDE DU SYSTEME TECHNIQUE : CHAUFFAGE DOMESTIQUE ELECTRIQUE PILOTE PAR TELEPHONE MISE EN SITUATION Généralités sur le chauffage domestique Comparatifs Présentation du système et de son environnement DIAGRAMME SAGITTAL Description des éléments du système et de son environnement Définition des liaisons du diagramme sagittal L INSTALLATION ELECTRIQUE DU SYSTEME Schéma électrique Présentation de l interrupteur horaire PROG ( réf : 03753) Liste du matériel électrique Paramétrages et fonctionnement du système ETUDE DE L OBJET TECHNIQUE : THERMOSTAT D AMBIANCE PILOTE PAR TELEPHONE MISE EN SITUATION DE L OBJET TECHNIQUE Principe du chauffage piloté par téléphone Caractéristiques techniques du thermostat d ambiance piloté par téléphone ETUDE DU SCHEMA FONCTIONNEL DE NIVEAU II DU THERMOSTAT D AMBIANCE PILOTE PAR TELEPHONE Schéma fonctionnel de niveau II du thermostat d ambiance piloté par téléphone Définition des entrées/sorties Fonction d usage ALGORIGRAMMES Paramétrages sur site Paramétrages à distance ANNEXE 1 : LE CHAUFFAGE ELECTRIQUE PRINCIPE LES DIFFERENTS APPAREILS DE CHAUFFAGE Les convecteurs Les panneaux rayonnants Les accumulateurs Autres appareils de chauffage électriques REGULATION ET PROGRAMMATION HORAIRE DU CHAUFFAGE ELECTRIQUE Paramètres à considérer pour la gestion du chauffage électrique Les types de régulation Choix d un programmateur et d un thermostat ANNEXE 2 : CHOIX DE LA PUISSANCE D UN CHAUFFAGE ELECTRIQUE LES PARAMETRES DE CALCUL DE LA PUISSANCE CALCUL DE LA PUISSANCE A INSTALLER REPARTITION DES PUISSANCES CARTE DES ZONES CLIMATIQUES D HIVER CARTE DES TEMPERATURES EXTERIEURES DE BASE ANNEXE 3 : NOTICE D UTILISATION DU THERMOSTAT K MONTAGE ET RACCORDEMENT Equipement Mise en place UTILISATION Instauration du code personnel Etablissement de la communication Demande d information sur l état actuel Basculement de l état jour/nuit ETALONNAGE DE LA GRADUATION ANNEXE 4 : INTERRUPTEURS HORAIRES JOURNALIERS ANNEXE 5 : CONTACTEURS DE PUISSANCE BIPOLAIRES Système de chauffage piloté par téléphone page 2

3 1. Etude du système technique : chauffage domestique électrique piloté par téléphone 1.1 Mise en situation Généralités sur le chauffage domestique Le premier moyen de chauffage domestique était le feu, que les hommes utilisaient pour chauffer leurs demeures. Les poêles et les différents types de braseros, dont l'invention est attribuée aux romains, sont encore employés un peu partout dans le monde. Aujourd hui, dans les pays industrialisés, la chaleur nécessaire au chauffage est fournie par différentes méthodes : - combustion de composés solides, liquides ou gazeux, - transformation d'énergie électrique en chaleur, - transformation d'énergie naturelle (énergies solaire, éolienne, géothermique) en chaleur. Le procédé de chauffage domestique peut être direct ou indirect: - Chauffage direct : Les sources de chaleur, implantées dans chaque pièce, produisent et transmettent directement l énergie calorifique. On utilise par exemple une cheminée, un poêle, un radiateur électrique. - Chauffage indirect (chauffage central) : La chaleur est produite par une chaudière et véhiculée à toutes les pièces par un fluide caloporteur ( la vapeur d eau, l eau ou l air) aux travers de gaines ou de canalisations. La circulation du fluide caloporteur s effectue par effet de thermosiphon ( circulation naturelle due à des différences de densité) ou à l aide de ventilateur ou de pompe (circulation forcée). La chaleur est ensuite transmise par convection à des éléments tubulaires : les corps de chauffe (radiateur ou convecteur). Pour obtenir un chauffage performant, il faut agir sur les cinq composantes suivantes, en effectuant les choix judicieux concernant : - le type de chauffage: électrique, central (chaudière à combustion) ou à énergie naturelle ; - l isolation thermique : elle peut se faire de l intérieur ou de l extérieur, elle vise à limiter les déperditions de chaleur dues à la nature des matériaux de constructions ; - la ventilation mécanique contrôlée (VMC) : elle assure le renouvellement de l air, indispensable d une part pour le bien vivre (hygiène, respiration, suppression des odeurs) et d autre part pour l élimination de l humidité ; - la régulation de température : centralisée ou décentralisée, dans chaque pièce de l habitation, elle vise à maintenir la température ambiante à une température constante, appelée température de consigne ; - la programmation horaire : elle permet une gestion économique de l installation en ajustant automatiquement la température de consigne en fonction des besoins ( jour ou nuit ) et de l occupation du logement. Système de chauffage piloté par téléphone page 3

