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Pilotage système de chauffage d'une serre



  1. #1
    cortejuan

    Pilotage système de chauffage d'une serre


    ------

    Bonsoir,

    Je viens vers vous pour des conseils.

    Je possède une serre que je chauffe au moyen d'un tampon thermique de 2900litres d'eau. En gros, en été, des échangeurs récupèrent l'énergie solaire et chauffent l'eau des cuves (en refroidissant la serre). En hiver, l'énergie stockée est restituée (avec un coup de pouce d'un bouilleur à bois en période froide).

    Bref tout ça est piloté au moyen de thermostats qui activent des mini pompes de voiture et des ventilos de voiture.

    Le but de ce dispositif est de réduire au maximum l'usage de l'électricité ou du gaz.



    Pour l'instant, je pilote mon installation à partir d'une alim d'ordinateur qui me fournit les 12 volts pour mes pompes et mes 5 volts pour mes ventilos. Pour obtenir 7 ou 8 volts (ventilation soutenue), j'ai ajouté un petit convertisseur 12v/tension variable 11 à 6 volts.

    J'arrive à ma question :

    Mon système marché sans problème depuis 3ans, mais en période froide l'alimentation se coupe et se rallume toutes les 3 à 5 minutes. J'aurais pu opter pour un fonctionnement permanent en coupant les sorties plutot que l'entrée mais je fais la chasse aux gaspi et couper l'entrée m'a semblé plus économe.


    Je me demande donc s'il n'y a pas une façon plus rationnelle et mieux pensée pour un resultat aussi économique.

    D'où ma demande de conseil auprès de vous.

    Cordialement

    -----

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  3. #2
    PIXEL

    Re : Pilotage système de chauffage d'une serre

    un accu tampon ?

  4. #3
    mag1

    Re : Pilotage système de chauffage d'une serre

    Bonjour,

    On comprend assez mal comment est articulé ce système.
    Le rendement des alim à découpages est assez élevé, à mon avis, couper cette alimentation n'apporte pas une grosse économie. et je ne vois pas d'où vient cette commutation.
    Il manque donc beaucoup de précisons pour répondre à cette question.

    MM
    Si il y a des erreurs ci dessus, c'est que je n'ai pas eu le temps de les corriger...

  5. #4
    cortejuan

    Re : Pilotage système de chauffage d'une serre

    Bonsoir,

    Voilà le principe en résumé : une réserve d'eau extérieure et isolée est reliée a un radiateur de voiture via une pompe de voiture fonctionnant en 12v installé dans la serre. Le ventilo associé au radiateur est alimenté (par exemple) en 5 volts. Les 12v et 5 v sont fournis par une alim d'ordi.

    Supposons que la température la plus basse admise soit 10 degrés et la plus élevée, 30 degrés. Entre ces deux consignes, le système est en repos, zéro conso. Si la température passe en dessous de 10 degrés, un thermostat electronique ferme l'entrée de l'alim de l'ordinateur qui lance la pompe et le ventilo. La chaleur du tampon réchauffe l'air de la serre via le radiateur. Quand celle-ci dépasse la consigne, l'alim de l'ordi est coupée.

    Si dans la journée la température dépasse 30 degrés, un autre thermostat réglé en climatiseur ferme le circuit d'alimentation de l'ordi et ventilo et pompe se mettent en marche, rafraîchissant la serre et stockant la chaleur dans le tampon.

    Tout ça fonctionne parfaitement et me permet de ne pas surcharger ma ligne électrique déjà sollicitée par une grosse PAC et une autre serre chauffée électriquement.

    Je m'interroge sur mon système et la meilleure façon d'y repondre est d'interroger les spécialistes (j'ai été électronicien et ai enseigné en université mais ça remonte au temps où le transistor était encore une curiosité...


    Cordialement

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    mag1

    Re : Pilotage système de chauffage d'une serre

    Je ne suis pas un spécialiste.

    En #1, le problème posé semble être une régulation tout ou rien avec des cycles trop courts. Il faudrait augmenter l’hystérésis ,mais on ne connait rien de cette régulation...

    Il est aussi fait mention d'une vitesse de ventilateur variable (dont on ne connait rien non plus, commandée par quoi?)

    Il serait possible de moduler cette vitesse (PWM) pour garder la température "constante" (bande étroite de ? degrés) par une régulation proportionnelle.

    Mais je ne sais pas ce que l'on gagnerait par cette méthode.

    MM
    Si il y a des erreurs ci dessus, c'est que je n'ai pas eu le temps de les corriger...

