Comment une utilisation efficace du thermostat d'ambiance peut réduire la consommation d'énergie

Les prix élevés de l'énergie ont conduit de nombreux ménages à modifier leur comportement en matière de chauffage au cours des derniers mois. Dans de nombreux foyers, la température ambiante a probablement été réglée un ou plusieurs degrés plus bas ces derniers mois. Mais comment fonctionne le thermostat d'ambiance et quels autres paramètres et réglages prend-il en compte?

Généralités

L'apparition des installations de chauffage central a également accéléré le développement de méthodes de régulation plus sophistiquées. Dans un système de chauffage contemporain, le thermostat d'ambiance est un composant essentiel. La principale fonction de ce composant est de régler la température de la pièce de référence dans un bâtiment. En contrôlant la chaudière dans une installation de chauffage conventionnelle, on tente de se rapprocher le plus possible de la température ambiante de consigne et de la maintenir à un niveau constant. Dans les installations de chauffage central utilisant le chauffage urbain comme source de chaleur, la vanne principale en liaison avec le réseau de chaleur est plus ou moins ouverte. Dans une installation avec pompe à chaleur, la régulation de la pompe à chaleur et son cycle de refroidissement sont influencés.

L'emplacement du thermostat d'ambiance est très important. Un emplacement mal choisi est un premier point délicat qui peut entraîner une augmentation de la consommation d'énergie. La pièce dans laquelle le composant est installé doit fonctionner comme une pièce de référence. La plupart des activités se déroulent dans cette pièce et la température ambiante est censée être représentative du reste du bâtiment. Dans un logement, il s'agit généralement de l'espace de vie ou de la cuisine.

Dans cette pièce de référence, il est important que la mesure de la température par le thermostat d'ambiance ne soit pas influencée. Les facteurs perturbateurs sont, par exemple, l'impact de l'ensoleillement direct en été, les radiateurs ou des convecteurs placés trop près, les courants d'air, un montage sur un mur extérieur mal isolé, mais aussi, par exemple, le rayonnement thermique des appareils électroménagers ou le rayonnement froid des fenêtres à proximité. Choisissez de préférence un montage sur un mur intérieur, à peu près à hauteur des yeux et suffisamment éloigné des convecteurs, radiateurs ou autres sources de chaleur, des fenêtres et des portes extérieures.

Types de thermostats d'ambiance

Tous les générateurs de chaleur ne peuvent pas fonctionner avec tous les types de thermostats d'ambiance. Il existe des thermostats marche/arrêt et des thermostats modulants. Par ailleurs, certains thermostats d'ambiance sont commandés par une horloge, offrent des fonctions intelligentes et peuvent être reliés à la source de chaleur selon le type de câblage ou sans fil.

Thermostat d'ambiance marche/arrêt

Un thermostat d'ambiance marche/arrêt fonctionne selon le principe le plus simple et peut être comparé au fonctionnement d'un simple interrupteur d'éclairage. L'interrupteur ne peut prendre que deux positions, signalant le zéro, l'arrêt ou le un. Le réglage le plus important est la température ambiante souhaitée. Dans les anciens thermostats d'ambiance, ce signal est obtenu par une mesure de la température au mercure. Un tube dans le thermostat d'ambiance est partiellement rempli de mercure. À une température plus élevée, la substance se dilate et le centre de gravité du tube de mercure s'élève. À partir d'une certaine hauteur, l'interrupteur est basculé. Les thermostats marche/arrêt plus modernes fonctionnent, par exemple, avec un bimétal au lieu du mercure.

Les thermostats d'ambiance marche/arrêt déclenchent la chaudière (ou une autre source de chaleur) lorsque la température ambiante est inférieure à la température de consigne. L'inconvénient de ce type de thermostat est que la source de chaleur n'est pas ajustée en fonction de la puissance à laquelle elle doit fonctionner. Par conséquent, la plupart du temps, la source de chaleur consomme plus d'énergie que nécessaire, car elle est toujours commandée pour fonctionner à pleine puissance.

