Domotiser son chauffage au sol

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Construction_maison_2014-11-30 14-59-45_Cet article est le quatrième de la série concernant la domotisation de mon système de chauffage central qui est décrit dans le premier article.

On  vous l’a peut être dit, le chauffage au sol c’est super, mais c’est  un peu compliqué à régler et à réguler. Effectivement, le chauffage au sol est basé sur le stockage de chaleur dans la dalle, chaleur venant d’une source d’eau chaude de faible température. Le temps de chauffe est donc plus long et la température de l’eau doit être régulée précisément.

Les chaudières récentes assurent une bonne gestion et régulation des planchers chauffants sans trop d’efforts. Comment gérer un tel mode de chauffage et quels bénéfice en tirer ? Voici quelques éléments de réponses dans cet article.

Suite à vos commentaires un paragraphe Y a t’il un intérêt à changer la consigne de température d’un plancher chauffant a également été rajouté.

Principe

Comme précisé dans l’article Calibrer son installation de chauffage, ma chaudière à condensation gère par elle-même l’optimisation du niveau de chauffe par rapport à la température extérieure. Par ailleurs la mise en marche/arrêt automatique de la flamme est réalisée sur analyse de la température de retour d’eau.

Le thermostat d’ambiance sert alors à ajuster la température intérieure à la consigne et à réaliser les programmations journalières. Le remplacement du thermostat par un module domotique (voir article Contrôler sa chaudière gaz par la box domotique) permet de faire réaliser ces fonctions par le contrôleur de la maison.

Il est alors possible d’intégrer des fonctions équivalentes aux thermostats intelligents type NEST ou QIVIVO comme :

  • le contrôle à distance du chauffage
  • la gestion fine des plages horaire en fonction d’un calendrier
  • l’utilisation d’informations de présence humaine ou pas dans la maison pour adapter la température
  • l’utilisation de la localisation des personnes pour démarrer le chauffage à son retour
  • l’accès à l’historique des valeurs, aux graphiques pour analyser et optimiser sont installation

 La régulation de température

J’ai utilisé une programmation Thermostat standard proposé par ma box eedomus pour réaliser la régulation. Dans le cas d’un chauffage au sol, son paramétrage est particulier.

chaufferdc_ee_thermostatchaufferdc_ee_therm_params

  • chaufferdc_compare_temple thermomètre intérieur est réalisé par un capteur Aeon Labs multisensor 4in1 alimenté par secteur à travers son interface USB (plus de pile à remplacer !).
    Même si son test a montré une erreur importante sur la mesure de température, il apparaît que la mesure est bonne une fois le capteur en position, c’est à dire très proche du plafond.
  • la sonde de température extérieure n’a pas d’effet, même si elle est déclarée. En effet le coefficient ‘T’ est mis à zéro.
  • le coefficient ‘C’ est égal à 10, ce qui est une valeur très élevée. Cela fait fonctionner le thermostat en tout-ou-rien (arrêt si trop chaud, chauffage si trop froid). La chaudière assure les aspects plus fins de la régulation
  • j’utilise par ailleurs la fonction d’arrêt de chauffage sur ouverture de ma porte d’entrée et porte extérieure de cuisine.

Adaptation de la température de chauffe aux évènements

L’objectif est ici de réaliser une adaptation intelligente de la température du thermostat en fonction de la plage horaire et de la situation de la maison (présence ou absence).

Le fonctionnement était initialement basé sur des règles de programmation eedomus. Leur nombre s’est cependant multiplié et il est apparu que l’utilisation d’un script php permettait finalement de simplifier l’écriture des règles, et de réduire la charge de calcul de la box.

Y a t’il un intérêt à changer la consigne de température avec plancher chauffant ?

Un plancher chauffant a une inertie thermique importante, qui rend les changements de température longs (quelques heures). Ces changements sont d’autant plus longs que la variation de température est importante. Il est donc inutile de réduire de façon trop importante la température durant la journée. Cette inertie est vraie dans les deux sens : la diminution de température dans la pièce se fait également lentement et une réduction de 0,5°C de la consigne met à l’arrêt la chaudière pendant 2 à 3 heures.

