Utilisation des relais statiques dans les systèmes HVAC (Chauffage Ventilation Climatisation)

Les systèmes HVAC (chauffage, ventilation et climatisation) assurent le confort thermique dans les bâtiments en maintenant la température optimale. Celduc® relais propose une large gamme de relais statiques (SSR) et de contacteurs pouvant être utilisés dans ces systèmes afin d’assurer un fonctionnement fiable.

Les relais statiques (SSR) sont utilisés pour le contrôle du chauffage mais également pour le contrôle du moteur. Ils offrent de nombreux avantages, tels qu’une longue durée de vie, l’absence de bruit mécanique, un faible courant d’entrée, un temps de réponse rapide et ils peuvent piloter la majorité des charges industrielles. Ils sont donc bien adaptés pour remplacer les anciennes technologies de commutation, telles que les relais électromécaniques. Dans ce nouvel article de blog, vous en apprendrez plus sur les solutions celduc® pour les systèmes HVAC que ce soit pour le pilotage de charges résistives ou de charges moteurs.

Régulation de température dans les systèmes HVAC

Une régulation de température précise est essentielle dans les applications HVAC pour maintenir une température constante dans un environnement dynamique.

Il existe plusieurs solutions pour le contrôle de la température en fonction de l’application. Les approches les plus courantes sont :

• Régulation Tout Ou Rien (TOR)
• Régulation PID
• Régulation PWM

Régulation Tout Ou Rien (TOR)

Il s’agit d’un système à deux positions qui varient lorsque la température mesurée est inférieure ou supérieure à la température de consigne. En effet, si la température mesurée est inférieure à la consigne, le régulateur commande l’ouverture du chauffage, et inversement.

Régulation Proportionnelle – Intégrale – Dérivée (PID) : contrôle en boucle fermée

La régulation PID est un système de contrôle permettant d’améliorer les performances d’un asservissement, c’est-à-dire un système ou procédé en boucle fermée de contrôle. Ceci permet aux systèmes de gérer les changements qui les amèneraient à s’écarter d’un point de consigne souhaité. Ce type de régulation augmente l’efficacité des systèmes HVAC. En effet, en ajustant automatiquement l’équipement en fonction des données, les contrôleurs PID compensent les changements dans l’environnement.

Régulation PWM (Pulse Width Modulation, soit MLI, Modulation de largeur d’impulsion, en Français)

Le principe de la régulation MLI est que des impulsions de largeur variable de pleine puissance sont fournies au système. Plus la différence entre le point de consigne et le retour d’un appareil est grande, plus la durée d’activation de chaque impulsion est longue. Au fur et à mesure que les impulsions sont additionnées, une quantité moyenne d’énergie est fournie au réchauffeur pour atteindre des niveaux de température constants sans jamais arrêter complètement le système. On peut donc obtenir une puissance maximale de chauffage modulable entre 0 et 100%, en fonction du rapport cyclique du signal PWM compris entre 0 et 1. En régime permanent, la température obtenue oscille donc autour de la température de consigne.

Les relais statiques sont le bon choix pour un contrôle précis de la température

Les relais statiques sont utilisés pour la commutation des éléments chauffants et nous proposons différentes solutions quelles que soient les modes de régulation de température de votre système.

-Nous proposons une large gamme de relais statiques Tout Ou Rien (TOR) en configurations monophasées, biphasées et triphasées. Un relais statique est ON ou OFF lorsqu’une tension externe est appliquée aux bornes de commande.

-le module ECOM0010 associé à notre SU/SUL est une solution compacte fournissant une interface de communication, une mesure de courant et un régulateur de température PID.

–SO465620 est un gradateur angle de phase monophasé avec commande PWM pour ajuster la puissance sur les charges résistives (par une variation en angle de phase)

-Les variateurs triphasés SWG8 sont constitués d’un module de commande 0-10VDC et d’un module de puissance adapté à la charge à commuter. Le module de commande possède une entrée analogique isolée du secteur permettant de faire varier proportionnellement à cette entrée, le rapport cyclique de fonctionnement d’une résistance de chauffage raccordée au module de puissance.