4 1.1.2 Comparatifs. Type de l installation Avantages Inconvénients Chauffage électrique - facile à installer sans travaux trop importants - propre : pas de stockage - primes accordées dans le cadre des labels Promotelec - installation souvent moins chère que pour d'autres énergies - restitution de 100 % d'énergie consommée : pas de perte - exploitation relativement onéreuse - très bonne isolation obligatoire - la chaleur produite est désagréable car elle assèche l'air et est très inégalement répartie dans la pièce (air froid au niveau du sol, air surchauffé au niveau du plafond Chauffage central avec radiateurs muraux ( chaudière fioul, gaz,.) Chauffage central au sol basse température - chauffage associant convexion et radiation. - bonne répartition de la chaleur - chauffage de type radiant et à basse température (les chauffages au sol modernes n occasionnent plus de problème de circulation sanguine aux jambes comme autrefois), - aucune place prise sur les murs, -convient bien pour pièces hautes (mezzanine, plafonds rampants) - chaleur uniformément répartie dans toute la pièce (homogène et confortable) - coût d installation moyen - nécessité de stocker le combustible dans une cuve et d en assurer périodiquement le réapprovisionnement - coût d installation très élevé - grande inertie thermique (compter plusieurs heures pour réchauffer une pièce), - impose une régulation évoluée avec sonde thermique extérieure. - limitations sur le choix de revêtements de sols : moquettes et parquets épais déconseillés Présentation du système et de son environnement. Le système «chauffage domestique électrique piloté par téléphone» qui fait l objet de notre étude est architecturé autour d un thermostat d ambiance piloté par téléphone, fabriqué et distribué par la société VELLMAN sous la référence K6502. L installation de chauffage domestique décrite par la suite est à conseiller en rénovation pour des raisons de moindre coût et pour des convecteurs ne possédant pas de fil pilote ou de commande CPL (voir recommandations de L ADEME). Système de chauffage piloté par téléphone page 4

5 1.2 Diagramme sagittal. Secteur EDF 230V/50Hz 11 Interrupteur horaire journalier OT Appareillage électrique de commande et de protection OT Convecteurs électriques avec thermostats intégrés OT6 Réseau Téléphonique Commuté OT S S 7 E 8 Thermostat 9 d ambiance 1 piloté 5 par téléphone E 1 4 Poste téléphonique OT OT1 4 S Utilisateur E Habitation Système de chauffage piloté par téléphone page 5

6 1.2.1 Description des éléments du système et de son environnement. OT1 : Thermostat d ambiance piloté par téléphone Lorsque la régulation de température est centralisée ( la nuit ou en période d inoccupation du logement de plus de 48 heures), ce thermostat d ambiance maintient la même température réduite dans toutes les pièces. Il commande alors le chauffage à travers l OT «Appareillage électrique de commande et de protection» en fonction de : - de la température ambiante de la pièce où il est implanté, - des niveaux de consignes préréglés par l utilisateur, - de la température de consigne sélectionnée : confort ou réduite. Ce thermostat d ambiance peut être paramétré à distance via une ligne téléphonique. La commande à distance s effectue par les touches du téléphone possédant une numérotation DTMF. Toute consultation de l état de fonctionnement du thermostat et tout paramétrage à distance, sont communiqués à l utilisateur sous forme de signaux sonores et sécurisés à l aide de codes d accès. OT2 : Poste téléphonique Le poste téléphonique utilisé doit posséder un clavier à touche pour permettre une numérotation de type DTMF (voir le standard DTMF en annexe 4 page 52 ). Il permet à l'utilisateur : - de paramétrer l OT " Thermostat d ambiance piloté par téléphone" à distance à travers l OT " Réseau Téléphonique Commuté ". - de recevoir des informations sonores sur les états de fonctionnement de l OT " Thermostat d ambiance piloté par téléphone ". OT3 : Réseau téléphonique commuté Le Réseau Téléphonique Commuté (R.T.C.) permet de transmettre et de recevoir des informations provenant de l utilisateur et de l OT " Thermostat d ambiance piloté par téléphone" (voir la présentation du Réseau Téléphonique Commuté en annexe 4 page 50 et 51). OT4 : Interrupteur horaire journalier L interrupteur horaire journalier est une horloge électromécanique programmable sur 24 heures : chaque jour, il effectue le même cycle de programmation( voir fonctionnement page 9 ). Il possède en sortie un contact inverseur qui bascule en fonction : - de la programmation effectuée par l utilisateur, - et de l heure. Il commande à travers l OT " Appareillage électrique de commande du chauffage" le passage d une régulation de température centralisée à une régulation de température décentralisée ou inversement. Il assure donc la gestion de l énergie sur une journée. OT5 : Appareillage électrique de commande et de protection L appareillage électrique de commande et de protection regroupe : - des contacteurs électriques qui assurent l interfaçage de puissance entre la partie commande de l installation électrique ( thermostat d ambiance piloté par téléphone et interrupteur horaire ) et la partie puissance ( les convecteurs de chauffage). - des disjoncteurs magnéto-thermiques qui protégent l installation électrique du chauffage contre d éventuels surintensités ou court-circuits. Système de chauffage piloté par téléphone page 6

7 L appareillage électrique de commande distribue l énergie électrique ( secteur EDF 230V/50Hz) aux différents convecteurs en fonction des ordres envoyés par l interrupteur horaire journalier ou par le thermostat d ambiance. OT6 : Convecteurs électriques avec thermostats intégrés Cinq convecteurs, répartis dans les différentes pièces du logement, assurent la production de chaleur nécessaire au chauffage de l habitation. De puissances différentes, choisies en fonction du volume de chaque pièce, chaque convecteur possède un thermostat électromécanique intégré. Ces thermostats intégrés régulent la température pièce par pièce lorsque la régulation est décentralisée. Les convecteurs transforment l énergie électrique issue de l OT " Appareillage électrique de commande et de protection" en énergie calorifique. L utilisateur L utilisateur : - règle les températures de consigne de confort et réduite de l OT " Thermostat d ambiance piloté par téléphone", - sélectionne la consigne confort ou réduite, soit sur site par action manuelle sur un bouton poussoir situé sur la face avant de l OT " Thermostat d ambiance piloté par téléphone", soit à distance via la ligne téléphonique. - règle les températures de consigne de chaque convecteur. - programme l OT "Interrupteur horaire journalier" en fonction de ses besoins en chauffage sur une journée, - consulte ou paramètre à distance le chauffage de son domicile via le téléphone - perçoit et apprécie la chaleur dégagée par les convecteurs. L habitation L habitation est située dans la région de Clermont-Ferrand ( département 63 du Puy de Dôme), a une surface habitable de 78,13 m² et comprend cinq pièces principales à chauffer : - un séjour de 27,98 m², - une cuisine de 12,43 m², - 2 chambres à coucher respectivement de 10,85 m 2 et 11,82 m², - une entrée de 8,5 m 2. La salle de bain et les toilettes (5,2 m² et 1,35 m²), du fait de leur occupation aléatoire, possèdent un chauffage autonome de type convecteur soufflant que l utilisateur mettra en service selon ses besoins. L habitation reçoit la chaleur émise par l ensemble des convecteurs et les différents thermostats captent les températures ambiantes qui en résultent Définition des liaisons du diagramme sagittal. Liaison 1, informations visuelles renseignant l utilisateur sur : - les valeurs des températures de consigne réglées, - la température de consigne sélectionnée (confort ou réduite), - la mise en communication téléphonique du thermostat, - l état du chauffage (arrêt ou marche). Liaison 2, actions manuelles de l utilisateur pour : - les réglages des niveaux des températures de consigne confort et réduite - la sélection de la consigne (confort ou réduite). Système de chauffage piloté par téléphone page 7

