Brevet FR3115098A1 — publié le 20220415

L’invention concerne un appareil de chauffage thermodynamique, comprenant : - une cuve pour recevoir un liquide, - un système de pompe à chaleur comprenant un circuit de transfert de chaleur entre une source froide et le liquide reçu dans ladite cuve pour chauffer ledit liquide via un fluide caloporteur, - un contrôleur pour contrôler le système de pompe à chaleur pour déclencher le chauffage du liquide présent dans la cuve, le contrôleur étant configuré pour déterminer une plage de fonctionnement (20) du système de pompe à chaleur en fonction de la rendement énergétique du système de pompe à chaleur et déclencher le chauffage dudit liquide pendant cette plage de fonctionnement (20). Figure pour l’abrégé : Fig. 3 Appareil de chauffage thermodynamique à régulation optimisée La présente invention concerne un appareil de chauffage thermodynamique. En particulier, l’invention concerne un appareil de chauffage thermodynamique pour le chauffage d’un liquide présent dans une cuve, par exemple un chauffe-eau thermodynamique. Un appareil de chauffage thermodynamique est un appareil dont le fonctionnement repose sur une boucle thermodynamique, dans laquelle un compresseur est relié à un condenseur lui-même relié à un détendeur, lui- même relié à un évaporateur, qui est relié au compresseur, ce qui ferme la boucle. Dans cette boucle, circule un fluide de travail qui est mis en mouvement et comprimé dans le compresseur, puis subit une condensation dans le condenseur avant d'être détendu dans le détendeur et enfin subit une évaporation dans l'évaporateur. L'évaporateur et le condenseur sont des échangeurs de chaleur, dans chacun desquels le fluide de travail échange partiellement son énergie thermique avec un autre fluide. L’évaporateur permet un échange de chaleur entre le fluide de travail et une source froide. Cette source froide est par exemple de l’air extérieur dans une pompe à chaleur dite « air/eau ». On entend par air extérieur, de l’air extérieur au bâtiment dans lequel l’appareil de chauffage est installé ou de l’air d’un local technique non chauffé interne à ce bâtiment. Dans un chauffe-eau thermodynamique, l'eau est chauffée au moyen du condenseur par la condensation du fluide de travail qui lui cède son énergie thermique. Le condenseur est par exemple disposé autour d'une cuve de stockage d'eau destinée à alimenter en eau chaude un local équipé du chauffe-eau. Pour permettre de répondre aux besoins des utilisateurs du local, il est important que l’eau à l’intérieur de la cuve soit à une température suffisante permettant de satisfaire la demande des utilisateurs. Cette demande peut se faire par exemple sous la forme d’un soutirage d’eau chaude pour prendre un bain. La régulation de la température de l’eau à l’intérieur de la cuve de stockage est ainsi un enjeu important pour permettre de répondre aux besoins des utilisateurs. Selon un premier exemple, le chauffage de l’eau de la cuve de stockage peut être autorisé toute la journée. Le chauffe-eau déclenche le chauffage de l’eau de la cuve de stockage dès que la température de l’eau de la cuve de stockage est inférieure ou égal à un seuil de température minimal, i.e. une valeur d’hystérésis. Une telle régulation permet de garantir la bonne température de l’eau de la cuve à tout moment mais avec une très grande consommation d’énergie. En effet, la température de l’eau est maintenue à une température supérieure au seuil de température minimal pendant de longues périodes de la journée où l’utilisateur peut ne pas avoir besoin d’eau, par exemple la nuit où lorsqu’il est au travail. Dès lors, une grande partie de l’énergie consommée par la boucle thermodynamique ne permet de répondre à aucun besoin. De plus, le maintien de la température de l’eau de la cuve de stockage pendant la nuit n’est pas optimal. En effet, les performances de la boucle thermodynamique sont moins bonnes quand la température de la source froide est faible. Ainsi, lorsque l’air extérieur forme la source froide de la boucle thermodynamique, la température de l’air extérieur qui est inférieur la nuit entraine de moins bonnes performances de la boucle thermodynamique dans cette période. Selon un deuxième exemple, le chauffage de l’eau de la cuve de stockage peut être autorisé uniquement sur une ou plusieurs plages de fonctionnement arbitraires. Ces plages de fonctionnement peuvent être définies par l’utilisateur, par exemple lorsqu’il n’est pas dans le local ou pendant la nuit. L’utilisateur peut donc être amené à choisir des plages de fonctionnement non optimales vis-à-vis des performances de la boucle thermodynamique, par exemple la nuit. Toutefois, l’utilisateur n’a généralement pas les connaissances suffisantes en thermodynamiques pour choisir la période pendant laquelle les performances de la boucle thermodynamique sont optimales. Selon un troisième exemple, le chauffage de l’eau de la cuve est autorisé sur réception d’un signal extérieur au chauffe-eau. Ce signal est par exemple un signal représentatif des heures creuses et des heures pleines de manière à n’autoriser le chauffage de l’eau que lorsque le coût de l’électricité est le plus bas, i.e. en heures creuses. Les phases de chauffage de l’eau sont ainsi définies en fonction du coût de l’électricité alimentant le chauffe-eau. De manière similaire aux exemples ci-dessus, ces plages ne correspondent généralement pas aux périodes de la journée où les performances de la boucle thermodynamique sont les meilleures lorsque la source froide est de l’air extérieur. Un inconvénient majeur des deuxième et troisième exemples décrits ci-dessus est que l’eau est chauffée très en amont du besoin réel de l’utilisateur. Ceci entraine des déperditions de chaleur importantes qu’il est nécessaire de prévoir dans la stratégie de chauffage de l’eau ou de compenser si la température de l’eau descend en-dessous d’un seuil de température d’eau souhaité pour satisfaire le besoin de l’utilisateur. Il existe donc un besoin pour un appareil de chauffage thermodynamique répondant de manière étroite aux besoins des utilisateurs d’un local tout en bénéficiant des meilleures performances énergétiques de son circuit thermodynamique. Pour cela, l’invention propose un appareil de chauffage thermodynamique, comprenant : - une cuve pour recevoir un liquide, - un système de pompe à chaleur comprenant un circuit de transfert de chaleur entre une source froide et le liquide reçu dans ladite cuve pour chauffer ledit liquide via un fluide caloporteur, - un contrôleur pour contrôler le système de pompe à chaleur pour déclencher le chauffage du liquide présent dans la