Il s'agit souvent de thermostats mécaniques. Ceux-ci on un hystérésis, c'est à dire qu'ils s'enclenchent par exemple à 19° et se déchenchent à 20°. C'est un avantange pour les systèmes de chauffage, ce qui évite que le bruleur ne soit enclenché et déclenché à la plus petite variation de température. L'hystérésis est parfaois appellé différentiel de température.

Cette relation est proportionelle: plus la demande de chaleur est élevée, et plus on chauffe l'eau. Un petit tableau vous explique tout: (les températures sont données à titre d'exemple)

Vraiment vrai? Pas vraiment: la température effective reste en dessous de la température désirée. Avec une eau de 50°, on peut à peine compenser les dépertitions de chaleur. La température reste coincée 1° sous la température de consigne.

Il existe plusieurs systèmes pour compenser ce défaut: on utilise une fonction intégrante qui va lentement augmenter la température de chauffe tant que la température de consigne n'est pas atteinte. Si la température désirée reste plus d'une heure sous la consigne, on ajoute 5° à la température de l'eau de chauffe.

Ce système est idéal s'il s'agit d'un système statique. Ici par contre l'influence des facteurs environementaux est prédominante. Plus il fait froid dehors, et plus les dépertitions seront importantes. S'il fait 15° dehors, il suffit de chauffer l'eau à 35° pour compenser les pertes. S'il fait -5°, il faut chauffer à 55°, uniquement pour compenser les pertes.

Le système que j'utilise est une modification de la température de consigne du local selon la température extérieure. Evidemment que la température de consigne n'est jamais atteinte quand il fait froid, mais la consigne a été augmentée automatiquement. Si la température de consigne est de 18°, je "triche" sur la consigne qui devient automatiquement 19° ou 20° ou... plus il fait froid à l'extérieur (consigne augmentée par pas de 0.1°).

Nous allons donc ici aussi ajouter une fonction d'anticipation: la dérivée. Nous mesurons la température ambiante toutes les 5 secondes et nous faisons une moyenne glissante des 12 dernières mesures. Si la température a augmenté de 0.1° pendant notre "pas de temps" d'une minute, nous ajoutons 0.1° à la température mesurée pour obtenir la température de prédiction. C'est la température de prédiction que nous utilisons dans la boucle de régulation.

Non, ce n'est pas le module de commande de mon chauffage central...

Le problème est que ma sonde de température n'est pas en mesure de suivre rapidement les changements de température (du fait de sa construction). La sonde détecte l'augmentation au boût d'une minute, alors que l'eau est déjà bien trop chaude.

La commande prédictive utilise des astuces qu'un système de régulation classique PID ne connait pas. Je sais que l'eau de la chaudière augmente d'un degré toutes les 5 secondes de fonctionnement (circulateur à l'arrêt). On va donc augmenter artificiellement la température mesurée de l'eau quand le bruleur fonctionne. Nous tenons compte de la vitesse de rotation du circulateur (quand l'eau circule, elle chauffe moins rapidement). Mon système module la puissance du circulateur selon la demande en chaleur.

Mon système tient compte de la puissance de fonctionnement du circulateur, mais pas de la température à l'entrée de la chaudière (cette mesure est trop en retard avec la température effective de l'eau).

La commande prédictive est utilisée là où il n'est pas possible d'obtenir des mesures en temps voulu, là où le procédé est très complexe et dépend de nombreux facteurs (pétrochimie, hauts fourneaux, ...). Mais le chauffage par le sol utilise aussi le principe de la régulation prédictive: le température de l'eau qui circule dans les tuyaux dépend uniquement de la température extérieures puisques les pertes moyennes (et donc l'apport de chaleur pour compenser) dépendent de la température extérieure.