8 Liaison 3, informations sonores : - du retour d appel téléphonique ou de l occupation de la ligne, - relatives aux états de fonctionnement du thermostat. Liaison 4, actions manuelles sur le clavier du poste de téléphone pour : - le numéro d appel du domicile, - les codes de paramétrage du thermostat. Liaison 5, action manuelle pour la programmation horaire. Liaison 6, signaux électriques codés en DTMF, images des touches frappées sur le clavier. Liaison 7, signaux électriques représentatifs : - du retour d appel téléphonique ou de l occupation de la ligne, - des états de fonctionnement du thermostat. Liaison 8, signaux électriques représentatifs : - de l appel téléphonique au domicile, - des codes DTMF pour le paramétrage à distance du thermostat. Liaison 9, signaux électriques représentatifs des états de fonctionnement du thermostat. Liaison 10, signal électrique de commande d une régulation centralisée ou décentralisée. Liaison 11, énergie électrique issue du réseau EDF. Liaison 12, énergie électrique contrôlée. Liaison 13, énergie calorifique. Liaison 14, température ambiante. Liaison 15, commande du chauffage lorsque la régulation est centralisée. Liaison 16, action manuelle de réglage des thermostats des convecteurs. Système de chauffage piloté par téléphone page 8

9 1.3 L installation électrique du système Schéma électrique Présentation de l interrupteur horaire PROG ( réf : 03753) Horaire nuit = segment enfoncé Horaire jour = segment tiré Sélecteur du fonctionnement Mise à l heure Positionnement des segments = interrupteur horaire inactif = marche automatique ( programmation) 1 = marche forcée Système de chauffage piloté par téléphone page 9

10 1.3.3 Liste du matériel électrique. Repère Caractéristiques Référence Disjoncteur divisionnaire (magnéto-thermique) DX 10 ka : Q1-1PH +1 N, LEGRAND - In = 16A, Réf : V ~. Q2 TH1 KM1 PROG CONV1 à CONV5 Disjoncteur divisionnaire (magnéto-thermique) DX 10 ka : - 1PH +1 N, - In = 32A V ~. Thermostat d ambiance piloté par téléphone : - tension d alimentation 230V~ / 50Hz, - 1 sortie par contact inverseur 5A/240V ~ (1200 W), Contacteur de puissance bipolaire : - Bobine : 230V~ / 50Hz - Contact : 2F - Imax = 40 A - tension d emploi 250V ~ Interrupteur horaire journalier programmable : - à cadran analogique horizontal, - période de programmation sur 24 heures par segment imperdables avec interrupteur de marche forcée en face avant, - durée d un segment égale à 15 mn, - réserve de marche 100 heures, - 1 sortie 16 A par contact inverseur Convecteurs électriques : - certifié NF et CE, de classe II, IP24 IK 08 - avec régulation interne électromécanique à tension de vapeur de catégorie B (+/- 1 C), - interrupteur bipolaire marche / arrêt, - raccordement 2 fils, - tension d utilisation 230V ~, - puissance : 2,5 kw pour CONV1 et 1 kw pour CONV2 à CONV5. LEGRAND Réf : VELLEMAN Réf : K6502 LEGRAND Réf : LEGRAND Réf : APPLIMO Gamme SOLO Réf : EB et Réf : EB Système de chauffage piloté par téléphone page 10

11 1.3.4 Paramétrages et fonctionnement du système. Lorsque le logement est habité, l interrupteur horaire journalier programmable PROG est en marche automatique : l utilisateur a donc pris soin de placer le sélecteur de PROG sur. Mode de régulation Action de PROG La journée (1) La nuit (2) Décentralisée : la consigne confort est assurée localement par les thermostats de chaque convecteur : régulation pièce par pièce avec des consignes adaptées à l occupation des pièces. Le contact inverseur de PROG se positionne automatiquement sur JOUR provocant la fermeture du Centralisée : La consigne réduite est assurée de façon centralisée par TH1: toutes les pièces possèdent la même température que le lieu d implantation de TH1. Le contact inverseur de PROG se positionne automatiquement sur NUIT. contact de KM1. L utilisateur : - sélectionne la consigne réduite ( à l aide du bouton poussoir situé sur la face avant de l appareil) Paramétrage de - règle une température de consigne réduite de 14 C à 16 C. TH1 Attention, les températures de consigne de chaque convecteur doivent être obligatoirement supérieures à la température de consigne réduite réglée sur le thermostat TH1. (1) et (2) plages horaires programmées par exemple respectivement de 6H à 23H et de 23H à 6H. Lorsque le logement est inoccupée pour plus de 48 heures, l interrupteur horaire journalier programmable PROG est inactif : l utilisateur a donc pris soin de positionner le sélecteur de PROG sur «0». La journée La nuit Mode de régulation - Centralisée, la température de l habitation est maintenue à 6 C à 8 C (température hors-gel) par TH1 pendant l inoccupation du logement. En anticipant son retour, l utilisateur peut à distance via le téléphone basculer son chauffage en mode confort. Paramétrage de TH1 L utilisateur : - sélectionne, à son départ, la consigne réduite ( à l aide du bouton poussoir situé sur la face avant de l appareil) - règle une température de consigne réduite de 6 C à 8 C (température hors-gel). - règle une température de confort de 16 C à 18 C. Système de chauffage piloté par téléphone page 11