Dans le script proposé la température est réduite de 1° la nuit et la remise en chauffe commence tôt le matin (cette valeur de 1°C est d’ailleurs peut être encore trop élevée). En cas d’absence, la réduction n’est que de 0,5°C ce qui fait que le logement a une température qui reste confortable au retour.

A mon avis, ce n’est pas tant la réduction de température programmée qui est importante, mais le retour à la température confort qui remet le plancher en chauffe. Ce redémarrage permet par exemple d’avoir un plancher chaud au réveil, et donc un surcroît de confort lorsqu’on en a besoin.

Quid de la consommation induite par ce mode de fonctionnement,  réduit t’il, ou augmente t’il la consommation ? Malheureusement je n’ai pas la réponse, mais des arguments dans les deux sens. Je fais donc appel à vous pour répondre à cette question !
Avez vous des expériences à partager ? Avez vous lu des articles concernant ce sujet ? Si oui, n’hésitez pas à partager cett information.

Le périphérique « Consigne confort »

La programmation thermostat de l’eedomus n’intègre pas de fonction « Température confort », « Température Eco ». Il est très facile de faire varier la température dans des règles mais la programmation de la température doit alors être réalisée dans ces programmations.

Souhaitant avoir un accès direct à la température « Confort », j’ai rajouté un périphérique de type Etat nommé « Consigne confort ». Il contient une liste de valeurs possibles pour la température souhaitée. Ce périphérique se rajoute à celui créé avec la programmation Thermostat, que j’ai de mon côté renommé « Thermostat ». Ce thermostat a une température qui varie le long de la journée en fonction des périodes et d’autres facteurs.

chaufferdc_periphs_sam
chaufferdc_consigne_config

Les programmations horaires

Le calendrier intégré à l’eedomus est très pratique pour réaliser ses programmations horaires. Voici les phases que j’ai définies :

chaufferdc_calendrier

Tout d’abord voici les phases qui sont déclenchées à une heure précise

  • « Soirée » : les volets sont fermés, tout le monde n’est pas couché
  • « Nuit » : tout le monde est couché, la température du thermostat est réduite
  • « Réveil » : démarre tôt le matin et permet de réchauffer la maison
  • « Présence » : quelqu’un est à la maison dans la journée, les volets sont levés, la température confort est sélectionnée

Des phases dépendent peu ou pas du tout d’un horaire particulier et sont déclenchées sur des évènements particuliers :

  • « Pyjama »  signifie que nous sommes bien levés mais en pyjama, sans vouloir ouvrir complètement les volets. Le passage de la phase « Réveil » à « Pyjama » est déclenchée par la détection d’activité dans la cuisine.
  • « Présence » est déclenchée manuellement en avance du calendrier dès qu’on souhaite ouvrir les volets
  • « Absence » est déclenchée depuis la phase « Présence » si il n’y a plus d’activité  détectée dans toute la maison. La température est légèrement descendue.
  • « Soirée » est déclenchée automatiquement au coucher du soleil en avance du calendrier, ce qui ferme les volets.
  • « Nuit » est déclenchée automatiquement depuis la phase soirée si il n’y a plus d’activité  détectée dans toute la maison. La température est réduite.
  • « Absence prolongée » est déclenchée manuellement lorsque nous sommes absents pour plusieurs jours.

Le script de contrôle de la température

Ce script va contrôler la température réglée sur le périphérique « Thermostat » en fonction de la phase et des évènements.
Si on enlève le code permettant de récupérer et agir sur les valeurs des périphériques la programmation est facile à lire en php, en voici un petit extrait :

if ($chauffage[‘value’] == 0)
{
echo  » > Chauffage éteint<br> »;
$settemp = 7;
}
else
{
echo « |-> Chauffage allumé.<br> »;

L’ensemble du code peut être téléchargé depuis ce lienzip. Son installation s’effectue en utilisant la procédure décrite sur le site eedomus.
Pour avoir essayé les deux, il est plus facile d’analyser le fonctionnement de ce code que de comprendre les interactions entre 8 règles en parallèle réalisant la même fonction.

