Le solaire à la portée de tous

Bonjour
Avec le confinement hélas j'ai du temps. Je me lance donc dans un nouveau projet de domotique sur ma VMC DF. (surtout que depuis un bon bout de temps j'ai acheté beaucoup de sous ensemble pour le projet).

Pour l'instant elle fonctionne bien avec un M3 depuis presque 10 ans.
Deux choses sont gérées :
La gestion des registres à partir des températures du PC, de l'air interieur et de l'air exterieur.
La consommation d’électricité avec un compteur électrique


Le nouveau projet :
En premier c'est pour améliorer le système, notamment pour gérer les filtres qu'il faut changer lorsqu'ils s’encrassent.
Je vais tester par mesure de pression différentielle.

Aussi pour mieux suivre la consommation et prendre la décision d'un grand nettoyage des turbines.
C'est le point faible de cette VMC, les 2 turbines s'encrassent en 2 - 3 ans. Il y du cisaillement qui provoque le dépôts de particules sur les pales, à la longue c'est une croute épaisse.
En revanche c'est le seul endroit ou je constate des dépôts. Le reste du circuit est toujours dans un très bon état
Par expérience c'est spectaculaire la différence de consommation avant / après nettoyage ; j'arrive à -40%
A partir de la consommation électrique et des pressions différentielles on doit pouvoir prendre la bonne décision.

Les options :
Avoir une idée du rendement. Au moins à partir des températures, si possible en intégrant d'autres paramètres (donc au moins 5 températures à mesurer sur le projet)
voir si possible de modifier le fonctionnement (débits notamment)


J'abandonne le M3 car c'est vraiment trop limité dans beaucoup de domaines (gestion à distance, faire des calculs, mémoire bien trop faible, ...).
J'opte pour un vrai automate industriel sous codesys en structural texte ayant une bonne expérience en programmation (c'est comme l'ancien langage Pascal)
EN plus c'est simple à piloter sur smartphone.

le plan schématique de la VMC DF

J'ai programmé une première version béta qui reprend l'ancienne version M3
sur le principe :
en mode chauffage on préchauffe soit par pc soit par l'air extérieur et inversement pour la surchauffe ...
- deux seuils de température maximum pour passer du mode chauffage à refroidissement de la maison (l'un pour l'hiver et l'autre pour l'été).
On permet une plus forte surchauffe l'hiver que l'été afin d'accumuler de la chaleur. L'été on privilégie le refroidissement
- mesure d'impulsions sur le compteur d’énergie pour obtenir la consommation électrique
- mise en place du serveur web (c'est intégré dans l'automate, pas de PC en plus) et pilotage qui fonctionne avec le smartphone
Automate <---ethernet---> routeur réseau privé <---wifi---> smartphone
évidement rien n’empêche d'utiliser un PC comme pour consulter une page WEB


sur la partie hard :
- j'ai repris un vieux wago 750-480 sous codesys 2.3
- une extension 8 sorties numériques : trois relais pour actionner les deux registres motorisés et le clapet sur l'échangeur via 3 sorties numériques
- deux extensions 4 entrés sondes de T : 6 sondes Pt100 3 fils , reste à étalonner. (température intérieur maison, températures entrée et sortie coté maison de la VMC DF, température PC et air exterieur, température rejet en toiture)
- une extension 2 entrées numériques : une entrée numérique pour compter les impulsions
- un vieux compteur à impulsions (3200 imp pour 1 kwh) de type MEMO3 enerdis (on doit être à 2 à 4 impulsions par minute)

J'ai débuté la partie mesure de pression différentielle entre les deux cotés du filtre pour évaluer son colmatage.
Je ne réalise plus de circuit électronique, il n'y à plus rien à gagner, tout est importé de chine.

L'automate fonctionne en 24V c'est donc la tension disponible

J'ai pris un capteur de pression différentielle analogique MPX5100 (fonctionne sous 5V, 100 kp pour 5v ) à 10€

Il est alimenté avec une tension 5V venant du 24V (2€)
https://fr.aliexpress.com/item/32922494 ... 6c37LzNsry
(il délivre bien les 5,0 V)
comme la carte d'acquisition à une plage 0 - 10 v j'ai monté un ampli pour avoir un gain de 2 : 0-5V à 0-10V (moins de 3 €) qui est alimenté en 24V
https://fr.aliexpress.com/item/33059435 ... 6c37LzNsry
Juste une modification pour réduire la plage de gain en changeant le potentiomètre 100k par un plus faible de 20k et régler finement le gain à 2 : on a une bonne linéarité sur l'ensemble de la plage.