12 2 Etude de l objet technique : Thermostat d ambiance piloté par téléphone. 2.1 Mise en situation de l objet technique Principe du chauffage piloté par téléphone. - extrait du guide pratique «la régulation du chauffage individuel» édité par l ADEME : Agence De l Environnement et de la Maîtrise de l Energie PILOTEZ VOTRE CHAUFFAGE PAR TÉLÉPHONE, C EST PRATIQUE Vous quittez votre domicile pour quelques jours sans savoir exactement la date du retour? Vous souhaitez partir en week-end dans votre résidence secondaire et arriver dans une maison où il fait bon vivre? Mais vous voulez éviter de demander à un voisin de monter le chauffage parce que vous arrivez ou de l arrêter parce que vous avez un empêchement de dernière minute. La seule solution : la télécommande par téléphone qui effectue la mise en marche (ou l arrêt) de votre installation de chauffage. Principe de fonctionnement Vous appelez le numéro de téléphone de votre résidence (où est installée la télécommande), puis vous composez sur le clavier téléphonique les codes qui seront interprétés par la télécommande pour exécuter vos ordres de commande. Caractéristiques Aujourd hui il existe sur le marché de nombreuses télécommandes par téléphone universelles pour tous types de chauffage à eau chaude ou électrique. On retrouve le plus souvent les caractéristiques ci-dessous : - une ou plusieurs voies indépendantes pour effectuer plusieurs commandes à distance (chauffage, arrosage, etc.). Les différents ordres de commandes de l installation peuvent être : la mise en marche permanente, la mise en marche temporisée, l arrêt ; - de plus en plus souvent, une fonction thermostat Système de chauffage piloté par téléphone page 12

13 d ambiance est intégrée, ce qui permet le maintien d une température hors-gel avec possibilité de modification de la température à distance ; - généralement un code d accès à 4 chiffres personnalisable pour plus de sécurité dans l utilisation ; - parfois une synthèse vocale en français (guide d utilisation, information sur la température ambiante, etc.) ; - un fonctionnement compatible avec l emploi d un répondeur téléphonique sur la même ligne téléphonique. Système de chauffage piloté par téléphone page 13

14 2.1.2 Caractéristiques techniques du thermostat d ambiance piloté par téléphone LED rouge, signalisation de la prise de ligne téléphonique par le thermostat bouton poussoir de sélection manuelle de la consigne confort ou réduite LED jaune et verte, signalisation de la sélection d une consigne confort ou réduite LED rouge, signalisation l état du chauffage ( marche ou arrêt ) potentiomètre de réglage de la température de consigne confort potentiomètre de réglage de la température de consigne réduite - Instauration séparée des températures de consigne confort (de 14 C à 26 C ) et réduite (de 6 C à 18 C) à l aide de potentiomètres. - Signalisation par LED de la température de régulation sélectionnée : confort ou réduite - Prise de ligne téléphonique du thermostat après 8 sonneries. - Communication de l état : - Double tonalité si la température de consigne confort est sélectionnée. - Simple tonalité si la température de consigne réduite est sélectionnée. - Cinq tonalités doubles si la température est descendue en dessous de 3 C ( défaut de chauffage). - Interruption automatique de la communication téléphonique si aucun code n est introduit après 40 secondes. - Nombre de codes de sécurité : de 000 à 999 avec génération de cinq tonalités simples si un code erroné est introduit. - Hystérésis ( variation de température admise) : 0,1 C. - Commande manuelle locale pour la sélection de température de consigne (confort ou réduite) par action sur bouton poussoir. - Code du système : DTMF. - Sortie relais avec affichage LED : 5A/240VAC. - Tension d alimentation : 240 VAC. Système de chauffage piloté par téléphone page 14

15 2.2 Etude du schéma fonctionnel de niveau II du thermostat d ambiance piloté par téléphone Schéma fonctionnel de niveau II du thermostat d ambiance piloté par téléphone. E2 E8 E14 Captage Contrôle et gestion Transmission S1 S9 S Définition des entrées/sorties. - Entrées : E2 ; actions manuelles de l utilisateur pour : - les réglages des niveaux de températures de consigne confort et réduite - la sélection de la consigne (confort ou réduite). E8 ; signaux électriques représentatifs : - de l appel téléphonique au domicile, - des codes DTMF pour le paramétrage à distance du thermostat. E14 ; température ambiante. - Sorties : S1 ; informations visuelles renseignant l utilisateur sur : - les valeurs des températures de consigne réglées, - la température de consigne sélectionnée (confort ou réduite), - la mise en communication téléphonique du thermostat, - l état du chauffage ( arrêt ou marche). S9 ; signaux électriques représentatifs des états de fonctionnement du thermostat (perçus à distance par l utilisateur sous forme de bips sonores). S15 ; commande en tout ou rien du chauffage lorsque la régulation est centralisée. Système de chauffage piloté par téléphone page 15