  8. #6
    cortejuan

    Re : Pilotage système de chauffage d'une serre

    Bonjour,

    Je pourrais effectivement changer facilement l'hystérésis de mon système en jouant soit sur la plage de déclenchement soit sur l'isolation des capteurs. Cela dit, les plantes n'apprécient pas les variations rapides et répétées de changement de température.

    Concernant les variations de vitesse des ventilos, c'est purement manuel. J'ai un tableau de bord avec des interrupteurs a 3 positions : arrêt, vitesse lente (fonctionnement normal), vitesse rapide (en présence d'un fort ensoleillement et donc d'un risque de surchauffe de la serre).

    Ceci dit, l'idée de faire varier la vitesse des ventilos en continu est à retenir, ce serait l'idéal pour les plantes et le matériel même si pour l'instant je ne vois pas trop comment procéder.

    Cordialement

  9. Publicité
  10. #7
    mag1

    Re : Pilotage système de chauffage d'une serre

    Citation Envoyé par cortejuan Voir le message

    Ceci dit, l'idée de faire varier la vitesse des ventilos en continu est à retenir, ce serait l'idéal pour les plantes et le matériel même si pour l'instant je ne vois pas trop comment procéder.

    Cordialement
    Bonjour,
    Le principe est assez simple. En entrée, on a une mesure de température et une température de consigne, en sortie une tension variable en fonction de l'écart entre ces deux températures.
    Cette variation est obtenue en alimentant le ventilateur par une tension hachée à rapport cyclique variable (ex de 50% à 100%).
    Le plus simple pour faire ça est un petit microcontrôleur, mais il y a sans doute d'autres moyens.

    MM
    Si il y a des erreurs ci dessus, c'est que je n'ai pas eu le temps de les corriger...

  11. #8
    calculair

    Re : Pilotage système de chauffage d'une serre

    Bonjour ton sujet est intéréssant

    Je suis étonné de la plage de température admissible de 10°C à 30° C, alors que tu dis que les plantes n'aiment pas de grandes variations de température.

    On pourrait calculer la dérivée de la température par rapport au temps en faisant des mesures tous le 1/4 d'heure par exemple

    Pour moduler la ventilation, on peut aussi remplacer le grand ventilateur par plusieurs petits dont le nombre qui sont en fonctionnement sont controlés par le signe de la dérivée.

    C'est peut être t'entrainer dans beaucoup de modifs ....
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  12. #9
    cortejuan

    Re : Pilotage système de chauffage d'une serre

    Merci pour vos suggestions, pour le moment je fais le plein d'idées, après je choisirai.


    Pour les plages de températures, c'est le problème des serres, se sont de vraies passoires thermiques, mais gare au rayon de soleil, par exemple, aujourd'hui, temps couvert, 7 degrés dehors, 13 dans la serre, si le soleil s'était montré, la température aurait grimpé en quelques minutes à 25 degrés ou plus. J'ai deux ouvertures automatiques qui libèrent une fraction de l'énergie solaire, la ventilation forcée permet de limiter les dégâts. J'ai choisi 10 degrés car je cultive des fruits de la passion (très productifs) et c'est la limite de tolérance avant la perte des feuilles. J'ai aussi des agrumes qui eux, en hiver aiment mieux les ambiances fraîches, 10 degrés est un bon compromis.

    Pour ceux que ça intéresse, voici le site ou tout est décrit :

    http://gardenbreizh.org/photos/corte...bum-31960.html

    Cordialement

  13. #10
    wizz

    Re : Pilotage système de chauffage d'une serre

    est ce que la serre est loin de la maison?

    si la maison est équipée d'une VMC, et qu'elle est à débit fixe, alors tu disposes d'un bon moyen pour réguler plus ou moins la température de la serre.

  14. #11
    mag1

    Re : Pilotage système de chauffage d'une serre

    Citation Envoyé par cortejuan Voir le message
    Merci pour vos suggestions, pour le moment je fais le plein d'idées, après je choisirai.

    Pour les plages de températures, c'est le problème des serres, se sont de vraies passoires thermiques, mais gare au rayon de soleil, par exemple, aujourd'hui, temps couvert, 7 degrés dehors, 13 dans la serre, si le soleil s'était montré, la température aurait grimpé en quelques minutes à 25 degrés ou plus. J'ai deux ouvertures automatiques qui libèrent une fraction de l'énergie solaire, la ventilation forcée permet de limiter les dégâts. J'ai choisi 10 degrés car je cultive des fruits de la passion (très productifs) et c'est la limite de tolérance avant la perte des feuilles. J'ai aussi des agrumes qui eux, en hiver aiment mieux les ambiances fraîches, 10 degrés est un bon compromis.

