Contrôle de zone de chauffage au sol KNX : Actionneurs électrothermiques, câblage du collecteur et régulation PI
Le contrôle de zone KNX remplace les thermostats ON/OFF conventionnels par une gestion numérique des consignes, une régulation PI de la température ambiante et une logique de pompe de collecteur — offrant une régulation précise de la température par zone et éliminant les cycles courts grâce à la commutation des relais à modulation de largeur d'impulsion.
Aperçu du système de plancher chauffant humide
Le plancher chauffant humide utilise des boucles de tuyaux PEX noyées dans la chape à un espacement de 150–200 mm. L'eau à une température de départ de 35–45 °C (fournie par une pompe à chaleur, une chaudière à condensation ou une vanne mélangeuse) circule dans chaque boucle, libérant la chaleur uniformément sur la surface du sol. Chaque boucle est contrôlée par un actionneur électrothermique (ETA) monté sur la vanne du collecteur — l'ETA ouvre ou ferme la vanne en fonction du signal du thermostat d'ambiance.
Spécification typique du collecteur de plancher chauffant
- 10–15 circuits par collecteur (un circuit par zone de pièce)
- Tuyau PEX-a 16 mm × 2 mm, longueur de boucle 80–120 m par circuit
- Espacement des boucles de 200 mm dans la chape (150 mm dans les salles de bains)
- Température de départ 35–45 °C de la vanne mélangeuse ou de la pompe à chaleur
- Un ETA par port de collecteur — un actionneur relais KNX commande tous les ETA
Plancher chauffant KNX vs. thermostats conventionnels
- Consigne numérique depuis l'unité de pièce KNX ou le planning du homeserver
- Régulation PI – température plus lisse, moins de dépassement que l'hystérésis
- Limite de température du capteur de sol (EN 1264-2 : 29°C max)
- Logique de pompe de collecteur : la pompe ne fonctionne que lorsque les zones demandent de la chaleur
- Intégration avec la consigne de la chaudière/PAC via compensation climatique
Types d'actionneurs électrothermiques
Les actionneurs électrothermiques utilisent un élément en cire qui se dilate lorsqu'il est chauffé (par 230V ou 24V) pour ouvrir ou fermer la vanne du collecteur. Il existe deux types – normalement fermé (NF) et normalement ouvert (NO) – avec un comportement de sécurité inverse.
| Type ETA | État hors tension | État sous tension | Sécurité en cas de perte d'alimentation | Utilisation typique |
|---|---|---|---|---|
| NC (Normalement Fermé) | Vanne fermée | Vanne ouverte (chauffage activé) | Pas de chauffage – défaut sécurisé | Plancher chauffant résidentiel (le plus courant) |
| NO (Normalement Ouvert) | Vanne ouverte (chauffage activé) | Vanne fermée | Chauffage à fond — risque d'inondation en été | Circuits de refroidissement où ouvert = froid |
ETAs standard : Danfoss TWA-A NC (24V ou 230V), Honeywell MT4-024-NC (24V), Belimo TR24A-SR (modulant, 0-10V pour régulation proportionnelle). Pour une sortie d'actionneur relais KNX, spécifiez des ETAs 230V NC — le relais commute la tension secteur vers l'ETA, ouvrant la vanne lorsque le relais se ferme.
Câblage Danfoss TWA-A 230V vers actionneur relais MDT
L'actionneur relais 8 canaux MDT AKD-0824V.01 (canaux 16A) se monte dans le tableau KNX. Chaque canal commande une ETA de zone. Le câblage utilise un câble standard à 3 conducteurs (L, N, PE) du tableau au boîtier de répartition.
Câblage des canaux MDT AKD-0824V.01 — plancher chauffant 8 zones
Panel terminal block: L (230V live) → MDT relay channel 1–8 Common (COM) N (neutral) → Manifold junction box N bus bar PE (earth) → Manifold junction box PE bus bar Per channel output: MDT relay channel N (NO contact) → Danfoss TWA-A Live wire TWA-A Neutral wire → manifold N bus bar When relay channel N closes: 230V flows through TWA-A wax element Element heats → expands → pushes valve open Valve opens within 3 minutes (TWA-A response time) ETS6 channel configuration: Output type: Switch (not blind/shutter) GA: 8/4/room_no (heating valve, DPT 1.001) Inverted: No (1 = relay closed = valve open = heat on) For 8 zones: 1× MDT AKD-0824V.01 controls all 8 ETAs
Réponse lente : Le Danfoss TWA-A nécessite jusqu'à 3 minutes pour s'ouvrir complètement après la fermeture du relais (temps de chauffe de l'élément en cire). C'est normal – ne confondez pas une réponse lente de la vanne avec un défaut de câblage. L'intégrale PI du thermostat KNX tient compte de ce retard de l'actionneur. Après une coupure de courant, attendez 5 minutes que tous les ETA reviennent à leur position NC (fermée) avant de tester.