16 2.2.3 Fonction d usage. Le thermostat d ambiance piloté par téléphone : - capte la température ambiante de son lieu d implantation. - contrôle la mise en service ou l arrêt du chauffage en fonction : du mode de consigne sélectionné (confort ou réduit) et ; des valeurs des températures de consigne préréglées par l utilisateur et ; de la température ambiante. - permet une sélection du mode de consigne (confort ou réduit) par action manuelle sur site ou à distance via une ligne téléphonique. - transmet à distance via la ligne téléphonique des signaux électriques (perçus par l utilisateur sous forme de bips sonores) représentatifs des états de paramétrage du thermostat ou d un éventuel dysfonctionnement du chauffage. 2.3 Algorigrammes Paramétrages sur site. Début Régler la valeur de la température de consigne confort Régler la valeur de la température de consigne réduite Mode de consigne actuel en service = mode souhaitée? oui non Appui sur le bouton poussoir de sélection du mode consigne Basculement du mode de consigne : confort vers réduit ou réduit vers confort Fin Système de chauffage piloté par téléphone page 16

17 2.3.2 Paramétrages à distance. Début Appel téléphonique au domicile Attendre prise de ligne par le thermostat 8 sonneries écoulées? oui non Prise de ligne du thermostat Température < 3 C? non oui Confirmation paramétrage actuel 2 tonalités = consigne confort 1 tonalité = consigne réduite Taper les 3 premiers chiffres du code secret 5 tonalités doubles : défaut chauffage 1 Taper le 4 éme chiffre oui Code secret correct? non Taper le 4 éme chiffre 4éme chiffre = 0? oui non 4éme chiffre = *? oui non 4éme chiffre = #? oui non Le thermostat informe l utilisateur sur l état actuel de la consigne Basculement de l état de la consigne confort vers réduite ou inversement Changement de code : taper le nouveau code 3 chiffres suivi de # Indication code erroné par 5 tonalités Confirmation paramétrage 2 tonalités = consigne confort 1 tonalité = consigne réduite 4éme chiffre = #? oui non Acceptation du nouveau code par 2 tonalités non 3éme code erroné? oui Raccrochage automatique de la ligne téléphonique par le thermostat oui Autres paramétrages? non Raccrocher le téléphone 1 Fin Système de chauffage piloté par téléphone page 17

18 3 Annexe 1 : le chauffage électrique 3.1 Principe. Dossier Technique La transformation de l énergie électrique s effectue en faisant circuler un courant électrique dans un fil d acier inoxydable ( fer + nickel + chrome). Ce fil, présentant une résistance électrique, s échauffe au passage du courant. La chaleur dégagée est ensuite transmise au local à chauffer par convection naturelle ou rayonnement. D après la loi de Joule, l énergie transformée en chaleur par un radiateur est proportionnelle à la puissance électrique absorbée et au temps de passage du courant : W = P t. W = énergie transformée en chaleur exprimée en Wattheures (Wh) P = puissance de l appareil de chauffage en Watts ( W) t = temps de fonctionnement de l appareil de chauffage en heures (h) - Remarque : la totalité de l énergie électrique est transformée en énergie thermique. 3.2 Les différents appareils de chauffage Les convecteurs. Le principe de la convection consiste à chauffer l air. L air ambiant entre par le bas de l appareil, se réchauffe au contact d une résistance électrique puis ressort naturellement par une grille frontale. Il procure une montée en température très rapide. De faible encombrement, les convecteurs s intègrent facilement et sont proposés en version verticale, horizontale ou sous forme de plinthe. Ils peuvent être équipés de thermostats mécaniques ou électroniques permettant de réguler la température et de mieux maîtriser sa consommation d énergie : la régulation électronique, solution un plus chère, s avère plus précise que la régulation mécanique : +/-0,1 C contre +/- 1 C. Des convecteurs soufflants, dont la circulation d air est accélérée par une turbine qui assure un débit d air important et donc un réchauffement rapide de la pièce, peuvent équiper les salles de bain. Système de chauffage piloté par téléphone page 18

19 3.2.2 Les panneaux rayonnants. Les panneaux rayonnants, appelés également panneaux radiants, diffusent une grande partie de la chaleur par rayonnement (40 %). Une plaque de résistance transmet sa chaleur au travers d'une façade protectrice (en métal, verre, marbre ). La surface ainsi chauffée à basse température émet un rayonnement qui se diffuse dans toute la pièce. L'air ne se dessèche pas et la sensation de chaleur est agréable, répartie de manière homogène. Les panneaux rayonnants présentent une surface plus importante que les convecteurs et occupent donc plus de place mais ils sont également plus esthétiques et plus minces. En général, ces panneaux sont équipés d'une régulation électronique et d'un système de programmation par fil pilote ou courant porteur. En revanche, ils sont plus chers à l'achat que des convecteurs. Pour les budgets serrés, on pourra, par exemple, installer des panneaux rayonnants dans le salon, salle à manger et des convecteurs dans les autres pièces. On laissera un espace libre de 60 cm devant le panneau rayonnant. Il convient parfaitement pour chauffer les grands volumes sous plafond Les accumulateurs. En perte de vitesse ces dernières années, la technique de chauffage par accumulation est à nouveau d'actualité. Elle consiste à stocker la chaleur la nuit lorsque le prix de l'électricité est réduit (heures creuses ou tarif Tempo) grâce à des matériaux à forte inertie thermique (brique réfractaire). Une programmation jour/nuit en assure la gestion. La chaleur, ainsi accumulée, est restituée tout au long de la journée. Le chauffage à accumulation n'est pas réputé pour son confort mais il peut constituer une bonne solution dans le cadre d'un logement mal isolé. La nouvelle génération d'accumulateurs offre des produits plus minces, plus esthétiques et plus silencieux. Ils sont également équipés d'une régulation électronique, d'une turbine à vitesse variable et d'une programmation réglée sur une sonde de température extérieure. Système de chauffage piloté par téléphone page 19