cuve, le contrôleur étant configuré pour déterminer une plage de fonctionnement du système de pompe à chaleur en fonction de la rendement énergétique du système de pompe à chaleur et déclencher le chauffage dudit liquide pendant cette plage de fonctionnement. L’utilisation du rendement énergétique du système de pompe à chaleur pour déterminer les plages de fonctionnement du système de pompe à chaleur permet de mettre en œuvre le chauffage du liquide présent dans la cuve pendant des périodes où les performances de la pompe chaleur sont meilleures, voire optimales. Le contrôleur est ainsi configuré pour déterminer à quels moments de la journée les performances de la pompe à chaleur sont les meilleures et commander le chauffage du liquide de la cuve pendant ces moments. Selon un mode de réalisation de l’appareil de chauffage thermodynamique, le contrôleur est configuré pour déterminer au moins une caractéristique représentative d’un soutirage de liquide de la cuve et déterminer ladite au moins une plage de fonctionnement en fonction de ladite au moins caractéristique représentative d’un soutirage. Une caractéristique représentative d’un soutirage de liquide peut être par exemple une quantité d’énergie soutirée, une température d’eau soutiré, un débit de liquide soutiré, une durée de soutirage, une heure à laquelle le liquide est soutiré ou encore la récurrence d’un soutirage. Une ou plusieurs de ces caractéristiques représentatives d’un soutirage permettent ainsi de déterminer des besoins ponctuels ou des habitudes de consommation des utilisateurs d’un local. En effet, le soutirage peut être un évènement déterminé en temps réel, un évènement antérieur ou bien un évènement prédéterminé à venir. Déterminer les plages de fonctionnement également en fonction de ces caractéristiques représentatives d’un soutirage permet ainsi d’utiliser la pompe à chaleur lorsque ses performances sont optimales tout en répondant au plus près aux besoins des utilisateurs. Selon un mode de réalisation de l’appareil de chauffage thermodynamique, ladite au moins une caractéristique représentative d’un soutirage de liquide est déterminée sur un cycle de fonctionnement antérieur du système de pompe à chaleur. En mémorisant et en analysant ces caractéristiques sur plusieurs jours ou mois, il est ainsi possible de prédire des futurs soutirages et notamment de définir des plages horaires pendant lesquelles une famille peut avoir besoin d’eau chaude et dans quelle quantité. Ces caractéristiques représentatives d’un soutirage permettent ainsi de pouvoir anticiper les besoins des utilisateurs. Déterminer les plages de fonctionnement également en fonction de ces caractéristiques représentatives d’un soutirage permet ainsi d’utiliser la pompe à chaleur lorsque ses performances sont améliorées et de pouvoir anticiper les besoins des utilisateurs pour pouvoir y répondre pleinement. Selon un mode de réalisation de l’appareil de chauffage thermodynamique, le contrôleur est configuré pour déterminer ladite plage de fonctionnement en fonction de conditions climatiques environnantes. Ces conditions climatiques environnantes sont par exemple un pic de température d’air extérieur. Les performances de la pompe à chaleur sont notamment améliorées lorsque la source froide est apte à céder une grande quantité d’énergie à l’évaporateur pour permettre l’évaporation du fluide de travail. Dans un chauffe-eau thermodynamique, la source froide est généralement de l’air extérieur au local ou de l’air extrait provenant de ce local. Lorsque l’air provient du local, l’air est extrait d’une pièce non chauffée, telle qu’un garage ou une buanderie. Dès lors, la température de l’air extérieur influe énormément sur les performances de la pompe à chaleur. Plus la température extérieure est basse, plus les performances de la pompe à chaleur sont dégradées. C’est pourquoi la nuit est une période où les performances de la pompe à chaleur sont très dégradées. Il est ainsi très avantageux de déterminer un pic de température d’air extérieur de manière à déterminer les plages de fonctionnement de la pompe à chaleur en fonction de ce pic de température. De manière alternative, les conditions climatiques environnantes peuvent être un pic d’irradiation solaire, i.e. lorsque le rayonnement solaire fournit la plus grande quantité d’énergie. Au sein d’une installation comprenant des panneaux photovoltaïques, il peut être très intéressant de réaliser de mettre en œuvre la pompe à chaleur, et donc de chauffer le liquide, au moment où cette quantité d’énergie disponible est la plus grande, i.e. autour du pic d’irradiation solaire. Ceci est particulièrement avantageux lorsque le local est en autoconsommation, i.e. l’énergie utilisée dans le local provient en grande partie ou ne provient que des installations de récupération d’énergie du local, comme des panneaux photovoltaïques. Selon un mode de réalisation de l’appareil de chauffage thermodynamique, le contrôleur est configuré pour déterminer un moment de chauffage optimum associé à une condition climatique maximale pendant un cycle de fonctionnement du système de pompe à chaleur, ladite plage de fonctionnement étant déterminée en fonction dudit moment de chauffage optimum. Lorsque la condition climatique maximale est la température de l’air extérieur, le moment de chauffage optimum correspond de préférence à l’heure à laquelle l’air extérieur atteint sa température maximale dans la journée. Selon les conditions d’installation de l’appareil (e.g. une prise d’air extérieur positionnée au niveau d’une façade orientée au Nord), un décalage temporel peut exister entre l’heure prévue d’atteinte de la température maximale (e.g. information provenant d’un service météorologique) et l’heure à laquelle l’air extérieur vu par l’appareil est à sa température maximale. Une estimation de ce décalage temporel est de préférence déterminée de manière à positionner de manière plus précise la plage de fonctionnement. Selon un mode de réalisation de l’appareil de chauffage thermodynamique, la plage de fonctionnement est déterminée de sorte que le moment de chauffage optimum est compris dans ladite plage de fonctionnement. De manière alternative, si la plage de fonctionnement ne peut pas comprendre le moment de chauffage correspondant à la température maximale dans la journée, un autre moment de chauffage optimum est déterminée correspondant à une température inférieure. De préférence, cette température inférieure est choisie comme étant la plus proche possible de la température maximale dans la journée pour maximiser les performances de la pompe à chaleur. Selon un mode de réalisation de