reste à recevoir les tuyaux, les connecteurs, les passes cloisons et les vis pour assembler l'ensemble (environ 20€)

Bien que le coté automatisme soit passionnant;
Ne vaudrait-il pas le coup de faire un nettoyage annuel des turbines de la VMC; Rien que pour contrôler que tout est OK dans la pièce technique ;)

Si j'ai bien compris, le registre de bypass est un truc que tu as ajouté à ta VMC DF ; Ou alors il était géré en manuel ? ou alors tu as désactivé la gestion auto de ta VMC au profi d'un truc adapté à tes besoins;

J'ai été surpris de voir que tu n'avais pas un registre 3 voies pour la selection de l'air entrant; Je suppose que le réseau extérieur ayant une perte de chage bien inférieur, l'air passe par le chemin le plus facile. C'est astucieux;

Pour ton calcul "savant" pour déterminer sur les turbines sont sales, il faudra prendre en compte la position de tes registres;
* les 2 registres ouverts vont générer moins de pertes de charges... donc ta VMC consommera moins .. ça ne voudra pas forcément dire qu'elle est clean;

Tes 2 filtres vont également influer sur la perte de charge. Dans ton programme, tu peux essayer (de manière empirique), d'ajouter un compteur qui est remis à 0 à chaque changement de filtre. et qui ajoute un coeficient de perte de charge qui varie dans le temps. (ça freine plus, plus le filtre est sale)

Le compteur à impulsion, j'ai l'impression que ce n'est pas assez precis. 2 à 4 impulsions par minute.. ça varie du simple au double. Pour déterminer une surconsommation de l'ordre de 40% dans bruit de mesure de 50% c'est un peu difficile.

Je te donne une astuce, si tu n'as pas froid aux yeux;

Tes moteurs de VMC sont alimentés en courant continu; (ce sont normalement des moteurs DC);
Pour mesurer la peine qu'ils ont à faire tourner la VMC en pression constante;. il faut mesurer la tension;
Plus elle est faible, moins la VMC peine.
A faire uniquement si on est en pleine confiance de ses capacités en électricités;. il faut deux sondes isolées ! pour ne pas perturber le fonctionnement du pilotage de la VMC.

Ne vaudrait-il pas le coup de faire un nettoyage annuel des turbines de la VMC; Rien que pour contrôler que tout est OK dans la pièce technique ;

C'est difficile à démonter pour accéder aux turbines, le caisson n'a pas été fabriqué pour être facile à démonter. Dans la doc technique il est indiqué que l'on doit souffler de l'air comprimer dans deux trous pour nettoyer les turbines.Mais après démontage du système on constate que c'est du n'importe quoi... Cette VMC DF (dee Fly microwatts aldes) présente de gros défauts dans la conception (sans parler des filtres qui sont sous dimensionnés et ruineux à l'achat et pour lesquels j'ai réinstallé une autre unité de filtration)


Si j'ai bien compris, le registre de bypass est un truc que tu as ajouté à ta VMC DF ; Ou alors il était géré en manuel ? ou alors tu as désactivé la gestion auto de ta VMC au profi d'un truc adapté à tes besoins;
il y a un clapet qui permet à l'air venant de l’extérieur de passer au dessus de l'échangeur mais comme le flux est dirigé vers l'échangeur c'est peu efficace (une partie de l'air passe dans l'échangeur)
J'ai donc ajouté un autre bypass sur le flux sortant de la maison. Le clapet et le registres son maintenant automatiques et hors de contrôle du système initial ...

J'ai été surpris de voir que tu n'avais pas un registre 3 voies pour la selection de l'air entrant; Je suppose que le réseau extérieur ayant une perte de chage bien inférieur, l'air passe par le chemin le plus facile. C'est astucieux;

c'est exact on a environ 60 m venant du puits canadien et 6 m venant du toit. L'autre avantage est de maintenir en permanence un petit flux dans le PC qui ne reste jamais en stagnation.

