Routeur solaire mobile - radiateur bain d huile - Sécurité ++

[thom24]

Bonsoir,

J'ai comme projet en m'inspirant le plus possible des différentes sources de ce super forum de mettre au point un routeur mobile qui sera capable de router mon surplus photovoltaïque vers un radiateur bain d'huile thermostat manuel (2000W). Le bloc mesure sera assuré par mon Home Assistant en MQTT. Le bloc traitement sera branché sur une prise qui accueillera le radiateur.

Je souhaite sécuriser le plus possible ce bloc traitement qui contiendra un relais SSR et qui présente des risques de surchauffe très important. J'ai vu plusieurs photos de SSR carbonisés...

Voici les composants que je compte utiliser / avec les conseils recueillis:

• Boîtier : Type Plexo ou équivalent autoextinguible (Ralentit la propagation du feu) + Ventiler le boitier par des aérations ou petits trous pour laisser circuler l'air.
  
• Pilotage ESP32 WROOM avec antenne wifi déportée sur le boitier
  
• SSR Zero Crossing 80A mini (Un 40A semble suffire pour mon installation, mais plus le SSR sera dimensionné moins les risques d'échauffement seront grands - d'autant que les SSR Chinois sont souvent surdimensionnés). + Raccordement à la terre obligatoire
  
• Dissipateur thermique (A bien dimensionner) positionné à l'extérieur du boitier + Raccordement à la terre obligatoire
  
• Pâte thermique entre le SSR et le dissipateur (Pate thermique pour les processeurs de pc)
  
• fusible 10A ou 12A rapide (type aR ou gG) monté sur porte-fusible dans le boitier. Il est plus rapide et plus précis pour protéger spécifiquement le SSR qu'un disjoncteur 16A/20A, réduisant le risque de dommage en cas de court-circuit côté charge. Sachant que les prises de courant sont aussi protégées par un disjoncteur 16A.
  
• Sécurité contre la surchauffe. Je souhaite ajouter une sonde de température DS18B20 au plus proche du SSR pour surveiller les variations de température. Je souhaite programmer un arrêt d'urgence dans l'esp Si la température atteint 60∘C, l'ESP32 doit immédiatement mettre sa broche de commande du SSR à l'état "OFF"
  

Ce projet n'est qu'à l'étape de réflexion et j'aimerai si possible avoir vos avis, vos conseils pour sécuriser le plus possible. Si vous pouvez également conseiller du matériel et fournir des liens se serait top. Je vous laisse enrichir tout cela.

Merci d'avance 

[Philmaz]

Bonjour 
Je te conseil de regarder dans la rubrique Réalisation.
Après une rapide recherche avec les titres voilà quelque chose qui peut t'intéresser.
https://f1atb.fr/forum_f1atb/thread-1217.html

[Lolo69]

Bonjour Thom
Vous avez raison d’avoir cette approche sécuritaire, ce n’est pas forcément l’ approche que j ai pu voir passer sur ce forum….
Je vais toutefois essayer de vous rassurer et apporter des commentaires à votre description.
Mais avant de commencer la partie sécurité, je tiens à vous préciser que le routage sur un radiateur bain d huile cela n’est pas très efficace.
Le problème du bain d huile c est que justement les Sécurités internes du radiateur coupe très rapidement la chauffe et l inertie de l huile , et c est le but, redifuse lentement la chaleur avant de “libérer” la chauffe
Résultat : votre routeur va passer la majorité de son temps à essayer de router de l énergie sur des résistances coupées. J entends déjà des personnes qui vont contre argumenter mais j ai fait l expérience, à vous de faire la vôtre.