l’appareil de chauffage thermodynamique, la plage de fonctionnement est déterminée de sorte que le moment de chauffage optimum est disposé au niveau d’une portion centrale de la plage de fonctionnement. La durée de chauffage du liquide est ainsi centrée sur le moment de chauffage optimum pour optimiser les performances énergétiques de la pompe à chaleur. Selon un mode de réalisation de l’appareil de chauffage thermodynamique, le contrôleur est en outre configuré pour déterminer une durée de chauffage permettant de répondre à un besoin d’un utilisateur et un moment cible de besoin utilisateur, ladite plage de fonctionnement étant déterminée en fonction du moment de chauffage optimum, de la durée de chauffage et dudit moment cible de besoin utilisateur. Ce moment cible est par exemple déterminé en fonction des habitudes de consommation déterminées antérieurement à l’aide de caractéristiques représentatives de soutirages antérieurs. Le moment cible correspond par exemple à une heure à partir de laquelle le contrôleur a déterminé un futur besoin du ou des utilisateurs. Selon un mode de réalisation de l’appareil de chauffage thermodynamique, le moment cible de besoin utilisateur est déterminé en fonction de ladite au moins une caractéristique représentative d’un soutirage de liquide. Selon un mode de réalisation de l’appareil de chauffage thermodynamique, la plage de fonctionnement est déterminée comme discontinue lorsque la durée séparant le moment de chauffage optimum et le moment cible de besoin utilisateur est supérieure à un seuil maximal prédéterminé, la plage de fonctionnement comprenant : - une plage de préchauffage déterminée de sorte que le moment de chauffage optimum est compris dans ladite plage de préchauffage, et - une plage de finalisation antérieure au moment cible de besoin utilisateur. Mettre œuvre la plage de fonctionnement de manière discontinue permet de d’anticiper le chauffage du liquide et de le réaliser au moment où les performances énergétiques de la pompe à chaleur sont optimales. Le liquide est chauffé à une première température de préchauffage durant cette plage de préchauffage. Cette première température est inférieure à la température de consigne à laquelle le liquide permet de répondre au besoin de l’utilisateur. La différence entre la première température et la température de consigne peut être inférieure ou égale à 15°C, de préférence inférieure ou égale à 10°C, de manière encore préférée inférieure ou égale à 5°C. Cette plage de préchauffage peut donc ainsi être réalisée plus tôt dans la journée plusieurs heures avant le moment cible. La plage de finalisation est disposée au plus près du moment cible de manière à répondre aux besoins de l’utilisateur. Pour cela, la température du liquide est portée à une deuxième température, la température de consigne. La première température est inférieure à la température de consigne de manière à limiter les déperditions de chaleur. En effet, plus la température du liquide est élevée, plus les déperditions sont élevées. Il est donc avantageux que la première température soit choisie comme étant un consensus entre l’utilisation des bonnes performances de la pompe à chaleur et la limitation des déperditions de chaleur. Selon un mode de réalisation de l’appareil de chauffage thermodynamique, le contrôleur est configuré pour déterminer ladite plage de fonctionnement de sorte que ladite plage de fonctionnement dépasse le moment cible de besoin utilisateur lorsque la durée séparant le moment de chauffage optimum et le moment cible de besoin utilisateur est inférieure à un seuil minimal prédéterminé. Ceci correspond à un débordement de la plage de fonctionnement au-delà de moment cible. Ce débordement intervient lorsque le temps qui sépare le moment de la détermination par le contrôleur de la plage de fonctionnement du moment cible est insuffisant ou que des soutirages des utilisateur interviennent pendant la plage de fonctionnement. Selon un mode de réalisation de l’appareil de chauffage thermodynamique, celui-ci comprenant au moins une sonde de température disposée dans la cuve de manière à pouvoir mesurer une température de liquide, le contrôleur étant configuré pour déterminer un état de charge de la cuve et/ou détecter un soutirage de liquide en fonction de la température mesurée par ladite au moins une sonde de température. Les dessins annexés illustrent l’invention : représente un appareil de chauffage thermodynamique comprenant une cuve pour recevoir un liquide, une pompe à chaleur pour chauffer le liquide de la cuve et un contrôleur pour commander le fonctionnement de la pompe à chaleur. représente l’évolution d’une consommation journalière d’eau sanitaire en fonction du temps. représente l’évolution de la température de l’air extérieur conformément aux prévisions météorologiques et de la température de l’air extérieur à proximité de l’évaporateur. représente un premier mode de régulation de l’état de charge de la cuve dans lequel le temps séparant une heure cible de besoin utilisateur d’un pic température d’air extérieur au niveau de la pompe à chaleur est supérieur au temps de chauffage déterminé pour atteindre une valeur de consigne pour l’eau sanitaire. représente un deuxième mode de régulation de l’état de charge de la cuve dans lequel le temps séparant une heure cible de besoin utilisateur d’un pic température d’air extérieur au niveau de la pompe à chaleur est inférieur au temps de chauffage déterminé pour atteindre une valeur de consigne pour l’eau sanitaire. Description de mode(s) de réalisation Le concept de l'invention est décrit plus complètement ci-après avec référence aux dessins joints, sur lesquels des modes de réalisation du concept de l'invention sont montrés. Sur les dessins, la taille et les tailles relatives des éléments peuvent être exagérées à des fins de clarté. Des numéros similaires font référence à des éléments similaires sur tous les dessins. Cependant, ce concept de l'invention peut être mis en œuvre sous de nombreuses formes différentes et ne devrait pas être interprété comme étant limité aux modes de réalisation exposés ici. Au lieu de cela, ces modes de réalisation sont proposés de sorte que cette description soit complète, et communiquent l'étendue du concept de l'invention aux hommes du métier. Une référence dans toute la spécification à « un mode de réalisation » signifie qu'une fonctionnalité, une structure, ou une caractéristique particulière décrite en relation avec un mode de réalisation est incluse dans au moins un mode de réalisation de la présente invention. Ainsi, l'apparition de l'expression « dans un mode de réalisation » à divers