Le script a besoin des données d’entrée suivantes, à passer en argument :

  • dayphase : il s’agit du code API du périphérique « Day Phase » fournissant la phase courante dans le calendrier
    chaufferdc_dayphase
  • consigne : il s’agit du code API du périphérique « Consigne Confort » décrite ci-dessus
  • thermostat : il s’agit du code API du périphérique « Thermostat » décrit ci-dessus
    chaufferdc_periphs_sam
  • activite : il s’agit du code API du périphérique « Activité » .Il indique si il y a une activité humaine dans la pièce ou pas avec les valeurs suivantes :
    chaufferdc_activite

    • La valeur 0 signifie qu’il n’y a pas d’activité
    • La valeur 100 signifie qu’il  y a de l’activité
  • Chauffage : il s’agit du code API du périphérique « Chauffage » indiquant si le chauffage est en fonctionnement ou éteint
    chaufferdc_chauffage
    Ses valeurs possibles sont :

    • La valeur 0 signifie « Chauffage éteint »
    • La valeur 100 signifie « Chauffage allumé »
    • La valeur 200 signifie « Chauffage forcé ». C’est un mode de test permettant de forcer la mise en marche de la chaudière

Exécution du script de contrôle de température

Le script enregistré, il est nécessaire de mettre en place les règles pour le lancer quand cela est nécessaire.
Pour cela il faut tout d’abord créer un périphérique de type http contenant comme valeur le lien vers le script avec les arguments correspondants

chaufferdc_http_script chaufferdc_http_valeur

Pour chaque argument, remplacer la valeur floutée par le code API du péripérique correspondant, ce qui donnerait par exemple :

  • URL : http/localhost/script
  • Type : GET
  • Paramètres : ?exec=gestion_chauffage_sam.php&dayphase=12345&consigne=23456&thermostat=34567&chauffage=45678&soleilstatut=56789&activite=67890

Il reste maintenant à créer des règles appelant cette valeur, et donc le script, lorsqu’il y a un changement sur l’un des périphériques. Pour ma part j’ai deux règles :

  • la première règle lance le script lorsque des évenènements locaux à la pièce sont déclenchés (consigne, activite,thermostat)
    chaufferdc_regle_locale
  • la seconde règle lance le script lorsque des évènements communs à toutes les pièces de la maison sont déclenchés (phase du jour, mode de chauffage, soleil)
    Pour ma part ces conditions lancent plusieurs scripts successifs (pour plusieurs pièces) grâce à une macro , mais cela n’est pas nécessaire pour le seul script installé.
    chaufferdc_regle_exterieur

Conclusion

Si vous avez suivi toutes les étapes, vous avez maintenant une thermostat programmable dans votre eedomus avec un accès constant au réglage de la température confort. Même si le script php n’existait pas l’hiver dernier, mon chauffage au sol était déjà domotisé, et aucun dysfonctionnement n’est apparu. La température était par ailleurs parfaitement régulée avec le thermostat de l’eedomus réglés avec les paramètres décrits ci-dessus.

Les règles de modification de la température sont aujorud’hui inclus dans le script php. Un script est facile à lire et à maintenir lorsque une base de travail est disponible. Un script est plus facile à mon sens à appréhender que de multiples règles lorsqu’on souhaite gérer des cas un peu complexes. J’ai également donné quelques idées d’organisation des phases de la journée dans le calendrier de l’eedomus.

Cet ensemble est sans doute à adapter à vos propres besoins, j’espère cependant que cet article vous aura aidé. N’hésitez pas à réagir en laissant un commentaire pour poser vos questions ou améliorer cet article.

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Vincent Recipon

Propriétaire de ce blog. Owner of this blog.

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7 réponses

  1. Oli dit :

    Les chiffres que j’avance sont ceux d’une maisons construite en 2016 en Belgique, ayant un facteur K entre 30 et 35 (proche des maisons zéro énergies). Le chauffage sol repose sur une épaisseur de mousse PUR de 9 cm, et la chape de finition quant à elle fait environ 7 cm. Bref, j’explique cela car j’ai un peu de mal à comprendre pourquoi vous avez consacré autant d’énergie (intellectuelle) à réguler quelque chose qui possède une inertie aussi importante qu’un chauffage sol. Je tiens à préciser aussi que vous avez effectué un sacré travail et rien que pour ça, BRAVO !
    Une question cependant : pour quantifier le gain que cette régulation induit sur la facture, quels sont les éléments qui vous manquent ?

