Réglage d'une pompe à chaleur de type Walter Meier LI-106

Lorsque la pompe à chaleur m'a été livrée et installée dans ma nouvelle construction, c'était l'été. La pompe était le plus souvent à l'arrêt et je n'ai pas constaté de problèmes particuliers en matière de chauffage pour la maison. Tout au plus, quelques règlages pour le chauffage de l'eau chaude sanitaire ont été effectués.

Dès que les jours se sont raccourcis et que la température de l'air s'est rafraîchie, la température ambiante de la maison était trop élevée malgré la consigne de chauffage paramétrée à 19 degré.

Je vais expliquer en quelques lignes comment je suis arrivé à ajuster les règlages de sorte à avoir une température ambiante correcte. Avant de commencer, je rappelle que les propos ci-dessous s'applique à une machine de marque Walter Meier (ou Oertli), type LI 106 avec un régulateur TEM SE 6001 WPC et une commande MB 6400, tel qu'illustré ci-dessous:

Je pense que le principe de réglage s'applique à toutes les pompes à chaleur Walter Meier commandées par le régulateur TEM SE 6001 WPC et la commande MB 6400.

Principe

Sans entrer trop finement dans les détails de la pompe à chaleur (car je ne les connais pas!), il faut savoir que ce type de machine régule la température ambiante des locaux en se basant uniquement sur la température extérieure. Cette dernière est mesurée à l'aide d'un capteur qui est placé généralement sur la façade nord de l'immeuble, afin d'être le plus indépendant possible de l'exposition du soleil.

Un technicien de Walter Meier m'a indiqué qu'il est possible d'ajouter un capteur de température intérieure. Cette même personne m'a fortement déconseillé de le mettre en place dans une maison conventionnelle. Cela s'applique essentiellement aux immeubles de type "loft" où il y a essentiellemnet une seule grande pièce et que la température de cette seule pièce est indicatrice dans la température de chacun des volumes de l'immeuble. Cela n'est évidemment pas le cas dans une maison de type villa qui a des pièces de tous côtés, nord ou sud, ou même des pièces partiellement sous terre.

Le régulateur effectue une mesure de la température extérieure et applique une règle de calcule pour déterminer la chaleur à produire. Cette règle de calcule est simplement basée sur une fonction afine y(T) = aT + b où T est la température mesurée à l'extérieur et y(T) est la fonction indiquant la chaleur à produire. a et b sont deux constantes dépendantes de la construction de l'immeuble, son isolation, son exposition au vent, toutes autres déperditions de chaleur et les caractéristiques techniques de la pompe à chaleur.

Pour ajuster au mieux la réponse de la pompe à chaleur à la température extérieure, il convient alors de définir au mieux les deux constantes a et b. L'objectif est d'obtenir une pente négative telle qu'illustrée comme exemple ici:

Cette droite indique la réponse en puissance de la pompe à chaleur en fonction de la température mesurée à l'extérieur. Plus il fait froid, plus on génère de chaleur et plus il fait chaud, moins on a besoin de cette chaleur.

a est mathématiquement la pente de la droite et b est l'ordonnée à l'origine.

Réglage de la droite

Je commencerais par rappeler que le principe évoqué ci-dessus n'est qu'un modèle "simplifié" de l'énergie nécessaire pour chauffer une maison. En observant la températeure ambiante de la maison par rapport à la température extérieure, j'ai l'impression que les pertes de chaleur ne sont pas strictement linéaires. Certains matériaux se dilatent ou contractent, favorisant l'existance de petits ponts de froid; la présence ou non de nuages laisse plus ou moins de rayonnement infrarouge passer au travers des fenêtres; et probablement encore plein de phénomènes qui laissent supposer que cette function linéaire n'est pas la plus adéquate. Je ne sais pas si d'autres fabriquants utiliseraient un autre type de courbe de réponse. En tenant compte de ces remarques très personnelles, je ne m'attends pas à pouvoir calibrer le chauffage de manière parfaite. C'est d'ailleurs probablement pour cela que l'automate propose un réglage additionnel appelé "Confort", et qui permet à l'utilisateur de corriger dans une moindre mesure les défauts du modèle.