emplacements dans toute la spécification ne fait pas nécessairement référence au même mode de réalisation. En outre, les fonctionnalités, les structures, ou les caractéristiques particulières peuvent être combinées de n'importe quelle manière appropriée dans un ou plusieurs modes de réalisation. De plus, le terme « comprenant » n’exclut pas d’autres éléments ou étapes. En référence à la figure 1, un appareil de chauffage thermodynamique 10 comprend une cuve 12 pour recevoir un liquide. L’appareil de chauffage thermodynamique 10 appartient par exemple à une installation de chauffage d’un local et/ou d’eau sanitaire pour ce local. Le liquide présent dans la cuve 12 est de préférence de l’eau sanitaire. L’appareil de chauffage thermodynamique 10 est par exemple un chauffe-eau thermodynamique. L’appareil de chauffage thermodynamique 10 comprend en outre un système de pompe à chaleur 14 pour chauffer le liquide présent à l’intérieur de la cuve 12. Le système de pompe à chaleur 14, autrement appelé ci-dessous « pompe à chaleur 14 », comprend un circuit de transfert de chaleur comportant un compresseur, un premier échangeur de chaleur, un détendeur et un deuxième échangeur tous reliés ensemble dans cet ordre pour former une boucle thermodynamique. Un fluide caloporteur, ou fluide de travail, circule à l’intérieur du circuit de transfert de chaleur. Le compresseur permet d’élever conjointement la pression et la température du fluide caloporteur. Le premier échangeur, appelé généralement condenseur, permet de refroidir le fluide caloporteur avec le liquide présent dans la cuve 12 et de le faire se condenser. Cet échange de chaleur permet de chauffer liquide de la cuve 12. Le détendeur permet d’assurer une chute de la pression du fluide caloporteur. Enfin, le deuxième échangeur, appelé généralement évaporateur, permet de réchauffer le fluide caloporteur avec l’air extérieur jusqu’à son évaporation. L’évaporateur peut être disposé à l’extérieur d’un bâtiment ou d’une maison ou bien dans un local technique dédié. L’air extérieur participant à l’échange de chaleur avec le fluide caloporteur est donc soit de l’air présent dans ce local technique ou bien de l’air extérieur au bâtiment ou à la maison. La cuve 12 comprend une pluralité de sondes de température 18 pour mesurer ou déterminer la température du liquide à l’intérieur de la cuve 12. La cuve 12 comprend également un débitmètre (non illustré) pour déterminer le débit de liquide circulant depuis un orifice d’entrée vers un orifice de sortie de la cuve 12. Les sondes de température 18 sont disposées sur la hauteur de la cuve 12 de manière à mesurer ou déterminer la température du liquide à des niveaux différents de la cuve 12. De manière préférée, les sondes de température 18 sont ainsi disposées à des hauteurs différentes de la cuve 12. Selon un premier exemple, la cuve 12 comprend deux sondes de température 18. La cuve 12 comprend également un débitmètre (non illustré) pour déterminer le débit de liquide circulant depuis un orifice d’entrée vers un orifice de sortie de la cuve 12. La première sonde de température 18 est disposée au milieu de la cuve 12. Cette première sonde de température est une sonde de régulation. La deuxième sonde de température 18 est disposée en partie basse de la cuve 12. Cette deuxième sonde de température 18 permet de pallier tout manque d’eau chaude en détectant en partie basse un niveau d’eau chaude insuffisant. Une sonde positionnée en partie basse de la cuve 12 permet de détecter soutirages. La deuxième sonde de température est de préférence une sonde de détection de soutirage. Cette sonde de détection de soutirage se distingue d’une sonde de régulation par sa précision de mesure. Ainsi, il est possible de détecter des micro-soutirages avec cette deuxième sonde de température 18. Selon un deuxième exemple illustré à la figure 1, la cuve 12 comprend trois sondes de température 18. Les sondes de température 18 sont de préférence disposées de manière équilibrée le long de la cuve 12 de manière à définir quatre volumes de liquide distincts. Selon un troisième exemple (non illustré), la cuve 12 comprend une seule sonde de température 18. Cette sonde de température 18 est une sonde de régulation. La cuve 12 comprend également un débitmètre (non illustré) pour déterminer le débit de liquide circulant depuis un orifice d’entrée vers un orifice de sortie de la cuve 12. L’appareil de chauffage thermodynamique 10 comprend en outre un contrôleur 16 pour contrôler le système de pompe à chaleur 14. Le contrôleur 16 est relié aux sondes de température 18 de manière à recevoir les informations de température provenant des sondes de température 18. Les sondes de température 18 permettent au contrôleur 16 de déterminer un état de charge de la cuve 12. Cet état de charge représente le ratio entre l’énergie restante et l’énergie maximale admissible dans la cuve pour une température de consigne donnée. En d’autres termes, l’état de charge représente la quantité d’énergie disponible dans la cuve reliant le volume de liquide restant à la température de ce liquide. L’énergie maximale de l’appareil de chauffage thermodynamique 10 est calculée grâce à la connaissance de la capacité volumique de la cuve 12, de la consigne de température maximale et de la température de liquide en partie basse de la cuve 12. De manière préférée, la température de liquide en partie basse de la cuve 12 est mesurée au niveau de l’arrivée d’eau froide dans la cuve 12. Cette température de liquide en partie basse correspond à la température la plus basse vue par les sondes de température. Cette température de liquide en partie basse peut être estimée, mesurée ou définie par défaut (e.g.12°C). Le contrôleur 16 permet notamment de déclencher le chauffage du liquide présent dans la cuve 12 par le biais de la pompe à chaleur 14. Le contrôleur 16 est également configuré pour déterminer les plages de fonctionnement du système de pompe à chaleur 14. En d’autres termes, le contrôleur 16 permet de déterminer l’heure et la durée des périodes pendant lesquelles la pompe à chaleur 14 est mise en route. Cette mise en route est notamment opérée en activant le compresseur permettant la mise en circulation du fluide caloporteur dans le circuit de transfert de chaleur. Ceci permet ainsi de déclencher le chauffage du liquide à l’intérieur de la cuve 12 A fins de clarté, la suite de la description sera réalisée en considérant que le liquide présent dans la cuve 12 est de l’eau sanitaire destinée à fournir des points de puisage présents dans le local. Ces points de puisage sont par exemple une douche ou un robinet. Pour la détermination