Actionneur de vanne modulant (Belimo TR24A-SR)
Pour les zones de plus de 20 m² ou les projets résidentiels haut de gamme, les actionneurs de vanne de plancher chauffant modulants (proportionnels 0-10 V) offrent un débit variable par zone – améliorant la précision de température au-delà de la capacité marche/arrêt des ETA NC.
Câblage du Belimo TR24A-SR et configuration ETS6
KNX analogue output module: MDT AMS-0816V.01 (8-channel analogue output, 0-10V) Per zone channel wiring: MDT analogue output 0-10V+ → Belimo TR24A-SR Y(+) signal GND (0V) → Belimo TR24A-SR G0(-) signal 24VAC → Belimo TR24A-SR power supply Signal scaling: 0V → valve fully closed (0% flow) 10V → valve fully open (100% flow) ETS6 group address: GA 8/4/zone_no (DPT 5.001, 0–100%) → MDT analogue output converts to 0-10V PI thermostat heating demand (0–100%) → GA 8/4/zone_no Cost consideration: Belimo TR24A-SR: ~4× cost of Danfoss TWA-A NC Justified for zones > 20m² or where ±0.3°C room temperature accuracy is required
Thermostat PI dans ETS6
La régulation proportionnelle-intégrale (PI) élimine les oscillations de température et les dépassements des thermostats à hystérésis simples. Le plancher chauffant a une masse thermique élevée – la chape stocke la chaleur, faisant du dépassement la principale cause d'inconfort. La régulation PI avec le bon temps intégral empêche cela.
Paramètres PI ETS6 pour les zones de plancher chauffant
Device options:
MDT SCN-HCA.02 (heating actuator, integrated PI)
ABB Logic Module PI function block
Theben RAMSES 870 KNX room unit (built-in PI)
Recommended PI parameters for wet UFH:
Proportional gain (Kp): 20% per °C deviation
Integral time (Ti): 150 minutes
Control output: 0–100% DPT 5.001 (heating demand)
Output to valve:
Option A (on/off ETAs): PWM 15-minute cycle
Relay closes for (heating demand × 15) minutes per cycle
Example: 40% demand → relay closed 6 min, open 9 min
Reduces short-cycling vs. pure hysteresis control
Option B (modulating): 0–10V analogue output
Direct proportional valve opening (Belimo TR24A-SR)
No PWM needed — actuator follows demand signal
Floor sensor limit (EN 1264-2: 29°C max floor surface):
Enable floor sensor in KNX room unit ETS6 parameters
Floor sensor input: NTC 10kΩ embedded in screed
If floor sensor > 29°C → thermostat overrides room
setpoint and reduces heating demand to 0%Placement du capteur de thermostat KNX
Un mauvais placement du capteur de pièce est la cause la plus fréquente des plaintes concernant la température de zone du plancher chauffant. L'unité de pièce KNX mesure la température réelle de la pièce utilisée par le régulateur PI — les erreurs de placement affectent directement la précision de la régulation.
Placement correct
- 1,5 m au-dessus du sol sur un mur intérieur
- À l'écart des sources de chaleur (radiateurs, appareils)
- Minimum 1m from any person's regular position
- Pas en plein soleil ni dans un courant d'air de fenêtre
- Pas dans un coin mort derrière des meubles
Évitez ces emplacements
- Derrière les portes (température non représentative de la pièce)
- Sur les murs extérieurs (ponts thermiques faussent la mesure)
- Près des bouches d'air soufflé (air froid fausse la lecture)
- Adjacent à un téléviseur ou équipement AV (source de chaleur)
- Espaces ouverts : utilisez un capteur de plafond pour les grandes surfaces
Contrôle de la pompe de collecteur et de la vanne de mélange
La pompe de circulation du collecteur ne doit fonctionner que lorsqu'au moins une vanne de zone est ouverte. Faire tourner la pompe avec toutes les vannes fermées gaspille de l'énergie et met le circuit sous pression. La logique KNX surveille toutes les GA de zone et commande le relais de pompe en conséquence.
