Algorithme Chauffage
Documentation eedomus
L'algorithme de chauffage est détaillé ici.
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Un algorithme mixte
L'algorithme proposé est un mixte entre une boucle ouverte (que l'on utilise dans les grands bâtiments, où la mesure de la température intérieure est complexe) et une boucle fermée (les systèmes de type PID, Proportionnel Intégral Dérivé).
Boucle ouverte = T x différence entre la consigne et la température extérieure
Boucle fermée = C x différence entre la mesure intérieure et le consigne
Pourquoi un système mixte ?
Les systèmes PID conviennent lorsque la mesure (de la température intérieure) est continue et immédiate. Lorsque les températures sont mesurées toutes les 20 / 40 minutes, le retard introduit un risque de mauvaise décision (oscillation).
Par ailleurs, la consommation de chauffage dépend très directement de la température extérieure, et l'information de température apporte un gain de stabilité et de robustesse dans l'algorithme. La température extérieure est plus facilement connue que la température intérieure (lieu de la mesure, nombreuses pièces, ...), disponibilité par la météo.
Si la boucle ouverte apporte de la robustesse, la boucle fermée apporte la finesse sur le réglage fin de la température.
Idéalement, nous introduisons 30% à 60% de boucle ouverte (et le complément en boucle fermée)
Ce complément de boucle ouverte permet également de stabiliser la température avec un simple "P" (sans être obligé d'introduire un terme intégral).
Comment sont déterminés les coefficients ?
Le coefficient propositionnel (noté C) est choisi de manière empirique à 0,6 :
- il indique une puissance du chauffage à 60% si la température est inférieure de 1°C à la consigne
- la puissance est à 100% si la température est à 1,7°C sous la consigne.
Le dimensionnement des chauffages (en Europe tempérée) est conçu pour être au maximum lorsqu'il fait -10°C dehors (en moyenne sur la journée). Un chauffage à la puissance maximale est de nature à ramener la température à la consigne rapidement. La cible qui est visée est de ramener la température en 1 heure environ.
L'isolation des bâtiments est actuellement définie par un facteur Ubat (le nom change de nom, historiquement, la lettre K était utilisée pour les déperditions thermiques, nous appelons T ce coefficient dans l'interface). Une valeur Ubat = 3 Watt/Kelvin/m2 correspond environ à une consommation de 150 kWh/an/m2 (qui est une moyenne des bâtiments actuels, même si la réglementation vise 50 kWh/an/m2 dans le neuf).
Une valeur de Ubat = 3 W/K/m2
La puissance maximale (nominale) du chauffage est d'environ 100 Watt / m2.
Le coefficient à utiliser T est donc de 3 / 100 = 0,03.
Nous choisissons volontairement une valeur inférieure (33%, soit 0,01, nous aurions pu prendre 50%), pour éviter une surchauffe des bâtiments bien isolés (Ubat = 1) et une surchauffe en intersaison, ou une surchauffe en cas d'apport solaire important.
Pour les bâtiments existants, la régulation est donc à 30% par la boucle ouverte, mais pour les bâtiments bien isolés, la boucle ouverte peut représenter 60% ou 90%.
La boucle fermée, en simple P permet la régulation fine suivant les conditions de la journée, les apports (solaire, cheminée, cuisine), etc...
Cas particuliers
Vous pouvez utiliser C = 40 et T = 0 pour reproduire un ON / OFF.
Vous pouvez utiliser C = 1 et T = 0 pour reproduire une boucle fermée (assez forte).
Vous pouvez utiliser C = 0 et T = 0,03 pour une boucle totalement ouverte (température intérieure non mesurable).
Vous pouvez utiliser C = 0,3 et T = 0,03 pour limiter les oscillations en cas de températures reçues de manière irrégulière.
Vous pouvez utiliser C = 0,8 et T = 0,03 pour un bâtiment mal isolé, et avec des températures reçues régulièrement