des plages de fonctionnement, le contrôleur 16 peut déterminer les habitudes de consommation des utilisateurs du local. Ceci correspond à une phase d’apprentissage des habitudes de consommation des utilisateurs. Pour cela, le contrôleur 16 détermine au moins une caractéristique représentative d’un soutirage d’eau chaude sanitaire de la cuve 12. Ces caractéristiques sont par exemple un débit d’eau consommé, une heure de soutirage, une période de soutirage, etc. Les plages de fonctionnement de la pompe à chaleur 14 sont ensuite déterminées en fonction de cette au moins une caractéristique. Les habitudes de consommation comprennent notamment le volume d’eau consommée par les utilisateurs pendant une période de temps donnée. On parle ainsi de volume d’eau temporel ou de volume d’eau consommé. Ce volume d’eau temporel est par exemple illustré sous forme de graphique sur la figure 2. Cette période peut être définie de manière journalière, horaire ou par plages horaires. Ces habitudes de consommation peuvent être exprimées en litres par unité de temps. Ainsi, le contrôleur 16 détermine le volume d’eau consommé par les utilisateurs du local pendant cette période de temps. Ces informations sont ensuite enregistrées sur une mémoire du contrôleur 16. Le contrôleur 16 est ensuite capable de construire un historique de consommation sur une période de temps donné. Cet historique de consommation permet de déterminer le ou les moments où les utilisateurs ont besoin d’eau chaude sanitaire et dans quelle quantité. Les plages de fonctionnement de la chaleur 14 sont ainsi déterminées pour répondre notamment à ces besoins. Les informations de volume d’eau temporel sont de préférences déterminées sur une pluralité de jours ou de semaines de manière à obtenir des habitudes de consommation donnant une image plus fiable de la consommation des utilisateurs. La valeur de volume d’eau temporel déterminée pour un jour est ainsi réajustée avec la ou les valeurs de volume d’eau temporel déterminées pour les jours avoisinant le jour considéré. Cette détermination du volume d’eau temporel peut être réalisée à intervalles réguliers ou sur une période glissante de manière à mettre à jour les habitudes de consommation de manière continue. Dans le cas d’un volume d’eau temporel par tranches horaires, les mêmes tranches horaires de plusieurs jours sont ainsi utilisées pour déterminer une valeur de référence pour chaque tranche horaire considérée. Cette valeur de référence peut être la moyenne arithmétique des valeurs de volume d’eau temporel. Il est également possible de moduler ces informations de volume d’eau temporel en fonction de périodes temporelles prédéterminées pendant lesquels le besoin d’eau est inférieur ou supérieur à la normale, i.e. au volume d’eau temporel déterminé pour les jours ou semaines passées. En effet, selon les périodes d’activité scolaires et/ou professionnelle, par exemple, les besoins en eau peuvent varier. Le volume d’eau temporel pris en considération pour la détermination des plages de fonctionnement peut donc être modulé en conséquence. Le contrôleur 16 est également configuré pour déterminer au moins une caractéristique représentative d’un soutirage de liquide de la cuve 12. En particulier, le contrôleur 16 détermine des soutirages atteignant un seuil prédéterminé, dit important. Un soutirage important correspond à une distribution d’eau sanitaire d’un volume important pendant un temps court. Autrement dit, un soutirage important correspond à une distribution d’eau chaude sanitaire d’un débit important (par exemple égal ou supérieur à 8l/min) pendant une durée minimale considérée (par exemple supérieure à 5min). On peut considérer qu’un soutirage est important à partir d’une distribution d’au moins 15% du volume maximal de la cuve 12 en moins de 15min. Il est par exemple courant qu’en début de journée (entre 6 et 9h) et en fin de journée (entre 18 et 22h) des soutirages importants réguliers interviennent. La détermination des soutirages de liquide de la cuve 12 permet de connaître les moments de la journée où le besoin en eau est important. En combinaison avec l’information de volume temporel d’eau consommée, il est ainsi possible de déterminer de manière efficace les plages de fonctionnement de la pompe à chaleur 14 pour un fonctionnement optimisé tout en répondant au besoin en eau des utilisateurs. Pour déterminer un soutirage d’eau sanitaire dans la cuve 12, le contrôleur 16 détermine dans un premier temps si la pompe à chaleur 14 est dans une plage de fonctionnement, i.e. si l’eau sanitaire à l’intérieur de la cuve 12 est en train d’être chauffée. Si la pompe à chaleur 14 est en fonctionnement, le contrôleur 16 détermine l’évolution de l’état de charge de la cuve 12. Si la dérivée de cet état de charge devient négative, alors un soutirage est détecté. Si la pompe à chaleur 14 n’est pas en fonctionnement, le contrôleur 16 détermine l’évolution de la dérivée entre les valeurs de température des sondes de température de la cuve 12. Si une dérivée importante est observée (en valeur absolue), alors un soutirage est détecté. En d’autres termes, si la dérivée entre les valeurs de température des sondes de température de la cuve 12 atteint un seuil prédéterminé, le soutirage est détecté. Selon un exemple de réalisation, les soutirages importants sont détectés et comptabilisés sur des tranches horaires prédéterminées. Ainsi, on additionne le nombre de soutirages importants sur une tranche horaire prédéterminée pour déterminer la charge d’eau chaude sanitaire à prévoir pour cette tranche horaire. Les informations de soutirages importants sont de préférences déterminées sur une pluralité de jours de manière à obtenir des informations donnant une image plus fiable de la consommation des utilisateurs. Une information de soutirage important déterminée pour un jour est ainsi réajustée avec la ou les informations de soutirages importants déterminées pour les jours avoisinant le jour considéré. Cette détermination des soutirages importants peut être réalisée à intervalles réguliers ou sur une période glissante de manière à mettre à jour les habitudes de consommation de manière continue. De manière similaire à la détermination des informations de volume d’eau temporel, les informations de soutirage peuvent être modulées en fonction de périodes temporelles prédéterminées pendant lesquels des changements sont anticipés. En effet, selon les périodes d’activité scolaires et/ou professionnelle, par exemple, les heures de soutirage peuvent varier. Les informations de soutirage prises en considération pour la détermination des plages de fonctionnement peuvent donc