Contrôle moteur dans les systèmes HVAC

La composition des systèmes HVAC diffère en fonction des besoins spécifiques de l’installation et certains systèmes comportent de nombreux équipements ayant des moteurs :

Compresseur dans la Centrale de Traitement d’Air (CTA) ou dans le Pompe à Chaleur

Le compresseur est l’élément permettant de passer de la basse pression à la haute pression. Le compresseur est également chargé de convertir le réfrigérant de gaz en liquide et de l’envoyer aux serpentins. Les relais statiques sont utilisés pour piloter le moteur du compresseur.

Ventilateur

Dans des systèmes HVAC l’unité extérieure abrite un ventilateur qui assure la circulation de l’air.

Les relais statiques sont utilisés pour le contrôle de la vitesse des ventilateurs AC. Les fabricants souhaitent ainsi améliorer l’efficacité énergétique des systèmes de traitement de l’air en régulant la vitesse des ventilateurs AC.

Les relais statiques sont fréquemment utilisés pour le contrôle moteur afin d’assurer des opérations sûres et fiables. Voici plus en détail nos solutions.

Les solutions celduc

celduc® relais propose une large gamme de relais et contacteurs statiques pouvant être utilisés dans les systèmes HVAC. Un grand nombre de ces systèmes utilisent encore des relais et contacteurs électromécaniques, mais les relais statiques offrent de nombreux avantages lorsqu’ils sont utilisés dans ces systèmes, tels qu’une longue durée de vie, un fonctionnement silencieux, un faible courant d’entrée et une fréquence de commutation très élevée.

Comme nous l’avons vu, les relais statiques peuvent piloter toutes les charges industrielles (charge résistive AC-1 et charge moteur AC-3). Ils sont parfaitement adaptés à une utilisation dans les applications de contrôle de température, où il est nécessaire d’avoir des fréquences de commutation très élevée permettant une très grande précision de la régulation de température. Dans certains cas, un contrôle de température plus précis peut être obtenu en utilisant une méthode de contrôle de puissance proportionnelle telle que les gradateurs à angle de phase ou les gradateurs train d’ondes syncopé. Ce type de commande ne peut être effectué qu’à l’aide de relais statiques.

Le marché des systèmes HVAC

Que ce soient les bureaux de moyennes / grandes entreprises ou les structures publiques comme les hôpitaux et les centres commerciaux, beaucoup de bâtiments ont besoin de systèmes de climatisation d’une grande capacité. Il est également nécessaire de fournir des conditions optimales de refroidissement, de chauffage et de traitement d’air pour certains processus de fabrication. Voici quelques secteurs ayant besoin de systèmes HVAC :

Secteur de l’alimentation et des boissons

Les installations HVAC dans l’industrie agroalimentaire permettent de :

• Contrôler la poussière, pour éviter qu’elle ne se répande dans les zones de processus et ne provoque une contamination ou ne favorise la croissance de micro-organismes.
• Maintenir un niveau d’humidité approprié pour empêcher la condensation d’eau de se produire dans les zones indésirables (entraînant des moisissures).
• Réduire les odeurs

Secteur pharmaceutique

Les normes exigeantes de l’industrie pharmaceutique exigent le maintien des conditions de température, de ventilation et de qualité de l’air à des niveaux spécifiques, faute de quoi la qualité et l’efficacité des médicaments pourraient être sérieusement compromises.

Secteur de la santé

Il ne s’agit pas uniquement du bien-être des patients, des médecins et de tout le personnel du centre de santé. Les systèmes de climatisation industrielle dans de tels espaces doivent répondre à des défis très spécifiques et se conformer à des réglementations exigeantes pour aider à prévenir les infections hospitalières.

Bureaux et centres commerciaux

Ces espaces clos accueillent de nombreuses personnes qui restent une bonne partie de la journée, il est donc primordial d’offrir des conditions favorables.

Navires et yachts de luxe

Les systèmes HVAC sont importants pour assurer la sécurité et le confort des membres d’équipage et des passagers. Les principales préoccupations de ce secteur sont la réduction de la consommation énergétique, la durée de vie des équipements mais également une optimisation de l’espace disponible.

Secteur ferroviaire

Le chauffage, la ventilation et la climatisation sont utilisés pour contrôler la température des trains de voyageurs.

Les relais statiques sont une solution idéale pour piloter des moteurs mais également pour piloter des charges résistives.
La durée de vie, le fonctionnement silencieux et leurs performances techniques inégalées font des SSRs celduc un choix judicieux et adapté à la régulation de la température et au contrôle moteur des systèmes HVAC.