Idéalement, pour calibrer cette courbe, il faudrait définir les constantes a et b. Mais la commande de l'automate ne permet pas d'agir directement sur l'une ou l'autre de ces valeurs. A défaut, l'automate propose 3 valeurs de réglages.

Important: Je tiens à rappeler que le service technique de Walter Meier n'a pas été en mesure à ce jour de valider ces réglages et encore moins les propos qui suivent. La dernière fois que j'ai voulu obtenir de l'information, la réponse fut: "Le paramétrage de la courbe est un sujet difficile et on vous propose de laisser les valeurs par défaut ou de prendre rendez-vous si vous avez trop chaud ou trop froid."

Numéro de cmd	Illustration	Nom de cmd	Description
03-012		Zone climatique chauffage	Il s'agit d'une référence de température à laquelle on va lier une température d'eau. Concrétement il s'agit du point froid de mesure. Si la sonde extérieure mesure cette température (ici: -15), alors on chauffera l'eau des serpentins de chauffage à la température définie sous 03-013.
03-013		Zone climatique température de départ	Il s'agit de la température de l'eau que l'on demande à la sortie la PAC à la température définit sous 03-012
03-001		Température du point fixe (pied de la courbe)	Il s'agit d'un autre point de mesure qui permet de positionner la courbe (puisqu'une droite à besoin de 2 points pour être positionnée). Il semblerait qu'il s'agisse de la température que l'on demande à la PAC à une température de 0 degré à l'extérieur. C'est en utilisant cette hypothèse que l'on va effectuer le réglage.

[la plupart de ces paramètres ne sont réglables qu'en mode 'expert'. Pour activer ce mode, il faut saisir les mots de passe de contrôle. Le 1er mot de passe est 234. Le second est 256 sur cette commande.]

Pour compléter ce qui précède, il faut rappeler que ces paramètres définissent le modèle thermique de l'immeuble uniquement. En principe, si les valeurs sont définies le plus exactement possible, alors la température intérieure pourra être simplement ajustée en modifiant les 2 paramètres: 03-051 (Température ambiante, chauffage normal), et 03-053 (Température ambiante, chauffage économique).

Etapes pour le réglage

• Le réglage de la courbe pourra prendre quelques semaines selon la variabilité de la température extérieure
• Je pense qu'il est le plus simple de régler la PAC vers la fin de l'automne, lorsque la température nocturne extérieure est proche de 0 degré (paramètre 03-001)
• Pour simplifier la procédure, je propose de définir les deux paramètres 03-051 et 03-053 à la même valeur. Autrement dit, on va demander une température ambiante identique le jour et la nuit. Il convient alors d'utiliser une valeur acceptable pour la maison, comme par exemple 20 degré. Lorsque les paramètres de courbe seront ajustés, il sera alors tout à fait possible de paramétrer 03-051 et 03-053 séparemment.
• Il faut aussi s'assurer que la consigne de Confort est réglée à 0 K. Durant le processus de réglage de la courbe, on ne veut pas de correction de chaleur.
• La méthode étant itérative, il sera nécessaire de faire des relevés de températures intérieures toujours à la même heure et dans la même pièce, si possible tôt le matin, lorsque le soleil n'aura pas encore trop influencer le température intérieure.

La première valeur qu'on ajuste en autome est le 03-001. Pour cela je propose la méthode suivante: on prend la température extérieure au petit matin. Si cette valeur est très proche de 0 degré, alors on mesure la température intérieure de la maison. Si cette dernière est plus grande que la valeur définie en 03-051 (03-053), alors on reduit très légérement le 03-001.Si au contraire la température intérieure est inférieure à 03-051, alors on peut augmenter légèrement le 03-001. On adaptera la valeur 03-001 avec le pas minimum (0.5 degré), en n'autorisant qu'un seul changement par jour. L'objectif est qu'après quelques jours à 0 degré extérieur, on soit capable d'avoir une température intérieure très proche de 03-051, au petit matin.