Logique de pompe de collecteur — MDT Logic Module
Zone GAs: 8/4/0 through 8/4/7 (8-zone apartment) Pump GA: 8/5/0 (Manifold Pump relay, DPT 1.001) Relay output → pump contactor 230V coil Logic: IF any of (GA 8/4/0 OR 8/4/1 OR 8/4/2 ... OR 8/4/7) = 1 THEN GA 8/5/0 = 1 (pump on) IF all of (GA 8/4/0 AND 8/4/1 AND 8/4/2 ... AND 8/4/7) = 0 FOR 3 minutes continuously THEN GA 8/5/0 = 0 (pump off — run-on delay elapsed) Pump run-on timer: 3 minutes after last zone closes Purpose: distribute residual heat in pipes and screed Prevents thermal shock to pump (sudden stop with hot water) Mixing valve control: KNX 0-10V analogue output → mixing valve actuator (Belimo) 35°C flow in mild weather → 45°C in cold weather Weather compensation GA 8/2/0 (outdoor temp) → MDT Logic PI → mixing valve setpoint GA 8/5/1
Procédure de mise en service d'un appartement 8 zones
Mettez en service le système KNX de plancher chauffant dans l'ordre suivant : d'abord les thermostats d'ambiance, puis les actionneurs de vanne, ensuite la logique de pompe, enfin l'équilibrage de débit.
| Étape | Action | Critère de réussite |
|---|---|---|
| 1 | Télécharger les paramètres PI ETS6 vers les 8 thermostats d'ambiance | Chaque thermostat affiche une lecture correcte de la température ambiante |
| 2 | Régler le point de consigne de chaque pièce à 3°C au-dessus de la température actuelle | Actionneur de relais GA = 1 ; clic audible ETA dans les 3 minutes |
| 3 | Tester la logique de la pompe : toutes les zones éteintes → attendre 3 minutes | Relais de pompe GA = 0 (la pompe s'arrête après le temporisateur de post-fonctionnement) |
| 4 | Ouvrir une zone → vérifier que la pompe démarre dans les 5 secondes | Pompe GA = 1 immédiatement dès l'ouverture de la première zone |
| 5 | Toutes les zones ouvertes à plein débit — mesurer le débit par boucle | Équilibrer les circuits du collecteur pour un débit égal à l'aide des débitmètres du collecteur |
| 6 | Régler les températures ambiantes aux consignes de conception ; surveiller pendant 24 h | Toutes les zones se stabilisent à la consigne ±0,5 °C — pas d'oscillation continue |
Problèmes courants et solutions
Oscillation de la température ambiante (cycles courts)
Cause : temps d'intégration PI trop court. Solution : augmenter Ti de 60 à 150 minutes dans les paramètres du module d'ambiance ETS6. Réduire également Kp à 10 %. Le plancher chauffant a une réponse thermique très lente — des paramètres PI agressifs provoquent dépassement et pompage.
Les zones ne chauffent pas malgré le relais GA = 1
Vérification 1 : confirmer que le type de sortie du canal relais ETS6 = Commutateur (pas Store/Volet). Vérification 2 : mesurer la tension aux bornes ETA — doit être 230 V lorsque le relais est fermé. Vérification 3 : polarité ETA (certains ETA ont L et N marqués — une inversion empêche le fonctionnement).
Une zone reste ouverte en permanence
Cause la plus probable : élément en cire ETA bloqué (défaut mécanique) — remplacer l'ETA. Vérifier via le Group Monitor ETS6 : si GA = 0 mais la zone coule toujours, l'ETA est bloqué ouvert. Cause alternative : télégramme KNX bloqué à 1 (vérifier le Group Monitor pour des télégrammes répétés du thermostat avec une valeur erronée).
Floor overheating (floor surface > 29°C)
Verify floor sensor limit is enabled in KNX room unit ETS6 parameters — parameter group "Floor sensor" must be active with maximum 29°C. Check floor sensor resistance against NTC table at room temperature. If sensor reads incorrectly, floor limit will not activate.
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