20 3.2.4 Autres appareils de chauffage électriques. Les radiateurs électriques à fluide caloporteur procurent un confort de chauffe identique à celui du chauffage central. La résistance sèche ou thermo-ionisation de ces radiateurs à inertie chauffe une masse (le fluide caloporteur, fonte ) ; cette énergie est crée et restituée naturellement par rayonnement ou convection. Discret et confortable, le plancher chauffant direct électrique rayonnant consiste à passer des câbles électriques à puissance constante ou variable sur un isolant recouvrant entièrement le sol puis à noyer ces câbles dans une chape d'enrobage très mince. La température de surface est limitée à 28 C et souvent ne dépasse pas 24 C pour une ambiance générale de C. La mise en œuvre de ce système de chauffage est toutefois assez lourde et représente un investissement important. Elle ne peut être envisagée que dans le cas d'une construction neuve ou de grande rénovation. La technique du plafond rayonnant est similaire à celle du plancher chauffant. Le plafond rayonnant couvre une large surface et permet l'utilisation des basses températures. Elles sont, cependant, plus élevées que celles du plancher chauffant (35 C) dans la mesure où la chaleur à tendance à monter. Il s'agit de disposer, sur une isolation, des films ou câbles électriques qui seront cachés par un revêtement mince de type plaque de plâtre ou un plafond tendu en PVC. L'isolation doit être parfaite pour éviter toute déperdition de chaleur. Cette technique, encore peu répandue, reste coûteuse et s'envisage dans le cas de grandes pièces avec une hauteur sous plafond importante ou avec une mezzanine. Il est préférable d'opter pour une solution ayant reçu l'avis du CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment). 3.3 Régulation et programmation horaire du chauffage électrique. Le grand intérêt du chauffage électrique est la facilité des réglages de la température et sa précision, l élément essentiel de cette régulation étant le thermostat. La régulation de température vise à maintenir la température à une valeur constante. La programmation horaire permet de prendre en charge dans le temps les changements de valeurs et de réglage des thermostats de façon automatique Paramètres à considérer pour la gestion du chauffage électrique. Trois types de grandeur sont à prendre en compte : les niveaux de température souhaités : - la température normale d occupation, appeler aussi température de confort, (19 C environ) ; - la température réduite pour les périodes d inoccupation de courtes durées ou nocturnes (14 C à 16 C conviennent) ; - la température hors gel pour les périodes d inoccupation supérieures ou égales à 48 heures ( 6 C à 8 C ). les heures et les jours : - un programmateur journalier définit les températures pour la journée, pour la nuit et pour les périodes d inoccupation, et chaque jour le même cycle se reproduit, et/ou - un programmateur hebdomadaire gère chaque jour de la semaine avec son propre cycle. les lieux : - le programme horaire peut être différent dans la zone jour (cuisine, séjour, entrée) et dans la zone nuit (chambres). Le programmateur peut être à une, deux ou trois zones. La salle de bains et les toilettes restent hors programmation, du fait de leur utilisation aléatoire. Système de chauffage piloté par téléphone page 20

21 3.3.2 Les types de régulation. régulation décentralisée : - Les thermostats de chaque émetteur de chaleur régulent les températures de chaque pièce. régulation centralisée : - un régulateur de température programmable ( association d un thermostat et programmateur horaire) règle les températures des zones jour et nuit en fonction des heures d utilisation des locaux programmées par le propriétaire Choix d un programmateur et d un thermostat. recommandations : - extrait du guide pratique «la régulation du chauffage individuel» édité par l ADEME : Agence De l Environnement et de la Maîtrise de l énergie- 8 Dans le cas d une installation existante, il faut avant tout savoir si les émetteurs (convecteurs, panneaux rayonnants, etc.) sont pilotés par des thermostats à fil pilote ou non. Un fil pilote est un fil spécialisé qui permet, grâce à un signal de commande transporté sur ce fil, de programmer au minimum deux niveaux de température (confort et réduit) et, suivant les appareils, une température supplémentaire (hors-gel) et/ou un arrêt, et ceci au niveau de chacun des émetteurs. - Les programmateurs à fil pilote ou CPL (courants porteurs en ligne), agissent directement sur chaque thermostat. Le raccordement entre le programmateur à fil pilote et les émetteurs se fait par un fil pilote. Si on ne souhaite pas installer de fils pilotes, on peut utiliser un programmateur CPL qui transmet ses ordres de commande par l intermédiaire du réseau électrique du logement, il est nécessaire dans ce cas d installer sur chaque émetteur un petit récepteur CPL. - Le programmateur simple est utilisé dans le cas d anciens matériels de chauffage qui ne disposent pas d un thermostat à fil pilote, ou, pour des raisons de coût, dans les installations ne disposant pas de fils pilotes. La température de confort est régulée par le thermostat de l émetteur et la température réduite est contrôlée par un autre thermostat (thermostat d ambiance) associé a un programmateur. Le programmateur simple se raccorde au tableau électrique par l intermédiaire d un contacteur de puissance, soit par des fils, soit par ondes radio (programmateur à émetteur et récepteur radio). implantation d un thermostat d ambiance : Le thermostat d ambiance doit se situer dans une pièce dont la température est représentative de celle de l habitation (par exemple le séjour, un couloir, etc.). Il doit être placé à environ 1,5 m du sol et dans un emplacement non influencé par des changements de température. Ainsi, le thermostat d ambiance ne doit pas être situé près d une source de chaleur (cheminée, radiateurs, TV, etc.), près des fenêtres et des portes ou exposé au soleil. Attention : il ne faut pas installer de robinets thermostatiques sur les radiateurs à eau chaude de la pièce où est placé le thermostat d ambiance. Système de chauffage piloté par téléphone page 21