Thermostat d'ambiance modulant

Les thermostats d'ambiance modulants sont plus évolués que les thermostats d'ambiance marche/arrêt. Le thermostat modulant est conçu pour commander une source de chaleur lors d'un chauffage à charge partielle. Lorsque la température ambiante baisse, le thermostat d'ambiance modulant envoie un signal à la chaudière lui indiquant qu'elle doit chauffer un peu plus l'eau du chauffage central. Grâce à ce fonctionnement modulant, la consommation d'énergie est moindre que lorsqu'elle est contrôlée par un thermostat marche/arrêt. La durée de vie du générateur de chaleur est également influencée positivement, car le fonctionnement est plus continu. En effet, l'interruption et le redémarrage fréquents de la production de chaleur dans une chaudière entraînent une usure plus importante.

Tous les thermostats d'ambiance modulants ne peuvent pas être connectés à tous les générateurs de chaleur. Pour que les deux composants puissent interagir, ils doivent utiliser le même protocole de communication. Certains fabricants travaillent avec leur propre système de communication. Par ailleurs, il existe le protocole OpenTherm, indépendant de la marque, qui offre davantage de possibilités pour combiner des produits de différents fabricants.

Thermostat d'ambiance à horloge

Les thermostats d'ambiance à horloge existent en version modulante et en version marche/arrêt. Avec ces thermostats, il est possible de faire varier la température ambiante en fonction d'un programme hebdomadaire prédéfini.

Les thermostats d'ambiance commandés par horloge peuvent passer automatiquement ou manuellement en mode été. À ce moment-là, le générateur de chaleur n'est utilisé que pour produire de l'eau chaude sanitaire et n'est donc temporairement plus commandé pour assurer le chauffage des pièces. Souvent, le thermostat est également équipé d'une fonction de surchauffe de l'eau chaude, qui permet de chauffer temporairement plus d'eau chaude sanitaire que ce qui est prévu dans le programme horaire.

Thermostat d'ambiance intelligent

Ces dernières années, des fonctions de plus en plus avancées ont été ajoutées aux thermostats d'ambiance. Les thermostats intelligents sont connectés à l'internet. Il est donc possible de modifier leurs paramètres à distance. Les thermostats intelligents sont aussi souvent autodidactes. En recherchant des modèles dans le comportement des utilisateurs, ce type de thermostat d'ambiance sait quand et selon quel régime il est énergétiquement intéressant d'ajuster la puissance de la source de chaleur.

Thermostats d'ambiance sans fil

Les thermostats d'ambiance sans fil sont le terme générique des thermostats qui interagissent avec leur récepteur sans câblage. Par une connexion RF, le signal du thermostat d'ambiance est transmis à l'adaptateur placé sur le générateur de chaleur. Toutefois, cet adaptateur-récepteur est bel et bien câblé au générateur de chaleur.

Il existe deux types de thermostats d'ambiance sans fil. Les thermostats d'ambiance sans fil qui sont branchés sur le réseau électrique, mais qui sont donc reliés à leur récepteur sans aucun câblage. Par ailleurs, il existe des thermostats d'ambiance sans fil fonctionnant sur piles. Ce dernier type offre l'avantage de ne pas avoir à masquer des câbles électriques dans les murs.

régulation

Le thermostat d'ambiance est l'élément principal de la régulation et du contrôle du générateur de chaleur. Les vannes thermostatiques et la régulation en fonction de la météo, combinés avec la courbe de chauffe, constituent des éléments supplémentaires de la stratégie de régulation.

vannes thermostatiques des radiateurs

En plus du contrôle primaire du générateur de chaleur par le thermostat d'ambiance, le réglage avec des vannes thermostatiques secondaires est monnaie courante. Les radiateurs et les convecteurs sont presque toujours équipés d'une vanne. Sans ces vannes, l'eau de chauffage central  circulerait constamment dans tous les émetteurs de chaleur. Les vannes thermostatiques permettent d'interrompre partiellement ou totalement le débit d'eau sur une partie du circuit. Il est déconseillé d'utiliser des vannes thermostatiques uniquement dans la pièce de référence, où se trouve le thermostat d'ambiance. Dans le cas contraire, les deux systèmes de régulation pourraient s'opposer l'un à l'autre, ce qui entraînerait une augmentation de la consommation d'énergie.

