16 février 2015

ThermoZYKLUS : Régulation pièce par pièce auto adaptative et dynamique !

Régulation ThermoZYKLUS

ThermoZYKLUS est le fabricant allemand de la régulation terminale thermocyclique THZ pour l’industrie, le tertiaire, les commerces et le résidentiel. Implanté en France et en Allemagne depuis 2001, ThermoZYKLUS est devenu un des acteurs majeurs du marché de la régulation. Fabriquée en Allemagne, la régulation intelligente THZ à l’algorithme breveté offre une précision de régulation inégalée pour toutes les applications de chauffage. Nous avons donc décidé de vous présenter en détails cette solution que nous proposons à nos clients notamment équipés de plancher chauffant basse température (PCBT) en recherche de confort thermique ultime et d’économies d’énergie. A noter que le fabriquant Roth, groupe allemand familial, dont nous utilisons notamment les produits et tubes pour la réalisation des planchers chauffants de nos clients, propose et commercialise à partir de 8€/m²HT un système de régulation pour plancher chauffant dénommé « Certiline » qui utilise les produits de ThermoZYKLUS.


Grâce à son algorithme breveté, la régulation intelligente thermocyclique ThermoZYKLUS est à la fois efficace et rapide : elle détermine à l’avance quand les vannes doivent être ouvertes et fermées. Auto-adaptative, elle apprend les caractéristiques de chaque émetteur (radiateurs, PCBT) et anticipe ses réactions. La régulation THZ utilise les informations fournies par les variations de température subies par les différentes pièces pour réduire les oscillations en les transformant en micro-oscillations. L’utilisateur programme sa température de consigne et le processus de régulation est lancé, aucun autre réglage n’est nécessaire. Au-delà de sa simplicité, le caractère unique de la régulation terminale THZ réside dans sa précision de régulation inégalée : +/- 0,15°C pour un confort et une consommation optimisés.



Intérêts

Alors pourquoi est-il préférable d’opter pour une régulation pièce par pièce ? Déjà tout simplement pour être en conformité avec la réglementation thermique actuelle (tout émetteur non inertiel doit posséder un dispositif de réglage automatique en fonction la température intérieure par pièce (Arrêté du 24 mai 2006 - Article 52), et ensuite car :

  • chaque pièce d’un bâtiment est utilisée, équipée, habitée de façon différente.
  • chaque pièce gère la chaleur de façon différente (isolation propre, orientation solaire, …).
  • les régulations traditionnelles manquent de réactivité : elles ne mesurent pas la température ambiante assez souvent et se déclenchent ou se coupent trop tard (hystérésis) ; il fait alors, soit trop chaud, soit trop froid.
  • les régulations traditionnelles ne tiennent pas suffisamment compte des énergies reçues ou accumulées dans une pièce : par exemple la simple inertie du système de chauffage permettra d’atteindre à nouveau la température de consigne (après aération de la pièce) sans même avoir à chauffer ; les utilisateurs d’un plancher chauffant subissent souvent ce manque de contrôle de la température et ressentent fortement les effets de l’inertie d’un système mal régulé.



Ainsi, la température doit-elle vraiment être la même dans votre chambre et dans votre salon, ou dans la cuisine et la chambre des enfants, dans votre bureau et dans votre salle de réunion ? Il est donc facile de comprendre qu’un simple thermostat d’ambiance placé dans la pièce principale ne sera pas capable d’assurer le confort dans toutes les autres pièces du bâtiment ! Les innovations les plus récentes sur le marché pour réguler pièce par pièce avec des radiateurs étaient jusqu'alors les vannes thermostatiques. Aujourd'hui, on peut les remplacer par des systèmes de régulation électroniques avec des sondes de température dans chaque pièce. La sonde de température extérieure peut quant à elle être remplacée par l’intelligence du système de régulation THZ qui tient compte des charges thermiques de toutes les pièces régulées, engendrant des économies d’énergie considérables par rapport aux systèmes et thermostats régulateurs standards.

La régulation intelligente ThermoZYKLUS THZ brevetée, à la fois efficace et rapide, permet ainsi jusqu'à 30% d’économies d’énergie : régulation auto-adaptative, elle apprend, elle anticipe : des économies assurées en toute simplicité ! Elle détermine à l’avance quand les vannes doivent être ouvertes ou fermées, apprenant en continu les caractéristiques de chaque système de chauffage et surtout en anticipant ses réactions. La centrale ZE de ThermoZYKLUS, mémorise les données collectées tant au niveau de la température dans les pièces, qu’au niveau des ouvertures des vannes pour chauffer ces pièces. Ces données sont utilisées en permanence pour optimiser l’économie d’énergie et le confort.

  • Gestion optimale de l’inertie : la régulation ThermoZYKLUS tient compte de l’inertie de la pièce et ne la chauffera donc que si elle l’estime nécessaire.
  • Solution compatible toutes énergies (gaz, fioul bois, pompe à chaleur, électrique), tous réseaux (hydraulique, électrique) et tous émetteurs (radiateurs, planchers, panneaux rayonnants, chauffage par plinthe …).
  • Détection automatique d’ouverture de fenêtres sans besoin de placer des contacteurs aux fenêtres : lorsqu'une fenêtre s’ouvre, la température chute brutalement, mais la régulation détectera qu’il s’agit d’une ouverture de fenêtre et coupera le chauffage ; lorsque la fenêtre sera refermée, le chauffage ne redémarrera que si c'est nécessaire.
  • Gestion du rafraîchissement (avec un PCBT).
  • Solution communicante GTB/GTC/MODBUS.
  • Programmation et gestion centralisées (+ appli smartphones Android et iPhone).
  • Analyse de courbes et suivi de l’installation.
  • Version filaire et/ou radio.
  • Câblage bus-série / étoile sans polarité ou sans fil.
  • Installation et utilisation simples.
  • Nombre quasi illimité de pièces régulées (mise en réseau des unités centrales avec maximum 30 pièces par centrale).

C’est à ce jour la meilleure régulation certifiée en Europe sur radiateurs et planchers chauffants avec une précision de température inégalée de +/- 0,15°C :
  • Algorithme de régulation unique et breveté.
  • Prise en compte et anticipation des surchauffes, des apports gratuits, de l’inertie des émetteurs, …
  • Régulation précise à +/- 0,15°C sur tous émetteurs : les courbes de température récupérées sur de nombreux projets équipés de la solution le prouvent !
  • Unité centrale ZE labellisée Energy Efficiency AA avec ses moteurs de vanne SF et SK.
  • Système certifié eu.bac (European Building Automation and Controls Association) pour planchers chauffants avec un Ca=0,5 (selon EN 15232 - Ca = Control Accuracy).
  • Système certifié eu.bac pour radiateurs avec un Ca=0,2.



  


Pour information, la certification eu-bac (European Building Automation and Controls Association) a été créée en 2003 à l’échelle internationale, dans l’optique d’élaborer un système d'assurance qualité européen pour les composants de la régulation et GTB, visant à améliorer substantiellement la performance énergétique des bâtiments. Elle représente en ce sens un gage de qualité et de performances de produits pour les Bureaux d’Etudes, les maîtres d‘ouvrage, les installateurs, les mainteneurs, les utilisateurs et tous les acteurs de la filière. Elle joue un rôle important dans le cadre du calcul RT 2012 puisque les produits qui bénéficient de cette certification ne font pas l’objet d’une majoration du Coefficient d’Aptitude certifié (Ca). Le bureau d’étude, optimisant ainsi sa réserve de points bonus, élargit sa marge de manœuvre !



Principe de fonctionnement


Les phases de chauffe journalières entraînent en permanence des variations de température, souvent de plusieurs °C. Cela conduit à une ambiance inconfortable, à laquelle nous avons tous dû nous accoutumer depuis beaucoup trop longtemps !

