Types de contrôle thermostatique
Le succès de la réalisation d’ une climatisation correcte dans une maison ou dans un bâtiment dépend de la configuration correcte d’un système de contrôle thermostatique. Cela permet d’obtenir une combinaison de confort et d’efficacité énergétique.
Problèmes typiques de contrôle de la température
Il est courant d’entrer dans des maisons où il fait très froid en été et très chaud en hiver. En termes d’énergie, c’est un gaspillage absolu, tant pour les émissions de CO2 dues à l’excès d’énergie consommée, que pour le résultat pour la poche à la fin du mois.
Le problème est que l’utilisateur final ne sait pas dans la plupart des cas, et n’a pas besoin de savoir, à quel point le contrôle est efficace. Ainsi, des certifications et des normes énergétiques pour les maisons et les bâtiments voient le jour, afin d’assurer un bon fonctionnement, telles que LEED ou KNX .
Au contraire, il est également possible de trouver des habitations où il fait froid en hiver et chaud en été, du fait d’une régulation irrégulière, d’où un grand manque de confort pour l’utilisateur.
Une autre variante peut être les brusques variations de température, passant du froid au chaud et du chaud au froid de manière répétée sans pouvoir trouver le point de confort. Ce comportement, appelé « dent de scie » par le graphique qui décrit la température, implique également un manque de confort et un gaspillage d’énergie, dû aux pics et aux variations.
Contrôle de la température 2 points avec hystérésis
Ce type de contrôle, plus ancien et plus répandu dans les thermostats encore aujourd’hui, permet l’application d’une variable de contrôle en fonction de la température de consigne et de la température réelle.
Dans le cas où l’on souhaite rafraîchir une pièce, la variable de contrôle activera le système de climatisation jusqu’à ce que la température descende en dessous de la température de consigne choisie par l’utilisateur. Au contraire il désactivera le système de climatisation une fois en dessous de la consigne, et il ne le réactivera que lorsque la température remontera au dessus de la consigne.
A ce comportement il faut ajouter l’hystérésis. L’objectif de l’hystérésis est d’éviter l’activation/désactivation répétitive du système de climatisation, due à l’oscillation de la température ambiante autour de la consigne.
Ainsi, l’hystérésis, définie en degrés, ajoute une bande de performance autour de la consigne. Dans l’exemple proposé de refroidissement d’une pièce, la variable de contrôle activera le système jusqu’à atteindre le point de consigne établi par l’utilisateur, en soustrayant également l’hystérésis définie (point de consigne moins hystérésis). De même, il ne réactivera le système que lorsque la pièce verra sa température remonter au-dessus de la consigne plus l’hystérésis (consigne plus hystérésis).
Plus l’hystérésis est grande, plus la bande d’oscillation est grande, et donc plus le manque de confort est important. Ce comportement accentue l’effet « dents de scie » précité.
Contrôle de température proportionnel integral
Ce type de contrôle, plus avancé, est basé sur le contrôle industriel PID (Proportionnel Intégral Dérivé) , mais en éliminant le calcul de dérivée, il reste donc en PI (Proportionnel Intégral).
Ce système réduit fortement l’effet « dent de scie », puisque dans ce cas le contrôle n’est pas binaire (activé/désactivé) mais plutôt une valeur en pourcentage (0-100%). Par conséquent, ce système ajuste le pourcentage en fonction de la différence entre le point de consigne et la température ambiante. Plus vous vous rapprochez du point de consigne, plus la valeur en pourcentage sera faible.
Le nom est dû au fait qu’il dépend d’une partie proportionnelle (différence directe entre les températures) et d’une partie intégrale (calcul intégral de l’erreur d’approximation accumulée par rapport au temps). Cela signifie que les valeurs K (proportionnel) et t (temps) doivent être indiquées pour chaque système.
Ces valeurs dépendent directement de l’inertie thermique des systèmes. Un système d’air a une inertie thermique plus élevée, tandis que d’autres systèmes, comme le chauffage par le sol, ont une inertie thermique plus faible.
Il existe une méthode de « traduction » du contrôle PI (0-100%) en un contrôle binaire, appelé PWM (Pulse Width Modulation, ou modulation de largeur d’impulsion).
Réussir un contrôle de température
Il est essentiel que les installations de climatisation soient réalisées par des experts ayant des connaissances dans le domaine, qui ajustent les paramètres nécessaires de la manière la plus appropriée possible.
La facture énergétique et l’environnement dépendent en grande partie d’eux, et c’est à eux de réduire l’ empreinte écologique de chaque logement.