    • La chape et son isolation ressemble beaucoup à la votre, même si je n’ai plus en tête les épaisseurs des différents matériaux. S’agissant d’une chaudière gaz, il faudrait que j’ai accès à la consommation en gaz, la chaudière ne fournit pas d’indication.

  2. Oli dit :

    Article intéressant mais dans le cas d’un chauffage sol, la régulation n’est pas appropriée. L’inertie est telle que pour ressentir un degré de différence, il faut multiplier 8h par le nombre de centimètres d’épaisseur de la dalle. En pratique, si elle fait 8 cm,vous devrez attendre 8h avant de ressentir la régulation.
    La chaudière ou PAC propose souvent des programmes qui permettent de palier au périodes de vacances etc.

    • Bonjour, ce commentaire rejoint un autre. Effectivement l’inertie de la dalle est importante, cela ne sert à rien de réduire la température de façon importante (pour l’instant c’est 1°C). Par contre les chiffres que vous donnez ne sont pas ceux que je vois tous les jours. Ma maison est RT2012, l’isolation du plancher et de la maison en général est bonne. En remettant la T° confort à 5h00 j’arrive à la consigne vers 9h00. A 7h00 j’ai 2/10 à 3/10 de moins et avec les activités du matin (grille pain, micro ondes, douche, …) je suis à la température confort vers 8h00. Par ailleurs le plancher est chaud ce qui me semble être aussi important en terme de confort que d’avoir la température confort pile poil.
      Il reste quand même un point c’est la consommation induite par ce fonctionnement jour/nuit; sur ce point je n’ai pas de réponse à apporter.

  3. Fred dit :

    bravo super article très bien détaillé
    mais je rejoins le commentaire précédent, du fait de l’énorme inertie l’intérêt de modifier la température d’un chauffage au sol en cours de journée est proche de 0 voir va provoquer une surconsommation inutile.
    Perso je passais ma consigne de 21 à 20 le soir à partir de 23h et jusque 5h du mat’, j’ai vite arrêté quand j’ai vu le temps de fonctionnement de ma chaudière pour rattraper le degré perdu durant la nuit … désormais je ne fais ça que lorsque je m’absente plusieurs jours

    • Votre commentaire est très pertinent. La réduction de température que j’applique dans la nuit est faible : 1°C mais c’est peut être déjà beaucoup. Je vais rajouter cette information dans l’article.
      J’ai fonctionné de cette façon l’hiver dernier. Cela permet en terme de confort d’avoir son plancher chauffant bien chaud en se réveillant, c’est agréable.
      En terme de consommation d’énergie j’avoue avoir du mal à me faire un avis, il est possible que cela ne permette pas de faire d’économie. Je vois effectivement au matin que la pompe fonctionne 2 heures pour remonter la température, mais je ne peux dire ce qu’il en est de la consommation de gaz qui en résulte, la chaudière se mettant en route par intermittence suivant le besoin. Et puis de fait la chaudière fonctionne en régime continu plus longtemps ce qui devrait donc avoir un meilleur rendement. D’un point de vue thermique, il me semble que les pertes sont réduites si on ne chauffe que lorsqu’on en a besoin,même si il faut remonter la température de la dalle, mais il y a d’autres facteurs qui rentrent en compte dans l’équation. Bref difficile de se faire un avis…

      Je n’ai pas accès à la consommation de gaz, ce serait le seul moyen de comparer.
      Quelqu’un a t’il pu réaliser des mesures ? Y a t’il des études avec des résultats tangibles ?

  4. Enr37 dit :

    Merci. Intéressant. Ayant moi même un chauffage au sol (mais avec pompe à chaleur air/eau) je me suis posé la question et me suis heurté à plusieurs réflexion
    La 1e et pas des moindres, une PAC propriétaire. Grrrrr.
    La 2e,après analyse, il y a 8h d inertie. Pas besoin de réguler du coup.
    Le pb se pose, lorsque tu pars en vacances. Été (pour rafraichir) ou hiver. Surtout que la pompe ne doit pas être coupée pour geler le fluide. Du coup il y a la possibilité de couper un circuit à l’intérieur avec un qubino mais qui garderait une circulation. Du fait, je pourrais arriver dans une maison chaude ou fraîche. A suivre. Merci encore pour l’article de qualité même s’ils se font rares 🙁

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