être modulées en conséquence. Les plages de fonctionnement sont également déterminées par le contrôleur 16 en fonction du rendement énergétique du système de pompe à chaleur 14. Le contrôleur 16 est ainsi configuré pour déterminer à quels moments de la journée les performances de la pompe à chaleur sont les meilleures et de chauffer le liquide de la cuve pendant ces moments. Le rendement énergétique est le rapport entre l’énergie thermique fournie au liquide contenu dans la cuve 12 et l’énergie électrique consommée par le système de pompe à chaleur 14. Pour cela, le contrôleur 16 est configuré pour déterminer des conditions climatiques environnantes à l’appareil de chauffage thermodynamique 10. Ces conditions climatiques environnantes sont par exemple un pic de température d’air extérieur. Les performances de la pompe à chaleur 14 sont les meilleures au moment où la température de l’air extérieur est la plus haute. Les conditions climatiques peuvent être déterminées par le contrôleur 16 via un signal d’information provenant de l’extérieur de l’appareil de chauffage thermodynamique 10. C’est par exemple le cas lorsque l’appareil de chauffage thermodynamique 10 est dit « connecté », i.e. il peut échanger des informations avec un organe extérieur pour obtenir des informations météorologiques futures. Le contrôleur 16 peut ainsi déterminer l’heure à laquelle la température du lendemain sera la plus élevée. En référence à la figure 3, un pic de température 23 provenant d’informations météorologiques extérieures peut toutefois être décalé dans le temps avec le pic de température vu par la pompe à chaleur 14. En effet, la précision des prévisions météorologiques, la localisation ou la configuration de l’installation (e.g. une prise d’air sur la façade au nord) peuvent entrainer un décalage temporel 24 entre l’information reçue et la réalité de la température de l’air extérieur au niveau de l’évaporateur. Le pic de température vu par l’appareil de chauffage thermodynamique 10 et décalé du décalage temporel 24 est visible à la référence 25. On peut voir également une plage de fonctionnement 20 de la pompe à chaleur 14 alignée sur le pic de température vu par la pompe à chaleur 14. De manière alternative ou combinée à l’utilisation d’informations extérieures à l’appareil de chauffage thermodynamique 10, le pic de température peut être déterminé sur la base des jours antérieurs, par exemple les jours précédent directement le jour de la détermination. Pour cela, l’appareil de chauffage thermodynamique 10 comprend une sonde de température de l’air extérieur. Il est important de s’assurer que la température de l’air extérieur mesuré par la sonde de température d’air extérieur est une température mesurée quand l’air est en mouvement dans l’appareil de chauffage thermodynamique 10 depuis plusieurs minutes. Cette mesure ne s’applique que dans le cas où la sonde n’est pas placée directement à l’extérieur. En l’absence de fonctionnement un jour, ce jour est ignoré pour la détermination du pic de température. Cet apprentissage du pic de température peut être actualisé tous les jours sur une période glissante de plusieurs jours (e.g. 10 jours). Les conditions climatiques environnantes peuvent également être un pic d’irradiation solaire, i.e. lorsque le rayonnement solaire fournit la plus grande quantité d’énergie. Au sein d’une installation comprenant des panneaux photovoltaïques, il peut être très intéressant de réaliser de mettre en œuvre la pompe à chaleur, et donc de chauffer le liquide, au moment où cette quantité d’énergie disponible est la plus grande, i.e. autour du pic d’irradiation solaire. Ceci est particulièrement avantageux lorsque le local est en autoconsommation, i.e. l’énergie utilisée dans le local provient en grande partie ou ne provient que des installations de récupération d’énergie du local, comme des panneaux photovoltaïques. La détermination du pic d’irradiation solaire peut être réalisée de manière similaire au pic de température. La sonde de température d’air extérieur est remplacée par un capteur de flux thermique. Ce mode de réalisation utilisant un pic d’irradiation est de préférence utilisé lorsque l’appareil de chauffage thermodynamique 10 est configuré pour recevoir des informations météorologiques extérieures. Le contrôleur 16 réalise également une détermination d’un moment à partir duquel la plus importante période de soutirage intervient dans un cycle de fonctionnement. Ce moment est aussi appelé « heure cible » 22 et correspond au début d’une période de soutirage important. Cette période correspond à la période pendant laquelle la distribution d’eau chaude sanitaire est la plus importante. Cette heure cible 22 permet de déterminer une heure avant laquelle l’état de charge de la cuve 12 doit être à un niveau satisfaisant pour répondre aux besoins des utilisateurs. Cette heure cible 22 est notamment visible sur la figure 4 représentant un exemple de consommation sur un cycle de fonctionnement, ici une journée de 24h. On peut voir sur la figure 4 que l’heure cible 22 est approximativement 18h30. De manière générale, cette période de soutirage important intervient en fin de journée (e.g. après 17h) et correspond, par exemple, au retour des utilisateurs à leur domicile. L’apprentissage du contrôleur 16 concerne donc de préférence la consommation journalière d’eau chaude sanitaire des utilisateurs, les conditions climatiques, les soutirages importants ainsi que l’heure cible à partir de laquelle la période de soutirage important intervient. Ceci permet de déterminer de manière anticipée, l’évolution de la consommation des utilisateurs tout au long de la journée (débits et plages horaires), l’heure à laquelle les performances de la pompe à chaleur 14 sont optimales, l’heure à partir de laquelle un besoin important est anticipé et l’état de charge nécessaire pour cette période de soutirage important. Il est ainsi possible de chauffer l’eau sanitaire pendant des périodes de la journée où la pompe à chaleur 14 a les meilleures performances, tout en garantissant d’avoir une cuve 12 en fin de journée et en minimisant les déperditions thermiques. En plus des informations déterminées par apprentissage, les plages de fonctionnement de la pompe à chaleur 14 sont déterminées en fonction d’informations et de paramètres déterminés en temps réel ou concernant le jour considéré. Il est présenté ci-dessous un exemple de détermination de plages de fonctionnement de la pompe à chaleur 14. L’heure cible 22 est déterminée comme étant l’heure cible à partir de laquelle la période de soutirage important démarre, avancée d’une valeur de sécurité. Cette