S'il y a un fort vent durant la nuit, un vent froid comme la bise, il est recommandé d'attendre un jour pour effectuer un nouveau relevé. Le vent, surtout s'il est froid, a une influence sur la température de l'habitation.

Si ce premier paramètre est correctement évalué, il est temps de passer aux 2 autres paramètres: 03-012 et 03-013. Par défaut, 03-012 est fixé à -15 degré. Donc idéalement, pour régler 03-013, il suffirait d'attendre que la température extérieure passe à -15 (le matin) et procéder exactement de la même façon que ci-dessus pour fixer le paramètre 03-013, c'est-à-dire en ajustant la valeur sur plusieurs jours. Comme là où j'habite les nuits froides de février peuvent être proche de ces -15, j'ai attendu cette période. Si ces -15 degré sont peu fréquents dans d'autres régions, alors on peut aussi attendre février (ou le mois le plus froid). On procède aussi au réglage de 03-013. Si notre premier paramètre 03-001 est réglé au plus juste, il n'est pas très important qu'il fasse exactement -15 pour régler le 03-013. Cependant plus la différence avec 0 degré est grande, plus l'erreur de réglage sera faible.

Mode été

La pompe à chaleur va utiliser son capteur de température extérieure pour détecter la saison estivale. Le principe de détection se base sur une moyenne de température durant une certaine durée. Si cette moyenne est plus grande qu'un seuil définit alors la pompe va stopper le circuit de chauffage. Cela ne veut pas dire que la pompe s'arrête complètement: la pompe peut encore tourner pour préchauffer l'eau chaude sanitaire.

La pompe à chaleur Walter Meier LI-106 possède 2 seuils distincts: un premier seuil pour le mode "Normal" et un second seuil pour le mode "Economique". La mode économique est actif généralement la nuit.

Réglages:

Numéro de cmd	Nom de la cmd	Illustration	Commentaire
03-021		Limite de chauffe régime normal	Cette valeur (18 degré dans cet exemple) indique le seuil de chauffe pour le fonctionnement de jour.
03-002		Limite de chauffe régime économique	Cette valeur (18 degré dans cet exemple) indique le seuil de chauffe pour le fonctionnement de nuit.
03-020		Constante du temps pour le calcul de la température extérieure moyenne	Cette constante indique la durée sur laquelle la calcul de la moyenne s'opère. (voir commentaire ci-dessous)

A ce jour, je n'ai pas eu de précision quant à la méthode de calcul de cette moyenne, ni même à quelle moment elle est appliquée. Je suppose qu'il s'agisse d'une moyenne glissante "vers le passé". Mais aucune idée de l'échantillonnage utilisée. A tout instant T, la moyenne des dernières heures est recalculée. Si cette valeur est plus grande que le seuil alors le chauffage est coupé.

En période entre-saison, si les nuits sont fraîches, (10 degré par exemple), et que l'automate calcule sa moyenne avec 2 échantillons par heure, alors il pourrait falloir très longtemps avant que la moyenne glissante remonte au dessus du seuil, la journée. Les techniciens recommandent de laisser le paramètre 03-020 a une dixaine d'heures. Avec ces 10 heures, le poids d'une nuit fraîche est énorme et se fera ressentir au moins jusqu'en milieu d'après-midi. Je préfère ajuster cette valeur à 4 heures qui force la pompe à être plus réactive entre le jour et la nuit.

Il est aussi possible de forcer le mode "été" durant la bonne saison. Pour ce faire, il faut se rendre dans le sous-menu "Circuit de chauffe 1" (aussi appelé "Circuit 1"). Ensuite, on presse la touche de sélection abrégée (le bouton situé à gauche de la fenêtre, au milieu). On a alors le choix de définir le mode de fonctionnement. Le paramètre "Mode de fonctionnement chauffage" s'affiche alors. Les valeurs suivantes sont possibles: