Pompe à chaleur KNX et SG Ready : Vitocal, Aquarea et arotherm Plus Contrôle de l'autoconsommation
L'intégration des pompes à chaleur aérothermiques avec KNX via la norme SG Ready permet d'optimiser l'autoconsommation PV – utiliser l'énergie solaire excédentaire pour chauffer le bâtiment ou l'ECS au lieu de l'exporter à des tarifs de rachat bas. L'intégration Modbus TCP étend cela au contrôle variable du point de consigne et à la surveillance COP en temps réel.
Norme SG Ready : 4 états de fonctionnement
SG Ready (Smart Grid Ready) est une norme allemande BWP (Bundesverband Wärmepumpe) pour le contrôle de pompe à chaleur réactif au réseau. Deux entrées sèches (S1, S2) sur le circuit imprimé de la pompe à chaleur définissent quatre états de fonctionnement – aucun protocole de communication complexe n'est nécessaire, seulement deux contacts de relais du système KNX.
| État | S1 | S2 | Signification | Déclencheur KNX |
|---|---|---|---|---|
| 1 — Bloqué | 1 (fermé) | 0 (ouvert) | Surcharge réseau — PAC éteinte | Jamais utilisé pour PV; signal réseau uniquement |
| 2 — Normal | 0 (ouvert) | 0 (ouvert) | Fonctionnement par défaut | PV surplus < 1 kW |
| 3 — Encouragé | 0 (ouvert) | 1 (fermé) | Fonctionner à capacité renforcée | Surplus PV 2–5 kW |
| 4 — Fonctionnement à capacité maximale | 1 (fermé) | 1 (fermé) | Excédent PV — capacité maximale | PV surplus > 5 kW |
KNX implémente SG Ready avec deux canaux de relais de sortie binaire KNX — un par contact. La valeur de surplus de puissance de l'onduleur PV (Fronius, SMA ou Huawei Modbus) pilote la logique KNX qui définit l'état du relais.
Câblage Viessmann Vitocal SG Ready
Le bornier X1.3 de la carte PCB des Vitocal 250-A et 300-A fournit l'entrée 2 fils SG Ready. Les bornes 63 (S1), 64 (S2) et 65 (GND commun) acceptent des contacts secs — exactement ce qu'un actionneur de relais KNX fournit.
Câblage du Vitocal X1.3 vers l'actionneur relais MDT BJ65-AB08.01
MDT BJ65-AB08.01 relay channel 1:
Common (COM) → X1.3 terminal 65 (GND)
NO output → X1.3 terminal 63 (S1)
MDT BJ65-AB08.01 relay channel 2:
NO output → X1.3 terminal 64 (S2)
(share COM terminal 65 with channel 1)
ETS6 Group Addresses:
GA 11/0/0 → S1 relay (DPT 1.001, 0=open, 1=closed)
GA 11/0/1 → S2 relay (DPT 1.001, 0=open, 1=closed)
KNX PV surplus logic (MDT Logic Module):
PV surplus (GA 9/0/1, watts) > 5000W:
→ Send 1 to GA 11/0/0 (S1 closed)
→ Send 1 to GA 11/0/1 (S2 closed) → State 4
PV surplus 2000–5000W:
→ Send 0 to GA 11/0/0 (S1 open)
→ Send 1 to GA 11/0/1 (S2 closed) → State 3
PV surplus < 1000W:
→ Send 0 to GA 11/0/0 (S1 open)
→ Send 0 to GA 11/0/1 (S2 open) → State 2Panasonic Aquarea SG Ready via KNX natif
L'adaptateur KNX Panasonic Aquarea séries J et K CZ-CAPRA1 élimine entièrement le câblage relais. L'état SG Ready est défini directement via un objet groupe KNX — l'adaptateur traduit la valeur DPT KNX en machine d'état SG Ready interne de l'Aquarea.
Objet groupe SG Ready CZ-CAPRA1
ETS6 Application: CZ-CAPRA1 KNX adapter Parameter: SG Ready → Enable Group object: DPT 5.001 (0–100%) Value 0 → SG Ready State 2 (Normal) Value 1 → SG Ready State 3 (Encouraged) Value 2 → SG Ready State 4 (Run-at-max) GA 11/0/2 (Aquarea SG Ready state, DPT 5.001) KNX logic thresholds (same as relay approach): PV surplus > 5000W → send value 2 to GA 11/0/2 PV surplus 2000–5000W → send value 1 PV surplus < 1000W → send value 0 No relay wiring required — Aquarea receives state directly via KNX TP bus from CZ-CAPRA1 adapter
Avantage Aquarea : le CZ-CAPRA1 expose également la température de départ, la température ECS, le mode de fonctionnement et le compteur d'énergie comme objets groupe KNX — offrant une surveillance complète sans passerelle Modbus séparée. Pour les projets de construction neuve avec pompes à chaleur Panasonic, le CZ-CAPRA1 est l'approche d'intégration recommandée.
Vaillant arotherm plus SG Ready et Modbus
Le Vaillant arotherm plus utilise la même approche de câblage SG Ready basée sur relais que le Vitocal — bornes S1 (broche 10) et S2 (broche 11) sur le bornier PCB de l'arotherm plus. L'arotherm plus supporte également Modbus TCP via le module VR940F, permettant un contrôle plus riche au-delà de la machine d'état SG Ready fixe.
Table des registres Modbus TCP arotherm plus (VR940F)
Register 1: Flow setpoint (°C×10, read/write)
Register 5: Current COP (×100, read-only)
COP 350 = 3.50 (multiply by 0.01)
Modbus control vs SG Ready comparison:
SG Ready: 3 fixed states (Normal / Enhanced / Max)
Modbus: Variable setpoint writes every 60 seconds
e.g. 37°C (economy), 45°C (boost), 50°C (DHW)
For PV optimisation via Modbus:
PV surplus 1–3 kW → setpoint 39°C
PV surplus 3–6 kW → setpoint 45°C
PV surplus > 6 kW → setpoint 50°C (DHW)
Night rate tariff → setpoint 42°C (pre-heat buffer)Le contrôle du point de consigne Modbus permet une optimisation continue de la température de départ plutôt que la marche/arrêt binaire des états SG Ready – améliorant le COP en conditions de surplus PV partiel et permettant des programmes de consigne à compensation climatique.
Optimisation du COP de la pompe à chaleur avec compensation climatique KNX
Le COP d'une pompe à chaleur est le plus élevé à des températures extérieures douces et des températures de départ basses. Une Vitocal 250-A à 10°C extérieur et 35°C départ atteint un COP de 4,5–5,0 ; à -5°C extérieur et 50°C départ, le COP chute à 2,5–3,0. Le contrôle du point de consigne à compensation climatique KNX maximise le COP saisonnier (SCOP).
Logique de compensation climatique – MDT Logic Module
Input: GA 8/2/0 (Outdoor temperature, °C, DPT 9.001)
Output: GA 11/1/0 (HP flow setpoint, °C, DPT 9.001)
→ Modbus write → VR940F register 1
Linear compensation curve:
Outdoor +15°C → flow setpoint 30°C (min HP output)
Outdoor +5°C → flow setpoint 37°C (mild heating)
Outdoor 0°C → flow setpoint 42°C
Outdoor -5°C → flow setpoint 47°C
Outdoor -10°C → flow setpoint 50°C (maximum)
ETS6 MDT Logic Module: linear interpolation function
Input range: -10°C to +15°C
Output range: 50°C to 30°C (inverse relationship)
Update interval: every 15 minutes (Modbus write)Ballon tampon de la PAC et prévention des cycles courts
Les pompes à chaleur nécessitent un ballon tampon (50–200 litres selon la capacité de la PAC) entre le circuit primaire de la PAC et le circuit de chauffage secondaire. La surveillance de la température du ballon tampon par KNX empêche les cycles courts en garantissant que la PAC fonctionne au moins 10 minutes par démarrage.
Logique de contrôle du ballon tampon – ETS6
Buffer tank top sensor: Pt1000 or NTC → MDT SCN-TM55P.02 temperature input module → GA 8/3/0 (Buffer Top Temperature, DPT 9.001) HP start condition: IF GA 8/3/0 < 35°C AND GA 11/2/0 (HP running) = 0 AND time since last stop > 10 minutes THEN write mode 1 (heating) to HP Modbus register 100 HP stop condition: IF GA 8/3/0 > 50°C THEN write mode 0 (standby) to HP Modbus register 100 Minimum run time interlock: HP start timestamp stored in ETS6 variable HP stop only permitted if (now - start) > 10 minutes Prevents compressor short-cycling — protects compressor
Dimensionnement du ballon tampon : volume tampon minimum = puissance PAC (kW) × 10 litres. Une pompe à chaleur de 10 kW nécessite un ballon tampon d'au moins 100 litres. Des ballons tampons sous-dimensionnés provoquent des cycles courts quelle que soit la logique KNX – la température du tampon fluctue trop rapidement pour que le verrouillage du temps de fonctionnement minimum soit efficace.
Séquence de test de mise en service
Effectuez la séquence de test suivante après le téléchargement ETS6 et la configuration de la passerelle Modbus. Testez les états SG Ready avant d'activer la logique de surplus PV en direct.
| Étape | Action | Résultat attendu |
|---|---|---|
| 1 | Déclencher manuellement S2=1 dans le Group Monitor ETS6 | L'écran HP affiche l'état SG Ready 3 — mode capacité améliorée |
| 2 | Déclencheur S1=1, S2=1 | HP fonctionne à puissance maximale — état 4 confirmé |
| 3 | Mettre les deux relais à 0 | HP revient à la programmation normale — état 2 |
| 4 | Écrire 40°C dans le registre Modbus de consigne de température de départ (si équipé Modbus) | La température de départ HP monte à 40°C en 15 minutes |
| 5 | Simuler un surplus PV : régler Fronius GA 9/0/1 à -4000W dans Group Monitor | La logique KNX déclenche automatiquement l'état SG Ready 3 |
| 6 | Simulate PV surplus > 5000W | La logique KNX déclenche automatiquement l'état SG Ready 4 |
Besoin d'une mise en service de l'intégration pompe à chaleur KNX et SG Ready ?
Nous configurons le câblage des relais SG Ready, les passerelles Modbus TCP et la logique de surplus PV dans ETS6 – fournissant une intégration KNX de pompe à chaleur testée avec des certificats de mise en service et des tableaux de bord de suivi énergétique.
Demander un devis →