valeur de sécurité est par exemple de 30min. Ainsi, si la période de soutirage important déterminée les jours précédent est 18h, l’heure cible 22 est définie comme étant 17h30. Le contrôleur 16 détermine ensuite un temps de chauffage TC de l’eau sanitaire, i.e. la durée de la plage de fonctionnement. Le temps de chauffage est déterminé en fonction de l’historique de consommation des jours ou des semaines précédentes et d’un coefficient de performance COP de la pompe à chaleur 14. Ce coefficient de performance COP est déterminé par le contrôleur 16 par exemple à l’aide d’une table exprimant le coefficient de performance COP en fonction de la température de l’air à l’extérieur de la pompe à chaleur 14 et de la température de l’eau à l’intérieur de la cuve 12. A la suite de la détermination du temps de chauffage TC, le contrôleur 16 détermine si ce temps de chauffage TC est inférieur ou supérieur à la durée séparant l’heure cible 22 de l’heure à laquelle le pic de température ou d’irradiation est atteint. Selon un premier mode de régulation, le temps de chauffage TC est inférieur à cette durée séparant l’heure cible 22 de l’heure à laquelle le pic de température ou d’irradiation est atteint. Dans ce cas, le contrôleur 16 détermine une plage de fonctionnement discontinue. Ce cas de figure est illustré à la figure 4. La plage de fonctionnement discontinue comprend de préférence une plage de préchauffage 26 et une plage de finalisation 28 postérieure à la plage de préchauffage 26. L’heure à laquelle le pic de température ou d’irradiation est atteint intègre ici le décalage temporel 24 défini ci-avant. La plage de préchauffage 26 est déterminée de sorte que l’heure à laquelle le pic de température ou d’irradiation est atteint est comprise dans ladite plage de préchauffage. Ainsi, cette plage de préchauffage 26 est réalisée au moment où les performances de la pompe à chaleur sont optimums. De manière préférée, la plage de préchauffage 26 est déterminée de sorte que l’heure à laquelle le pic de température ou d’irradiation est atteint est située au niveau d’une portion centrale de la plage de préchauffage 26. De manière préférée, la plage de préchauffage 26 est centrée sur cette heure de pic. En d’autres termes, le démarrage de la plage de préchauffage 26 est déterminé comme étant : où Hdém : heure de démarrage de la plage de préchauffage 26 Hopti : heure de pic de température ou pic d’irradiation TC : Temps de chauffage Le contrôleur 16 commande la pompe à chaleur 14 de manière à atteindre une valeur d’état de charge de consigne. Lorsque la valeur de consigne d’état de charge eT ou la valeur de consigne de température est atteinte, la pompe à chaleur 14 est arrêtée de manière à stopper le chauffage de l’eau sanitaire. La valeur de consigne de température de l’eau sanitaire ou la valeur de consigne d’état de charge de la cuve 12 peuvent être volontairement réduites pour la plage de préchauffage 26 pour limiter les déperditions thermiques entre les plages de préchauffage 26 et de finalisation 28. Une réduction de 5°C pour la valeur de de consigne de température d’eau sanitaire ou de 10% de la valeur de consigne d’état de charge peut être appliquée pour la plage de préchauffage 26. En référence à la figure 4 qui représente l’évolution de l’état de charge eT de la cuve 12 durant le cycle de fonctionnement, on peut observer que l’état de charge de la cuve 12 augmente durant la plage de préchauffage 26 jusqu’à atteindre une valeur de préchauffage 30, i.e. la valeur de consigne réduite de son Offset. La plage de préchauffage 26 est ainsi stoppée. Les éventuels soutirages des utilisateurs et les déperditions thermiques entrainent une baisse de l’état de charge à la suite de l’arrêt de la plage de préchauffage 26. Le chauffage est ensuite redémarré dès que l’état de charge de la cuve 12 franchit un seuil critique (noté Tthreshold). Ce redémarrage correspond au début de la plage de finalisation 28. Le seuil critique (noté Tthreshold) déterminant l’arrêt ou le redémarrage du chauffage de l’eau sanitaire peut être calculé par la formule suivante : Tthreshold est le seuil critique de température, Tsetpoint est la température de consigne d’eau chaude sanitaire, Pheat est la puissance de chauffe de la pompe à chaleur 14 calculée via le COP, tiRem est le temps restant jusqu’à l’heure cible, tiOffset est un décalage temporel de sécurité, Vtank est le volume total de la cuve 12, Cp est le la capacité thermique à pression constante, est la masse volumique de l’eau sanitaire, Tel que visible en figure 4, le seuil critique Tthreshold décrit une droite ascendante en direction de la valeur de consigne de température. La plage de finalisation 28 est située aux abords de l’heure cible 22. En particulier, la plage de finalisation 28 se termine à l’heure cible 22 ou bien peu de temps avant, par exemple 10min avant. La plage de finalisation 28 permet d’élever la température de l’eau sanitaire de manière à atteindre la valeur de consigne de l’état de charge 32. En effet, les déperditions thermiques entrainent une diminution de la température de l’eau sanitaire à l’issue de la plage de préchauffage 26. La plage de finalisation 28 permet ainsi de rattraper ces déperditions thermiques ou de finaliser l’élévation de la température jusqu’à la consigne. La figure 4 représente également une évolution de la température de l’eau sanitaire dans la cuve 12 sous le graphique décrivant l’évolution de l’état de charge eT. L’évolution de la température de l’eau sanitaire est présentée via une pluralité de reproductions schématiques i à vi de la cuve 12. On observe que le cycle de fonctionnement démarre avec une température d’eau sanitaire à la température de consigne dans les deux tiers supérieurs de la cuve 12 entre 3 et 6h du matin. Après une première période de soutirage 34 entre 6 et 9h du matin, le volume d’eau sanitaire à la température de consigne diminue. Seule la moitié supérieure de la cuve 12 est ainsi à la température de consigne. A l’issue de la plage de préchauffage 26, la totalité de la cuve 12 est à la température de préchauffage. Les déperditions thermiques et d’éventuels soutirages entrainent ensuite une baisse de température de l’eau sanitaire située dans la partie basse de la cuve 12. A l’issue de la plage de finalisation 28, l’eau sanitaire de la cuve 12 est en totalité à la température de consigne pour permettre de répondre aux soutirages prévus entre 18h30 et 22h. Après cette dernière période de soutirage 36, les deux tiers supérieurs de la cuve 12 sont à la température de consigne de manière à pouvoir répondre le lendemain matin à une première période de soutirage 34 du cycle de fonctionnement suivant. Selon un deuxième mode de régulation, le temps de chauffage TC est supérieur à la durée séparant l’heure cible 22 de l’heure à laquelle le pic de température ou d’irradiation est atteint. Le démarrage de la plage de fonctionnement 20 est déterminé par le contrôleur 16 en retranchant le temps de chauffage TC à l’heure cible 22. Si aucun soutirage important n’a lieu durant la plage de fonctionnement 20, la plage de fonctionnement 20 est déterminée pour se terminer peu avant l’heure cible 22 ou à l’heure cible 22 de manière à atteindre la valeur de consigne. Si des soutirages importants ont lieu pendant la plage de fonctionnement 20, le contrôleur 16 détermine une plage de débordement 38 allant au-delà de l’heure cible 22. Cette plage de débordement 38 est autorisée par le contrôleur 16 lorsque les soutirages importants rendent impossibles l’atteinte de la valeur consigne avant l’heure cible 22. Cette plage de débordement 38 est normalement très faible, de préférence inférieure à 60min. Ce cas de figure est illustré à la figure 5. Pendant cette plage de débordement 38, le contrôleur 16 détecte si des soutirages ont lieu. Si aucun soutirage important n’est détecté, le contrôleur 16 autorise à élever la température de l’eau sanitaire jusqu’à la valeur de consigne de température. Si un soutirage important est détecté pendant cette plage de débordement 38, la valeur de consigne est réduite d’un Offset de débordement. Ceci est notamment visible au niveau de la reproduction iv de la cuve 12 sous le graphique d’évolution de l’état de charge eT. En effet, on peut voir que la valeur de température est plus faible que la valeur de consigne au niveau de la plage de débordement 38. La valeur de l’Offset de débordement dépend de l’historique de détection des soutirages. En effet, si aucun soutirage important n’est prévu le lendemain matin, la valeur de cet Offset de débordement peut être définie comme plus grande, par exemple inférieur ou égal à 35%. Par précaution, cet Offset de débordement peut être défini comme égal ou inférieur à 10%. Appareil de chauffage thermodynamique (10), comprenant : - une cuve (12) pour recevoir un liquide, - un système de pompe à chaleur (14) comprenant un circuit de transfert de chaleur entre une source froide et le liquide reçu dans ladite cuve pour chauffer ledit liquide via un fluide caloporteur, - un contrôleur (16) pour contrôler le système de pompe à chaleur pour déclencher le chauffage du liquide présent dans la cuve, le contrôleur (16) étant configuré pour déterminer une plage de fonctionnement (20) du système de pompe à chaleur en fonction de la rendement énergétique du système de pompe à chaleur et déclencher le chauffage dudit liquide pendant cette plage de fonctionnement (20. Appareil de chauffage thermodynamique (10) selon la revendication 1, dans lequel le contrôleur (16) est configuré pour déterminer au moins une caractéristique représentative d’un soutirage de liquide de la cuve (12) et déterminer ladite au moins une plage de fonctionnement (20) en fonction de ladite au moins caractéristique représentative d’un soutirage. Appareil de chauffage thermodynamique (10) selon la revendication 2, dans lequel ladite au moins une caractéristique représentative d’un soutirage de liquide est déterminée sur un cycle de fonctionnement antérieur du système de pompe à chaleur (14). Appareil de chauffage thermodynamique (10) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le contrôleur (16) est configuré pour déterminer ladite plage de fonctionnement (20) en fonction de conditions climatiques environnantes. Appareil de chauffage thermodynamique (10) selon la revendication 4, dans lequel le contrôleur (16) est configuré pour déterminer un moment de chauffage optimum associé à une condition climatique maximale (25) pendant un cycle de fonctionnement du système de pompe à chaleur (14), ladite plage de fonctionnement (20) étant déterminée en fonction dudit moment de chauffage optimum. Appareil de chauffage thermodynamique (10) selon la revendication 5, dans lequel la plage de fonctionnement (20) est déterminée de sorte que le moment de chauffage optimum est compris dans ladite plage de fonctionnement (20). Appareil de chauffage thermodynamique (10) selon la revendication 6, dans lequel la plage de fonctionnement (20) est déterminée de sorte que le moment de chauffage optimum est disposé au niveau d’une portion centrale de la plage de fonctionnement (20). Appareil de chauffage thermodynamique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 5, dans lequel le contrôleur (16) est en outre configuré pour déterminer une durée de chauffage permettant de répondre à un besoin d’un utilisateur et un moment cible (22) de besoin utilisateur, ladite plage de fonctionnement (20) étant déterminée en fonction du moment de chauffage optimum, de la durée de chauffage et dudit moment cible (22) de besoin utilisateur. Appareil de chauffage thermodynamique (10) selon la revendication 8 en combinaison avec la revendication 2 ou 3, dans lequel le moment cible (22) de besoin utilisateur est déterminé en fonction de ladite au moins une caractéristique représentative d’un soutirage de liquide. Appareil de chauffage thermodynamique (10) selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la plage de fonctionnement (20)est déterminée comme discontinue lorsque la durée séparant le moment de chauffage optimum et le moment cible (22) de besoin utilisateur est supérieure à un seuil maximal prédéterminé, la plage de fonctionnement (20) comprenant : - une plage de préchauffage (26) déterminée de sorte que le moment de chauffage optimum est compris dans ladite plage de préchauffage (26), et - une plage de finalisation (28) antérieure au moment cible (22) de besoin utilisateur. Appareil de chauffage thermodynamique (10) selon l’une des revendications 8 à 10, dans lequel le contrôleur (16) est configuré pour déterminer ladite plage de fonctionnement (20) de sorte que ladite plage de fonctionnement (20) dépasse le moment cible (22) de besoin utilisateur lorsque la durée séparant le moment de chauffage optimum et le moment cible (22) de besoin utilisateur est inférieure à un seuil minimal prédéterminé. Appareil de chauffage thermodynamique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins une sonde de température (18) disposée dans la cuve (12) de manière à pouvoir mesurer une température de liquide, le contrôleur (16) étant configuré pour déterminer un état de charge (eT) de la cuve (12) et/ou détecter un soutirage de liquide en fonction de la température mesurée par ladite au moins une sonde de température (18).