[Pour ton calcul "savant" pour déterminer sur les turbines sont sales, il faudra prendre en compte la position de tes registres;
* les 2 registres ouverts vont générer moins de pertes de charges... donc ta VMC consommera moins .. ça ne voudra pas forcément dire qu'elle est clean;

Tes 2 filtres vont également influer sur la perte de charge. Dans ton programme, tu peux essayer (de manière empirique), d'ajouter un compteur qui est remis à 0 à chaque changement de filtre. et qui ajoute un coeficient de perte de charge qui varie dans le temps. (ça freine plus, plus le filtre est sale)

Pour l'instant je ne sais pas répondre mais je constate que la différence est spectaculaire. Filtres et turbines propres = 50 w ; filtres propres et turbines sales (vraiment très sales) = 82 w

Le compteur à impulsion, j'ai l'impression que ce n'est pas assez precis. 2 à 4 impulsions par minute.. ça varie du simple au double. Pour déterminer une surconsommation de l'ordre de 40% dans bruit de mesure de 50% c'est un peu difficile.
c'est exact, 10wh par impulsion sur la sortie à impulsions. C'est trop peu. Je viens de changer j'en avais d'autres en reserve
https://fr.aliexpress.com/item/32847811 ... 6c37Yqjq2e
maintenant c'est 0.5 wh par impulsion.

Je te donne une astuce, si tu n'as pas froid aux yeux;
Tes moteurs de VMC sont alimentés en courant continu; (ce sont normalement des moteurs DC);
Pour mesurer la peine qu'ils ont à faire tourner la VMC en pression constante;. il faut mesurer la tension;
Plus elle est faible, moins la VMC peine.
A faire uniquement si on est en pleine confiance de ses capacités en électricités;. il faut deux sondes isolées ! pour ne pas perturber le fonctionnement du pilotage de la VMC.[/quote]
je ne comprend pas bien l'interet par rapport au compteur à impulsions sauf à avoir une mesure en temps réel...

L'intérêt est minime;

Il te permet d'être plus précis au niveau de la mesure;. si un des filres ou une des turbines s'encrasse plus que l'autre, le fait d'avoir une mesure de tension te donnera cette info.
Mais vu que tu as trouvé un compteur d'implusion bien plus précis;.. ne t'emmerde pas avec ça;

82w vs 50;.. ça vaut vraiment le coup de nettoyer

La suite :
j'ai integré l'automate, les relais le compteur et une partie des capteurs dans un grand boitier, reste à réaliser la partie capteurs de pressions, humidité lorsque j'aurai reçu une partie des pièces chinoises

Pour la partie soft c'est bien avancé :
- gestions des registres selon l'indication des sondes de température en actionnant 3 relais (les moteurs BELIMO sont simple à piloter et simple à adapter sur les registres aldes). Deux valeurs de température modifiables pour deux seuils de surchauffes différents (l'un pour l'hiver et l'autre pour l'été afin de surchauffer plus l'hiver)
-enregistrement de la consommation de la VMC (pour l'instant sur 24 heures avec un pas de 1 heure et sur 31 jours avec un pas de 1 jours) + état sur 1 heure
-sauvegarde des valeurs sur carte microSD chaque heure
-restauration du système en cas de reboot (coupure électrique) dans le dernier état + serveur de temps pour la synchro
- interface web avec différentes pages (état général, consommations sous forme de graphique, état des registres, gestion des fichiers)
-configuration routeur - automate pour visualisation et modification via un smartphone.

Prochaines étapes :
mettre en place les capteurs de pression et à regarder comment les gérer au mieux pour diagnostiquer l'état des filtres
faire un calcul de rendement énergétique avec les températures, peut être en intégrant la valeur d'humidité des flux (modification du Cp) car la prise en compte n'est pas si négligeable qu'il peut y paraitre.
Je regarde aussi la mesure du débit mais pour l'instant je seche (tube de Pitot au centre du tube et on considère un régime laminaire pour applique un profil parabolique / poiseuille ?) ou le debit indiqué sur la vmc est fiable ?

Je voulais changer mes deux crouzet millénium III qui pilotent ma maison et pour lesquels j'étais arrivé aux limites du possible.