Sinon j imagine que ton bain d’huile est mobile il faut donc envisager une mesure de puissance par wifi pour ton routeur pour qu il puisse suivre le bain d huile. Il y a plusieurs écoles. Soit un esp maître juste pour la mesure avec une mesure parmi celles proposées par André ( celles qui te plaît le mieux) soit une mesure type Shelly Em que perso j utilise et qui possède á mon sens de très nombreux avantages, son plus gros inconvénient par rapport aux autres mode est son prix . Je ne te refais pas liste des plus et des moins j en connais un qui va se faire un malin plaisir à demontrer que son mode de mesure est le meilleur, n est ce pas Gtt ?
Pour la sécurité , la première mesure à prendre est de conserver celles d origines de votre radiateur sans les bypasser, en théorie les normes suivies par votre radiateur sont suffisantes pour garantir la sécurité électrique et feu.

Boîte plexo autoestinguible bonne idée mais des petits trous et ventilateur ne seront pas efficaces pour refroidir le SSR si vous mettez tout à l intérieur. Le mieux est de tout mettre dedans sauf le radiateur SSR.
Le radiateur SSR en lui même prendra pas feu et ne le propagera pas!!!

SSR 80A pourquoi pas ça ne coûte pas plus cher mais que ce soit un 20 40 80 ou 120 A ça chauffe exactement la même chose, la différence est que les modèles 80 A résistent mieux à la chaleur et sont capables de mieux la dissiper en offrant une surface d échange un peu plus grande

Raccordement à la terre obligatoire c est effectivement la mesure de loin la plus importante contre les dangers électriques et si défaut du ssr il se propagera rapidement sur le radiateur qui va faire déclencher le dj différentiel

Le radiateur s il est bien dimensionné n a pas besoin de ventilateur qui est une grande source de panne. Le ventilo tombera en panne bien avant le ssr et n assurera plus son rôle et donc entraînera la détérioration du reste.

La pâte thermique pour rappel et contrairement aux idées reçues il ne faut surtout pas en mettre une grosse tartine en pensant que c est mieux. Cette pâte doit juste combler les micro stries invisibles sur les surfaces métalliques pour remplacer l air isolant à l intérieur de celles ci. Ainsi la couche de pâte thermique doit être quasiment invisible.

Pour le fusible rapide pourquoi pas cela peut réduire le risque d endommager le routeur en cas de court circuit, mais tu vas sauver la vie d un ou deux composants électroniques de quelques euros…. Mais bon ça mange pas de pain .Un fusible “thermique” est plus sécuritaire mais plus pénible à changer en cas de “fusion”
Le routeur est capable de couper logiciellement le ssr sur un seuil de température d une sonde DSB . Ça reste du logiciel , je parlerai donc de précaution supplémentaire plutôt que de sécurité.
Je te conseille plutôt de plaquer cette sonde sur le radiateur, il existe des DSB de petite taille avec un trou pour la visser contre le radiateur. Dans les faits si radiateur suffisamment dimensionné et montage bien réalisé la température ne montera jamais au dessus du seuil de destruction du SSR ( environ 120 degrés en surface) ça peut “juste” servir de ne pas trop se brûler si on pose la main sur le radiateur ( du ssr évidemment) pour cela la première précaution est de placer le routeur de façon qu il soit difficile de le toucher ( enfants, animaux domestiques)

[Jacques13]

Mes remarques
Un SSR ou triac 40 ou 80A chauffera tout autant pour une même charge.
Un SSR n'est qu'un triac dans un boitier
Avec une charge connue ton triac va chauffer toujours de la même manière en dissipant environ 10W à pleine puissance. Il n'y aura qu'en cas de défaut qu'il risque de monter plus haut en température et dans ce cas la coupure électronique risque fortement de ne pas fonctionner avec un composant probablement défectueux.
Pour se prémunir d'un risque d'incendie seul un fusible thermique peut être adapté, et encore, il sera relativement lent à réagir.
La meilleure protection réside probablement à contenir le défaut par manque de combustible à proximité.

