Algoritmo de calefacción
De eedomus - Documentación
Esta página contiene información detallada sobre el algoritmo de calefacción implementado en eedomus.
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Algoritmo mixto
El algoritmo implementado es un algoritmo mixto entre un bucle abierto (que se usa en grandes edificios en los que la medición de la temperatura interior es compleja) y un bucle cerrado (sistemas tipo PID, Proporcional Integral Derivado).
Bucle abierto = T x diferencia entre la consigna y la temperatura exterior.
Bucle cerrado = C x diferencia entre la temperatura ambiente interior y la consigna.
¿Por qué un sistema mixto?
Los sistemas PID son adecuados cuando la medición (de la temperatura interior) es continua e inmediata. Cuando las mediciones de temperatura se realizan cada 20/40 minutos, el retardo introduce un riesgo de decisión equivocada (oscilación).
Por otra parte, el consumo de calefacción depende muy directamente de la temperatura exterior. Además, los datos de temperatura aportan más estabilidad y robustez al algoritmo. Es más fácil conocer la temperatura exterior que la interior (depende del lugar preciso en el que se realiza la medición, además existen numerosas habitaciones, ...), ya que es un dato ofrecido por los servicios meteorológicos.
Mientras el bucle abierto aporta robustez, el bucle cerrado aporta exactitud en cuanto al ajuste preciso de la temperatura.
En un escenario idóneo, introduciremos entre un 30% y un 60% de bucle abierto (y el resto será bucle cerrado).
Este complemento de bucle abierto también permite estabilizar la temperatura con un sencillo "P" (sin tener que introducir un término integral).
¿Cómo se determinan los coeficientes?
El coeficiente propuesto (denominado C) se establece de forma empírica en 0,6:
- Establece la potencia de la calefacción en el 60% si la temperatura es inferior en 1ºC a la consigna.
- La potencia está establecida en el 100% si la temperatura es inferior en 1,7ºC a la consigna.
El dimensionamiento de los sistemas de calefacción (en la Europa templada) permite establecer la potencia al máximo cuando la temperatura exterior es de -10ºC (temperatura media a lo largo del día). Un sistema de calefacción a potencia máxima permite subir rápidamente la temperatura ambiente al nivel de la consigna. El objetivo es alcanzar la temperatura de consigna en aproximadamente 1 hora.
El aislamiento de los edificios se define actualmente mediante un factor Ubat (antes de esta denominación, históricamente se usaba la letra K para pérdidas térmicas. En la interfaz este coeficiente se denomina T). Un valor Ubat = 3 Vatios/Kelvin/m2 equivale aproximadamente a un consumo de 150 kWh/año/m2 (valor promedio de los edificios actuales, aunque la normativa establece un objetivo de 50 kWh/año/m2 en los edificios de nueva construcción).
Un valor de Ubat = 3 W/K/m2
La potencia máxima (nominal) de la calefacción es de aproximadamente 100 Vatios/m2.
El coeficiente T que hay que usar es, por tanto, de 3 / 100 = 0,03
Hemos elegido a propósito un valor inferior (el 33%, es decir 0,01, pero podríamos haber tomado el 50%), para evitar un sobrecalentamiento en los edificios bien aislados (Ubat = 1) así como un sobrecalentamiento durante la pretemporada de calefacción, o un sobrecalentamiento en caso de exposición al sol importante.
Por consiguiente, en los edificios ya existentes, la regulación se establece en el 30% mediante el bucle abierto, pero en los edificios bien aislados, el bucle abierto puede representar el 60% o el 90%.
El bucle cerrado (P sencillo) permite establecer una regulación precisa en función de las condiciones que se dan a lo largo del día, de los aportes (exposición al sol, chimenea, cocina), etc.
Casos particulares
Puede usar C = 40 y T = 0 para obtener un ON / OFF.
Puede usar C = 1 y T = 0 para obtener un bucle cerrado (bastante sostenido).
Puede usar C = 0 y T = 0,03 para un bucle totalmente abierto (temperatura interior imposible de medir).
Puede usar C = 0,3 y T = 0,03 para limitar las oscilaciones cuando las mediciones de temperatura son irregulares.
Puede usar C = 0,8 y T = 0,03 para un edificio mal aislado si las mediciones de temperatura son regulares.