22 4 Annexe 2 : choix de la puissance d un chauffage électrique Le chauffage électrique doit permettre de compenser les pertes de chaleur et maintenir une température confortable à l intérieur du logement. La détermination de la puissance des radiateurs à installer doit être faite au plus juste pour éviter d avoir un prix d abonnement trop élevé. 4.1 Les paramètres de calcul de la puissance. L étude détaillée d un logement doit tenir compte de nombreux paramètres conformément aux exigences de la réglementation thermique (RT2000) : - la zone climatique d hiver où est située le logement ( H1,H2, H3 voir carte des zones climatiques d hiver en page 43) ; - l isolation du logement ; - les menuiseries des portes et fenêtres ; - les apports de chaleur par le soleil ; - les pertes par renouvellement d air ; - le système de chauffage et d eau chaude. Pertes de chaleur d'une maison traditionnelle (pourcentages indicatifs pour une maison individuelle non isolée) Tous ces paramètres sont pris en compte dans les études faites par des professionnels. 4.2 Calcul de la puissance à installer. Pour une construction réalisée conformément aux normes ( bonne isolation des portes et des fenêtres, un type de chauffage électrique normalisé, une ventilation mécanique contrôlée), un calcul simplifié de la puissance installée est donnée par la formule : P = ( ,8 t ) V. V = volume habitable en m 3 P = puissance à installer en Watts (W) t = température intérieure température extérieure de base en C 10 et 0,8 sont des constantes exprimées respectivement en W/m 3 et W/(m 3 C) - Remarque : une température extérieure de base est une température minimale constatée durant au moins 5 jours au cours d une année (voir carte des températures extérieures de base page 44). Une correction est à apporter à cette température en fonction de l altitude ( voir tableau des corrections d altitude page 44). - Exemple : La puissance des radiateurs à installer, pour obtenir une température intérieure moyenne de 18 C, dans la maison de 78,13 m 2 ( décrite en page 7) avec une hauteur sous plafond de 2,5 m située à Clermont-Ferrand (altitude de 425m dans le département du Puy de Dôme -63) est : P = ( ,8 t ) V avec V = 78,13 2,5 = 195,325 m 3 ; la température de base extérieure est de 8 C pour le département 63 et après correction d altitude de 10 C: t = 18 (-10) = 28 C P = (10 + 0,8 28 ) 195,325 = 6,33 kw. Système de chauffage piloté par téléphone page 22

23 4.3 Répartition des puissances. Dossier Technique La puissance globale peut être répartie proportionnellement aux surfaces des différentes pièces. En pratique on constate les puissances suivantes: Salle de séjour Cuisine Chambres Salle de bains 2,5 à 4 kw 1 à 1,5 kw 1 à 1,5 kw 1kW - Remarque: Lorsque la puissance installée est supérieure à la puissance calculée, cette majoration n entraîne aucune augmentation de la consommation, puisque le contrôle thermostatique limite la température et par conséquent augmente la durée de fonctionnement des radiateurs. 4.4 Carte des zones climatiques d hiver. Système de chauffage piloté par téléphone page 23

24 4.5 Carte des températures extérieures de base. îles de la manche, de l Atlantique et de la méditerranée : 0 C distance de la mer = 25 km crêtes situées au sud du cours de l Aveyron Les valeurs non cerclées situées dans les mers et les océans correspondent à une distance de la mer inférieure à 3 km Les températures de base étant données pour l altitude zéro pour la carte ci-dessus, il y a lieu d appliquer les corrections selon le tableau suivant : Altitude (m) Correction à apporter selon l altitude 0 à C - 5 C - 6 C - 8 C - 9 C - 10 C - 12 C - 15 C 201 à C - 6 C - 7 C - 9 C - 10 C - 11 C - 13 C - 15 C 401 à C - 7 C - 8 C - 10 C - 11 C - 12 C - 14 C - 16 C 501 à C - 7 C - 9 C - 11 C - 11 C - 13 C - 15 C - 17 C 601 à C - 8 C - 10 C - 12 C - 12 C - 14 C - 16 C - 18 C 701 à C - 8 C - 11 C - 13 C C - 17 C - 19 C 801 à C - 9 C - 12 C - 14 C C - 18 C - 20 C 901 à C - 9 C - 13 C - 15 C C - 19 C - 21 C 1001à C - 14 C - 16 C C - 20 C - 22 C 1101 à C C C - 21 C - 23 C 1201 à C C C - 22 C - 24 C 1301 à C C C - 23 C - 25 C 1401 à C C - 24 C - 25 C 1501 à C C à C C à C C à C C à C C à C C à C C à C C à C C à C C à C C - - au dessus C C - - Système de chauffage piloté par téléphone page 24

25 5 Annexe 3 : Notice d utilisation du thermostat K6502 K Montage et raccordement REMARQUE: II est conseillé aux personnes n'ayant aucune expérience en matière de raccordement de ce type d'appareils de faire appel à un installateur expérimenté! Equipement Prévoyez de placer le câblage à l'abri d'une source de chaleur directe ou des rayons solaires directs. Veillez également à ce qu'aucun courant d'air ne puisse influencer le thermostat (p. ex. à proximité d'une ouverture de porte) Les raccordements suivants sont minimum nécessaires pour la connexion du thermostat: - Deux fils (a et b) de la ligne téléphonique (ils doivent se trouver dans un câble ou un tube, donc isolés des câbles du réseau) - Tension du réseau pour l'alimentation du thermostat (raccordements et L de MAINS) - Deux ou trois fils de raccordement pour la connexion du circuit de chauffage, voir infra Mise en place - Retirez le couvercle du thermostat en desserrant les vis situées sur le côté latéral. - Positionnez le thermostat contre le mur, à l'endroit où le câblage est prévu. Retirez éventuellement l'enduit du mur pour pouvoir placer le câblage au bon endroit, voir Illustration. - Tracez une marque au niveau des trous de fixation, afin de pouvoir éventuellement utiliser des chevilles pour la fixation du thermostat. Effectuez les préparatifs suivants: IMPORTANT: VEILLEZ A CE QUE TOUS LES FILS SOIENT SANS TENSION! 1) Raccordement du réseau téléphonique: - Reliez les fils aux points A et B du connecteur à vis. Eventuellement vers le téléphone Du réseau téléphonique Système de chauffage piloté par téléphone page 25