Un système de régulation simple comme une robinetterie thermostatique ouvre un radiateur quand il fait froid et le ferme quand il fait chaud. Un thermostat d’ambiance coupe ou lance un circulateur de chaudière pour faire circuler de l’eau chaude dans les émetteurs de chaleur. De tels systèmes changent d'état en permanence, et donc produisent des variations de température. De telles variations sont le plus souvent importantes donc inconfortables car le corps les ressent. Pour y remédier, on essaie de réduire puis d'équilibrer ces variations de température.

Ces variations de température donnent aussi des informations importantes à la fois sur le système de chauffage et sur les caractéristiques de la pièce (orientation solaire, temps, utilisation).

C’est là qu’intervient et se différencie la régulation THZ. Elle n’a pas pour but de réduire puis d'équilibrer ces variations. Au contraire, elle stimule ces variations tout en les maintenant sous contrôle en utilisant toutes les informations sur le système de chauffage et les caractéristiques de la pièce. C'est parce qu'elles sont sous contrôle qu'il est possible de les réduire au minimum. Elles ne doivent en aucun cas être supprimées. La régulation THZ réduit simplement les oscillations en micro-variations alors imperceptibles par les usagers.




Le principe fondamental est donc d'utiliser les informations contenues dans ces variations de température. L'amplitude et la fréquence des variations de température dépendent entièrement du fonctionnement du système de chauffage et des conditions environnantes soit des temps morts, de la température des radiateurs et de la température ambiante ; ce sont précisément les informations issues des variations qu'il s'agit de rassembler et d'utiliser pour la régulation. C´est pourquoi l'objectif ne doit être en aucun cas d'éliminer ces variations mais plutôt de les stimuler pour pouvoir mieux les contrôler puis les modifier pour la régulation. Si on éliminait ces variations, il serait alors impossible d'extraire les informations nécessaires à une régulation optimale.

Ainsi définies et reconnues, elles seront analysées de manière continue pour réguler la température en temps réel. Ces micro-variations ont ainsi donné son nom à la régulation THZ : régulation de température par oscillations. Cette régulation fonctionne selon un nouveau principe que les thermostats ou régulateurs, même à actions proportionnelles intégrales (régulation PI), ne proposent pas.

Le principe de fonctionnement réside donc dans l’ouverture et la fermeture des vannes suivant les besoins de chaque pièce et ce sans être tributaire d’une pièce de référence. Par exemple, un radiateur est alimenté (ouvert) pendant un certain temps. De là, le système répond un peu plus tard avec une température minimum et une température maximum. Le procédé de régulation thermocyclique va dès à présent établir une relation entre le moment de la mise en marche du radiateur et des variations de température qui en résultent. Les valeurs qui vont être calculées sont un point de départ pour l'ouverture des radiateurs, l'évolution de la température lors de l´ouverture des radiateurs et la durée de leur ouverture.

Ensuite un régulateur (la centrale ZE) collecte les informations des sondes d’ambiances placées dans chaque pièce et commande l’ouverture et la fermeture des têtes motorisées des vannes thermostatiques de chaque émetteur de chaleur (radiateur, convecteur, collecteur du plancher chauffant …). Ensuite, des paramètres seront établis en fonction de la différence mesurée entre la température de consigne et la température réelle, puis transmis au système qui fera les adaptations nécessaires. Tout changement de condition est pris en compte dans les nouveaux paramètres pour que la régulation soit adaptée en fonction. Grâce à ces calculs, on obtiendra des variations de température de très faible amplitude (généralement de 0.3 C°, +/- 0.15°C). Le procédé thermocyclique représente une innovation fondamentale en matière de régulation de température.