    Pour ceux que ça intéresse, voici le site ou tout est décrit :

    http://gardenbreizh.org/photos/corte...bum-31960.html

    Cordialement
    Voici, par exemple, ce que donne une régulation par µC, pour réguler les ventilateurs, il faudrait calculer le rapport cyclique différemment .
    http://electromag1.wifeo.com/thermos...e-lcd1602-.php

    L’intérêt serait de contrôler toutes les limitations hautes et basses, etc. avec le même µC.



    MM
    Si il y a des erreurs ci dessus, c'est que je n'ai pas eu le temps de les corriger...

  15. #12
    calculair

    Re : Pilotage système de chauffage d'une serre

    Bonjour,

    Je crois comprendre ton problème


    Le vitrage n'est pas un bon isolant thermique.

    Dés que le soleil illumine ta serre, l'énergie du soleil pénètre la serre et une grande partie y est absorbée, d'ou l'élévation rapide de la température.

    Dés que le soleil disparait, la température de la serre descend rapidement.

    Outre le problème financier, il faudrait mettre du double vitrage ...!!! la perte thermique serait réduite.

    Je suppose que le soleil est le bienvenue pour la croissance des plantes.....( on pourrait peut être la doper avec un éclairage artificiel, adapter à la synhèse chlorophyliène )

    Je comprends la difficulté de réguler la température entre le jour ensoleillé et les nuits fraiches.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  16. Publicité
  17. #13
    cortejuan

    Re : Pilotage système de chauffage d'une serre

    Bonsoir,

    Merci à Mag1 pour l'exemple fourni, j'ai jeté un œil sur la toile et ça me tente... En fait l'idéal serait que ce soit la différence entre la température de consigne et la température dans la serre qui pilote la vitesse des ventilos. Une faible différence (situation nocturne hivernale) le ventilo tourne lentement, en journée en présence de forte chaleur, le ventilo tourne à pleine vitesse. Bon tout ça il faut y réfléchir.

    Ma serre est loin (20 m) de la maison, sinon j'aurais exploité le chauffage de la maison (je n'ai pas de VMC).

    Pour ce qui est des conditions climatiques dans la serre, oui c'est un environnement très particulier et à part les cactus et autres plantes des déserts, peu de plantes apprécient la surchauffe diurne et le froid de la nuit.

    En hiver, ma serre est isolée avec du plastique à bulle mais il n'y a pas seulement la conduction à travers les parois vitrées mais la radiation. En gros, si la chaleur est piégée dans la serre en journée, la nuit surtout si elle est très sombre, la chaleur de la serre rayonne vers le ciel et la température s'effondre en quelques heures.

    J'ai déjà eu plusieurs pannes nocturnes avec dégâts, c'est pourquoi je cherche un système super fiable. Ce que m'offre pour l'instant une bonne alim d'ordi. Pour améliorer la protection, un radiateur à gaz avec thermostat a bulbe prendra le relais et un buzzeur situé vers mon lit me préviendra en cas de coupure de courant.


    Cordialement

  18. #14
    calculair

    Re : Pilotage système de chauffage d'une serre

    Bonjour,

    Pour le système d'asservissement, un des plus performant est le système PID

    Tu trouveras des info s sur le net ' exemple : http://fr.wikipedia.org/wiki/Régulateur_PID '

    Pour ce qui concerne la fiabilité, je prévoirai 2 systèmes independants et si il y'a un écart dans le comportements des 2 systèmes prevoir une alarme
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  19. #15
    cortejuan

    Re : Pilotage système de chauffage d'une serre

    Bonsoir,

    VoilÃ*, mon système est opérationnel. Basé sur un arduino uno, il pilote en PWM deux ventilateurs de voiture associés Ã* leur radiateur. Il a fonctionné tout l'été sans problème.

    En bref, ventilos et pompes sont alimentés via des Mosfet (2 en parallèle pour chaque ventilo et chaque pompe) le tout commandé par l'arduino.
    Deux alimentations séparées sont utilisées, une petite alimentation Ã* découpage pour l'arduino, une bonne alimentation de PC pour les pompes et ventilos.

    Les températures sont envoyées dans la maison via deux arduino nano (un dans le module émetteur, l'autre dans le module recepteur). La transmission est de type rf24. Les Infos sont envoyées tous les quart d'heure via une horloge Ã* quartz.

    A noter, j'ai séparé la commande de chauffage/climatisation de la mesure des températures (les arduino sont bon marché).

    Mais j'ai un problème : depuis quelques jours un de mes ventilos Ã* rendu l'âme détruisant (Ã* verifier) l'étage Mosfet correspondant d'où ma question :

    D'où ma question : le fonctionnement d'un moteur Ã* balais en mode PWM est il préjudiciable pour le moteur car quelle que soit sa vitesse, la tension appliquée est toujours maximale ?

    Cordialement

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