By-pass 3 voies automatisé et régulation climatique

Registre - conception - ed3.1.odt

1. LE PROJET

1.1. Présentation générale

Le by-pass est un distributeur à 3 voies et 2 positions inséré dans un système de ventilation pour aiguiller le flux d'air entrant vers l'une des 2 voies sortantes, extérieur ou local à climatiser, en fonction de températures mesurées. Le by-pass est composé d'un Té en acier galvanisé et d'un registre (clapet) orienté par un servomoteur piloté par un micro-contrôleur Arduino Pro Mini. La régulation climatique est assurée par le micro-contrôleur et 2 sondes de température DS18B20 qui mesurent en permanence la température en entrée du by-pass et la température ambiante dans le local de référence, en l’occurrence une « cave à vins ». Suivant les températures mesurées et la « plage de confort » prévue dans le local, le micro-contrôleur ordonnera au servomoteur de positionner le registre du by-pass pour que l'air entrant soit redirigé vers le local ou vers l'extérieur.

1.2. Application à la climatisation d'une cave à vin

Plus particulièrement le but du projet est de climatiser une cave à vins en récupérant l'air frais rejeté par un chauffe-eau thermodynamique qui utilise l’aérothermie pour chauffer l’eau sanitaire d'une maison.

1.2.1_ Le contexte

La conservation du vin Le vin est un produit agricole qui est sensible à la température, particulièrement aux chocs thermiques, il supporte mal les amplitudes thermiques rapides comme les températures extrêmes. Les températures idéales semblent se situer entre 10 °C et 14 °C « plage de confort ». Généralement l'endroit dans lequel est implanté la cave à vin ne satisfait pas ces conditions thermiques ; soit il est situé à l'intérieur de l'immeuble et il se trouve à une température supérieure à la température de conservation du vin ; soit il est à l'extérieur et il subit les conditions thermiques du climat local. Dans tous les cas il convient d'isoler thermiquement l'endroit et de réguler la température. Le chauffe-eau thermodynamique Le chauffe-eau thermodynamique utilise l’aérothermie pour chauffer l’eau sanitaire d'une maison. Le chauffe-eau récupère les calories présentes naturellement dans l’air pour transmettre la chaleur à l’eau du ballon et de rejette ce même air refroidi à l 'extérieur. L’air utilisé par le chauffe-eau thermodynamique peut provenir de différentes sources : l’air ambiant non chauffé, l’air extérieur ou l’air extrait d’une VMC.

1.2.2_ Le principe de la climatisation de la cave à vin avec l'air expulsé par le chauffe-eau

L'air expulsé par le chauffe-eau thermodynamique est récupéré pour climatiser la cave à vin. Un circuit de dérivation (by-pass) est intercalé dans le circuit d'air expulsé du chauffe-eau pour aiguiller l'air soit vers l'extérieur soit vers la cave à vin en fonction de sa température et de celle de la cave et de la plage de confort souhaitée. Lorsque la température de la cave à vin est supérieure au seuil haut de la plage de confort et à la température de l'air expulsé par le chauffe-eau , l'air est envoyé vers la cave pour la réfrigérer ; Lorsque la température de la cave à vin est inférieure au seuil bas de la plage de confort et à la température de l'air expulsé, l'air est est envoyé vers la cave pour la réchauffer ; Le by-pass est maintenu dans sa position tant que la température de la cave à vin est dans la plage de confort. Les températures sont mesurées par les 2 sondes de température DS18B20 avec une précision de 0,06°C puis affichées sur un LCD de 2 lignes à 16 caractères ; 1 ligne pour la température de l'air expulsé du ballon et 1 ligne pour la température ambiante de la cave. Le rafraîchissement des données des sondes de température est paramétrable de 1s à l'infini, paramétré à 15 secondes pour les besoin de ce projet. Puisque la lecture des températures sur le LCD est ponctuelle et peu fréquente et que l'afficheur LCD est un composant énergivore, il prévu d'afficher la température à la demande pendant une durée au minimum égale à celle du rafraîchissement des données des sondes de température.

En cas d'anomalie du bus 1-Wire qui gère les sondes, l’affichage indique « 99 » et si une sonde est absente ou n’est pas détectée ou est en court-circuit, l’affichage indique « 88 » ou « 77 » selon la sonde incriminée. Le positionnement du registre vers la cave est signalé sur l'afficheur sur la ligne dédiée à la température de la cave. Pour éviter les battements intempestifs du registre, la durée minimum entre 2 battements est programmable de 1s à l'infini et paramétrée à 5 minutes pour les besoins de ce projet.