Les sondes d’ambiance (thermostats) et la centrale ZE ThermoZYKLUS sont sensibles à 0,15°C, une exclusivité de cette régulation qui permettra de mesurer et de gérer les micro-fluctuations de température de la pièce pour ensuite adapter les besoins de la pièce aux contraintes et besoins de celle-ci. Le tout avec une précision inégalée. Et lorsque que l’on sait que +1°C de température ambiante correspond à une moyenne de +7% de consommation (source ADEME), une grande précision permet de faire d’importantes économies d’énergie ! La régulation ThermoZYKLUS permet de maintenir une température ambiante répondant pleinement aux exigences de confort et d’économies d’énergie des occupants : jusqu'à 10% de gain de Cep - consommation conventionnelle d'énergie primaire - et jusqu'à 30% de réduction des consommations d’énergie.

L’utilisation de microprocesseurs dernière génération permet ces calculs compliqués. Tous les composants de la régulation THZ sont équipés d’un microprocesseur. Ils collectent, traitent, sauvegardent les données et établissent en conséquence les périodes de chauffe et de coupure. Avec les unités locales RG et RS, la température est mesurée et traitée. C’est sur les unités locales qu'il est possible de régler la température souhaitée dans la pièce (consigne de température ambiante).

Les commutateurs ST, SF, SK enclenchent et coupent le chauffage. Ils sont montés à proximité des vannes (par exemple sur la nourrice) et peuvent piloter toutes les vannes qui sont gérées de façon électrique (vannes thermiques, vannes 2 voies et moteurs de vanne, etc...)

L’unité centrale ZE gère jusqu'à 30 unités locales, qui peuvent ainsi peuvent être gérées en même temps, mais individuellement. Un grand écran et un mode d’emploi simples à comprendre aident l’utilisateur lors de l’installation. Toutes les données peuvent être lues à partir d’une liaison série.

Le régulateur de départ VR règle l’installation complète de la chaudière et intègre la température de départ optimum.

Tous les composants sont reliés entre eux par une liaison deux fils (liaison bus). L’apport en électricité basse tension s’effectue également via la liaison bus. Les sondes et les moteurs de vannes existent aussi en version sans-fil.








THZmonozone : une solution ThermoZYKLUS simplifiée

Vous souhaitez obtenir une très grande précision de température ambiante pour quelques pièces telles une chambre de bébé, une salle de bain …, sans envisager la mise en place d’une solution pour tout le logement. Ou commencer à tester la régulation terminale THZ avec un budget réduit. Il existe aussi une solution ThermoZYKLUS « allégée », incorporant néanmoins toute l’intelligence brevetée du système complet, appelée THZmonozone. Elle fonctionne de manière autonome et ne nécessite aucun câblage, et permet de garantir le maintien de la température à +/- 0,15°C dans une pièce.



L’unité locale RF-SI intègre l’algorithme de régulation THZ. Elle mesure la température et procède elle-même aux calculs nécessaires pour commander par radio jusqu'à 4 moteurs de vanne SF-SU dans la même pièce. Il est donc par exemple possible de réguler jusqu'à 4 radiateurs. L’algorithme de régulation THZ permet de réaliser des économies d’énergie substantielles en prenant en compte les apports gratuits, en éliminant les surchauffes, en reconnaissant les ouvertures de fenêtre, en équilibrant le circuit hydraulique …

Avec THZmonozone, l’installation est très simple. L’unité locale RF-SI est placée dans la pièce sans aucun câblage. Ensuite il suffit de visser le moteur de vanne SF-SI sur le ou les radiateurs disposant de corps/robinetteries thermostatisables avec un filetage M30x1,5 (des adaptateurs sont aussi disponibles), de les associer à la sonde d’ambiance sans fil et de régler ses températures aux heures voulues.




Alors si vous voulez installer un système de régulation performante et économique, ou retrouver un nouveau confort thermique avec votre installation de chauffage actuelle, n’hésitez pas, c’est la solution ! Contactez-nous pour tout projet en neuf ou rénovation.






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