Fusible thermique https://www.reichelt.com/fr/fr/shop/prod...ANGUAGE=fr
Ou mieux encore https://fr.aliexpress.com/item/100500345...in_prod%3A

[Lolo69]

+1 pour Jacques dont les post toujours pertinents sont souvent postés en même temps que les miens ;-)

[Sgb31]

Heu, concernant les risques d'incendie, ils restent normalement très limités si le montage est soigné et suit les multiples préconisation d'usage et bricolage habituels comme l'indique Lolo69 et Jacques13.
De bonne sections de fils, un boitier adapté et bien placé , dissipateur de bonne taille, pate thermique , SSR adapté, fusible en amont éventuellement et rien qui traine autour qui puisse s'enflammer trop facilement.
Après comme le dis Lolo69, le radiateur bain d'huile de 2000w avec son inertie n'est pas la meilleure source mais ca fonctionne ..
perso : 2 routeurs actifs toute l'année ou presque sur chauffe eau et radiateur type grille pain . Montages triacs et zéro soucis de ce point de vue là .
le petit piège réside à mon avis sur la nature des composants issus d'Ali Express qui ne sont pas tous équivalents en terme de qualité finales et donc fiabilité ( je pense aux SSR, ESP32...)

[Jacques13]

+1 pour Jacques dont les post toujours pertinents sont souvent postés en même temps que les miens ;-)

A mon tour de dire que tes commentaires sont toujours très pertinents.
Pour autant, avoir quelques divergences de point de vue reste possible, et c'est l'intérêt principal d'un forum.

Un radiateur à inertie comme un bain d'huile comporte une surface d'échange avec l'air très importante et donc une température externe bien plus basse qu'un grille pain pour une même énergie envoyée. Cependant, les W envoyés ne seront jamais que des calories qui passeront à un moment dans l'air avec un rendement final proche de 100%.
D'expérience dans mon atelier lorsqu'il fait froid mon bain d'huile devient brulant au toucher, probablement proche de 50°, sans que le thermostat ne se coupe car la pièce est trop grande et il n'arrive pas à maintenir la température de l'atelier à 20°.
Alors il existe probablement des variantes de fonctionnement, mais selon mon expérience le thermostat mesure la température de la pièce et non celle de l'huile. Pour autant, compte tenu de son principe de fonctionnement et de sa surface de dissipation, sa température externe semblera toujours plus faible qu'un grille pain avec une surface d'échange bien moins importante. Pourtant dans l'absolu les deux dégageront finalement les mêmes calories pour une énergie électrique identique.
En fait, avec 200W un grille pain semblera chauffer alors qu'avec un bain d'huile on aura l'impression qu'il ne chauffe pas tant son déphasage et sa surface d'échange sont important. En réalité, ce ne sera qu'une impression.

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Je vais tout de même pondérer mes propos par la réalité d'aujourd'hui.
J'ai un radiateur soufflant électronique dont la sonde ambiante est si mal placée qu'après 15 minutes de chauffe il mesure une température ambiante de 25° et se coupe alors que le réalité est proche de 20°.
Dans l'effort général de faire toujours le moins cher possible, on assiste à des aberrations de conception qui donnent des appareils impropre à l'usage de destination. Dans mon cas typique, à des fins économique de miniaturisation à outrance, la sonde ambiante est si proche de la résistance, qu'elle mesure essentiellement la chaleur du radiateur et non celle de la pièce.
En réduisant drastiquement tous les matériaux on assiste à des résultats qui ne sont pas conformes à l'attente du client ni même à celles du bureau d'étude qui l'a pourtant développé.
Pour qu'une sonde de température ambiante fonctionne bien, il faut nécessairement soigner sa position et qu'elle ne puisse être influencée par la chaleur produite par le radiateur. Lorsque je vois un thermostat mécanique sans bulbe déporté en haut d'un radiateur à huile, je ne peux imaginer qu'il va bien fonctionner.
Pour ce qui nous concerne, peu importe le type de radiateur, il est important de régler le thermostat à fond pour avoir le résultat escompté, qu'il chauffe tout le temps.