RÉGULATION SOLaire

Lorsqu'on utilise le chauffage par le sol comme système d'émission, on peut utiliser une régulation par zone. Cela peut être comparé aux vannes thermostatiques des radiateurs en combinaison avec un thermostat d'ambiance. Comme les circuits de chauffage par le sol se trouvent dans la structure du sol, il n'est pas possible de régler le débit par boucle. En revanche, il est possible de régler par zone grâce à des thermostats placés dans chaque pièce. Ces thermostats sont reliés à une barre de contrôle qui ajuste le débit par circuit en fonction de la demande de chaleur au moyen de moteurs thermiques. Les débits sont modulés en fonction de la température ambiante.

Régulation en fonction de la météo

La solution la plus courante pour la régulation en fonction des conditions météorologiques est une sonde extérieure montée sur la façade. Il existe des versions sans fil et avec fil. Seuls les thermostats d'ambiance intelligents téléchargent parfois des données météorologiques sur Internet, de sorte qu'une sonde extérieure n'est pas exigée pour la régulation en fonction de la météo. Il est préférable de fixer la sonde extérieure sur le côté nord du bâtiment, de préférence au niveau du deuxième étage (le cas échéant). Comme pour le thermostat d'ambiance lui-même, il faut éviter à tout prix que la sonde extérieure soit exposée à la lumière directe du soleil. D'autres facteurs tels qu'une charge de vent excessive, une cheminée ou d'autres ouvertures d'évacuation interfèrent également avec l'enregistrement correct de la température extérieure.

Les sondes extérieures filaires sont reliées directement au circuit imprimé électronique qui commande le générateur de chaleur. Selon le type, ces sondes extérieures peuvent également recevoir le signal DCF77. Ce signal d'horloge de l'Europe de l'Ouest garantit que si le courant a été interrompu pendant un certain temps ou si l'heure est changée, l'installation se remet à l'heure.

Les sondes extérieures sans fil sont alimentées par une batterie. La facilité d'installation est le principal avantage, surtout lors de la rénovation des installations de chauffage. Cependant, la puissance du signal de connexion au récepteur est un problème. En cas de distance importante entre la sonde extérieure et le générateur de chaleur, et dans les bâtiments dont la structure portante comporte, par exemple, une grande quantité de béton, cela peut poser des problèmes. La durée de vie limitée de la batterie est également un inconvénient. C'est pourquoi certaines sondes extérieures sans fil sont équipées de cellules solaires, afin de pallier la nécessité du remplacement de la pile.

courbe de chauffe

La mesure de la température extérieure est intéressante pour commander le générateur de chaleur sur cette base. Dans le thermostat d'ambiance, l'influence de la température extérieure sur la température de départ de l'eau de chauffage peut être déterminée au moyen d'une courbe de chauffe. La relation entre les deux ne dépend pas immédiatement de la température intérieure souhaitée. Cependant, la courbe de chauffe la plus appropriée dépend de la demande de chaleur d'un bâtiment particulier, dans lequel, par exemple, l'isolation joue également un rôle. Les chaudières traditionnelles sont donc plus souvent régulées avec une courbe de chauffe plus inclinée que les pompes à chaleur. L'inclinaison de la courbe de chauffe est un paramètre réglé dans le thermostat d'ambiance.

Il est important d'essayer d'estimer cette valeur aussi correctement que possible. Si la pièce devient trop chaude, la valeur inférieure de la courbe de chauffe est probablement réglée trop haute. Si elle devient trop froide, la valeur supérieure est probablement réglée trop basse. De même, si la température de la pièce fluctue beaucoup, cela peut indiquer une courbe de chauffe mal réglée.

Refroidissement

De nos jours, les pompes à chaleur sont de plus en plus souvent utilisées comme générateurs de chaleur. Les pompes à chaleur ont un fonctionnement réversible, ce qui signifie qu'elles peuvent également préparer et distribuer de l'eau froide. En cas de régulation par zone, la pompe à chaleur peut passer du chauffage au refroidissement. Selon le fabricant, cela peut se faire via la pompe à chaleur, en fonction des conditions météorologiques ou manuellement via le thermostat. Ainsi, les circuits de chauffage par le sol peuvent être utilisés avec l'eau froide en été pour rafraîchir les bâtiments. Il convient toutefois de noter que la température de l'eau ne doit pas être réglée trop bas pour cette méthode de refroidissement. L'envoi d'eau trop froide dans les circuits de chauffage par le sol peut entraîner la formation de condensation sur la surface du sol.

Avec la collaboration de Danfoss et Henco Industries