J'ai construit mon projet avec un ancien automate wago sous codesys 2 (programmation un peu comme du visual basic ou du pascal ou du C) avec des cartes d'acquisitions. Il est relié en RJ45 à mon routeur (reseau filaire dans la maison et WiFI).
Comme l'automate possède une interface web on peut l'utiliser pour dialoguer.
Avantage : matériel professionnel difficile à détruire au moins jusque 24V (un peu comme crouzet millemium III) , support technique de qualité, mise à jour de sécurité du soft sur des années, support de nombreux protocoles de com.
defauts : c'est couteux, en version 2.3 l'interface web est obsolète et ne fonctionne plus avec un navigateur de PC

La VMC est donc maintenant pilotée sur mon smartphone, trois écrans permettent le suivi, les réglages des consignes et le contrôle du soft (pour la mise au point)

https://ibb.co/1X5ss28

La base de temps est externe (plus de décalage dans le temps, on est en permanence à la seconde ), on a la possibilté d'utiliser un serveur NTP (celui du routeur via le réseau de la maison)

J'ai opté pour 7 sondes pt100, elles sont câblées en trois fils, on est bien à 0,1°C de précision et pas de décalage entre les sondes. Pour faire des calculs de rendement pas trop foireux c'est indispensable.

Pour l'humidité c'est des sondes HIH4000, on peut vérifier l'étalonnage avec de l'eau et du sel sursaturé. si on a d'autres sels on constate que c'est bien linéaire. On est à environ 2 à 5 ° HR sur plusieurs mesures.

Pour les pertes de charges des filtres j'ai installé des sondes MPX 5010, c'est en limite de sensibilité avec une échelle de 10Kpa (rien trouvé de plus bas)

Au début je voulais faire mes alimentations et mes amplificateurs, mais compte tenu du cout sur aliexpress j'ai acheté une alim 10 volts et 5 volts et des amplis pour doubler mes signaux (de 5 à 10 volts maxi) de sortie pour être pleine echelle sur la carte d'acquisition (0 à 10V).

Pour la consommation électrique j'ai pris un compteur à impulsions de 0,5W, c'est parfait.
3 relais pilotent les deux registres (bélimo) et le clapet.(toi ou PC et déconnexion echangeur en cas de surchauffes)
Inutile d'intervenir rapidement sur les réglages, chaque 2 minutes c'est un minimum...10, 15 minutes c'est aussi bien

sur l'exemple il faut -0,5°C sur le toit, le registre toit est donc fermé et l'air du puits canadien est aspiré à 8,7°C, il rentre dans l’échangeur à 8°C pour ressortir dans la maison à 14,8°C. Le rendement de l'échangeur est de 72% (souvent compris entre 70 et 80%), l'air sort de la maison à 19,5 et est expulsée sur le toit à 10°C.

Paradoxe: si on bascule sur l'ai froid du toit le rendement de l’échangeur grimpe vers 90% mais l'air qui rentre dans la maison est plus froid !

La suite :
Remplacer le second Millemium III
J'ai un second automate Wago neuf qui fonctionne sous codesys 3,5 (interface WEB en HTML 5, HTTPS), l'idée est de l'utiliser en maitre avec le second automate (TCIP modbus) et qu'il puisse gérer également la VMC DF, faire du suivi en ligne via son interface bien plus évoluée, gérer les volets roulants, les consommations et les bilans (CESi, pompe à chaleur)...

autre relevé du petit matin
-6,0°C dehors sur le toit , arrivée d'air du PC vers échangeur 8,0°C, entrée d'air dans la maison 13,8°C

l'autre relevé c'était -0,5°C sur le toit, le registre toit est donc fermé et l'air du puits canadien est aspiré à 8,7°C, il rentre dans l’échangeur à 8°C pour ressortir dans la maison à 14,8°C. Le rendement de l'échangeur est de 72% (souvent compris entre 70 et 80%), l'air sort de la maison à 19,5 et est expulsée sur le toit à 10°C.

conclusion : on est toujours à stabiliser la température de l'air en sortie de pc (à presque 3,5 m de profondeur c'était un bon choix de conception).
C'est un bon 2 Kwh de gagné et au pire moment (très froid et la nuit). Peut améliorer l'isolation au niveau de l'échangeur et entre le ventilateur et l'échangeur

Sympa ce retour avec les mesures.

Ça valait le coup d'automatiser les registres.

j2c a écrit : ↑

sam. janv. 15, 2022 5:10 am

Sympa ce retour avec les mesures.

Ça valait le coup d'automatiser les registres.

Oui intéressant de montrer que le solaire c'est aussi de pouvoir récupérer la chaleur accumulée dans la terre l'été en plein hiver.
Mais aussi que PC + VMC DF c'est une bonne solution pour limiter sa consommation d'énergie pour préchauffer sa maison.

Dans du neuf c'est relativement simple à intégrer et c'est un bon exercice pour s'initier à la régulation

S'il fait vraiment froid vers -8 à -10 °C je redonnerai des valeurs