26 2) Raccordement de la tension du réseau: - Connectez la tension du réseau aux raccordements N et L du connecteur à vis "MAINS". 3) Raccordement du chauffage: Vers la tension du réseau a) Chauffage électrique, pompe de circulation, valve... (raccordement le plus utilisé): Vers la tension du réseau b)raccordement d un robinet motorisé: Charge Réseau Remontez le couvercle sur le thermostat et assurez-vous que le câblage ne se trouve pas sur le circuit (raccourcissez éventuellement des fils). Veillez également au positionnement de la DEL et au bouton- poussoir, qui doivent apparaître à l'avant. Le thermostat est à présent prêt à l'emploi. Système de chauffage piloté par téléphone page 26

27 5.2 Utilisation ATTENTION: N'ENFONCEZ PAS LES TOUCHES A INTERVALLES TROP RAPPROCHES ET ASSUREZ-VOUS TOUJOURS QU'UN BIP DE CONFIRMATiON RETENTISSE CHAQUE FOIS QUE VOUS ENFONCEZ UNE TOUCHE. SINON, LA TOUCHE DOIT ETRE RE-ENFONCEE Instauration du code personnel Le code est programmé de façon standard, mais il est conseillé d'instaurer un code personnel. Procédez comme suit: - Téléphonez au numéro auquel le thermostat est connecté. Sur le thermostat, l'indication jour/nuit sera signalée brièvement après chaque sonnerie. - Après environ 8 sonneries, le thermostat répondra (la DEL rouge de réponse s'allumera), un signal sonore et un bref bip retentissent toutes les 5 secondes. - Composez l'ancien code (la première fois il s'agira du 0-0-0), puis enfoncez la touche # suivie du nouveau code. Terminez par la touche #. - Si le code est accepté, deux tonalités successives retentiront. Dans le cas contraire, c'est la tonalité d'alarme, constituée de cinq tonalités successives, qui retentit. Dans ce dernier cas, l'ancien code reste valide. Exemple: le code actuel est et vous souhaitez programmer le code La combinaison de touches à enfoncer est la suivante: # # REMARQUE: - Si votre code ne fonctionne pas, c'est peut-être parce que la tension du réseau auquel le thermostat est connecté a été coupée. Dans ce cas, essayez le code Si, pour une raison quelconque, vous avez oublié le code, ou si vous souhaitez instaurer le code standard 0-0-0, il suffit de déconnecter quelques instants l'alimentation du thermostat. - Après une tonalité d'alarme, il y a lieu de recomposer le code complet Etablissement de la communication - Téléphonez au numéro auquel le thermostat est connecté. - Après environ 8 sonneries, le thermostat répondra. Sur l'appareil, la DEL rouge s'allumera et le l'état actuel sera indiqué : Une double tonalité pour l'état "JOUR", Une tonalité simple pour l'état "NUIT". Si la température est descendue en dessous de 3 C la tonalité retentira à cinq reprises. REMARQUE: Tant que le thermostat est en cours de réponse, un bref bip retentit toutes les 5 secondes. Système de chauffage piloté par téléphone page 27

28 5.2.3 Demande d information sur l état actuel Composez votre code personnel suivi de 0, quelques secondes plus tard, un signal sonore indiquera le réglage du thermostat. Ex. Votre code personnel est et vous souhaitez connaître l'état du thermostat, enfoncez : Basculement de l état jour/nuit - Composez votre code personnel suivi de la touche. Si la température de jour était sélectionnée, elle passera à la température de nuit, une tonalité simple viendra le confirmer. Si la température de nuit était sélectionnée, elle passera à la température de jour, une double tonalité viendra le confirmer. Ex: Votre code personnel est et vous souhaitez inverser Sa position, enfoncez : Il est également possible de basculer l'état jour/nuit via le bouton- poussoir sur le thermostat REMARQUES : 1-Si un mauvais code a été composé, une tonalité d'alarme retentit. Vous avez encore droit à deux erreurs, puis l'appareil coupe la communication. 2-Si aucune touche n'a été enfoncée pendant 40 secondes, la communication sera coupée automatiquement. 3-Pendant que le thermostat enregistre la communication téléphonique, la commande manuelle et le fonctionnement du thermostat sont déconnectés. Système de chauffage piloté par téléphone page 28

29 5.3 Etalonnage de la graduation Dossier Technique Si l'indication de la température de jour ne correspond pas à celle d'un thermomètre placé à proximité, le thermostat peut être étalonné aisément: - Sélectionnez la position température de jour. - Faites tourner la position jour jusqu'à ce qu'elle corresponde au thermomètre. - Sous le boîtier, par une rainure, un potentiomètre trim peut être réglé au moyen d'un tournevis (voir illustration), jusqu'à ce que le chauffage s'enclenche ( on entend le relais et l'indicateur de chauffage s'allume). La graduation est à présent étalonnée. REMARQUE: Tournez quelques fois le potentiomètre trim jusqu'à ce que vous trouvez le point exact d'enclenchement. GARANTIE Ce produit est garanti contre les défauts des composantes et de fabrication au moment de l'achat, et ce pour une période d'un AN à partir de la date d'achat. Cette garantie est uniquement valable si l'appareil est accompagné de la preuve d'achat originale, mentionnant le numéro de série. Les obligations de VELLEMAN s.a. se limitent à la réparation des défauts ou, sur seule décision de VELLEMAN s.a., au remplacement ou à la réparation des pièces défectueuses. Les frais et les risques de transport, l'enlèvement et le renvoi du produit, ainsi que tous autres frais liés directement ou indirectement à la réparation, ne sont pas pris en charge par VELLEMAN s.a.. VELLEMAN s.a. n'est pas responsable des dégâts, quels qu'ils soient, provoqués par le mauvais fonctionnement de l'appareil. Système de chauffage piloté par téléphone page 29

30 6 Annexe 4 : interrupteurs horaires journaliers Système de chauffage piloté par téléphone page 30

31 7 Annexe 5 : contacteurs de puissance bipolaires Système de chauffage piloté par téléphone page 31