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Do it yourself IV:
Commande des vannes électriques
Semaine IV IV

Qu'avons-nous appris la semaine passée?

Depuis la semaine passée, nous modulons la puissance du circulateur à partir de l'ordinateur. Il ne nous reste plus que la commande des vannes électriques pour completer notre système.

Sturing van de kleppen

Pour commander électriquement les robinets, on remplace la tête actuelle (robinet simple ou thermostatique) par une commande électrique qui se compose d'une petite résistance qui chauffe un réservoir. La pression monte et appuie sur le clapet pour l'ouvrir (comme le ferait un robinet ordinaire). Il ne faut généralement pas remplacer tout le robinet, mais uniquement la tête (du moins si on reste dans la même marque).

Les robinets électriques sont une résistance ohmique pure et peuvent être alimentés par un relais statique de faible puissance, par exemple 2.5A.

Exemple à droite:
La température bleue est parfaitement stabilisée (nous obtenons en pratique une stabilisation à 0.1° près). La température verte l'est nettement moins, parce qu'un faible apport de chaleur fait immédiatement monter la température.

Cela est également visible sur le second graphique: au début la température verte se stabilise aux alentours de 19° et la vitesse du circulateur est réduite pour limiter l'apport de chaleur. Dès qu'il faut chauffer une seconde zone (en bleu), le circulateur se remet à tourner à un plus haut régime (indiqué par une ligne violette plus épaisse) et la température devient moins stable.

Il y a plusieurs raisons pour cette stabilisation moins précise (0.3° au lieu de 0.1°):

  • Les vannes électriques sont commandées en tout ou rien, et de plus il faut 5 minutes pour qu'un ordre d'ouverture se fasse sentir en pratique. La ferméture demande 1 à 2 minutes.
  • Quand le circulateur tourne à basse vitesse, l'apport d'eau chaude est limité. La quantité d'eau chaude en trop est faible (quand un ordre de ferméture est donné)
La régulation d'un local est donc moins bonne s'il y a d'autres demandeurs de chaleur et que le circulateur tourne à une vitesse relativement élevée. C'est pour cela qu'une régulation par circulateur individuel (pour des zones identiques) est meilleure.

Détermination de la position du robinet

La position d'une vanne est déterminée très simplement: on l'ouvre dès qu'il y a une demande de chaleur dans le local. Par demande de chaleur, nous entendons que la température mesurée est inférieure à la température de consigne. La température mesurée est la température de prédiction, pour que notre système compense la lenteur de fonctionnement des vannes. Nous ouvrons la vanne à partir d'une demande en température de -0.5° pour être sûr que la vanne est ouverte quand le bruleur et le circulateur se mettent en route. La consommation d'un robinet électrique est faible: environ 1W une fois ouvert.

La régulation est en tout ou rien car il n'est pas possible de connaitre la position effective de la vanne (il n'est pas possible d'ouvrir un robinet à 25% par exemple): il n'y a pas de feed-back de position, et une vanne peut être complètement ouverte pour un duty cycle de 50%, tandis qu'une autre est fermée.

Ce défaut de régulation n'apparait que dans les locaux qui ont la demande de chaleur la plus faible, puisque tout le système est adapté à la plus grande demande générale. Si la demande générale diminue, la vitesse du circulateur et la température de l'eau diminueront et nous n'aurons plus de dépassements.

Une oscillation de 0.3° ne se remarque pas en pratique. Un thermostat d'ambiance classique à bilame a un hystérésis d'environ 1° (même parfaitement compensé avec un système d'anticipation).

Nous avons maintenant terminé le gros-oeuvre. Toutes les fonctions de notre système sont présentes. La finition est affaire de détails:

  • Réalisation des tableaux de température de chaque local en fonction de l'heure de la semaine (une précision de 10 minutes est suffisante)
  • Créations de programmes spéciaux, par exemple: "je sors pour x heures", journée de congé (copier le programme du week-end), fin de journée (uniquement chauffer les chambres), position anti-gel (je suis aux sports d'hiver pour une semaine), etc.
  • Programmation d'une boucle de régulation lente qui apprend à corriger le système et modifie ses propres paramètres.

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