Temperatur-Regelung in einem Haus - home.hs

Prof. Dr. R. Kessler, FH-Karlsruhe, FB-NW, C:\ro\Si05\neu\Tempreg\HEIZ1.DOC, Seite 1/2
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Temperaturdynamik:
Temperatur-Regelung in einem Haus
Tephys-Datei Heineu1.txt
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Tk=Tk+(P-Kkh*(Tk-Th)-v*(Tk-Tr))*dt/Wik {Tk= Temp. des Kessels}
Th=Th+(Kkh*(Tk-Th)-Kha*(Th-Ta))*dt/Wih { Th = Temp. der Luft des Heizraums }
Tr=Tr+(v*(Tk-Tr)-Krz*(Tr-Tz))*dt/Wir { Tr = Temp. des Radiators }
Tz=Tz+(Krz*(Tr-Tz)-Kza*(Tz-Ta)-Z)*dt/Wiz { Tz= Temp. der Zimmerluft }
S=ja(ja(Tk-Tkso)+S*ja(Tk-Tksu)) { S= Schaltzustand des Zweipunktreglers für die
Kesseltemperatur: Wenn S < 0, dann wird geheizt.
Tkso = oberer Sollwert, Tksu = unterer Sollwert }
P=P0*nein(S) { P = Heizleistung der Kesselheizung: Wenn S <= 0, dann wird geheizt}
v=ja(Apr)*begr(ap*(Tsz-Tz)*ja(Tsz-Tz),vma,0)+nein(Apr)*v0 { v entspricht der Öffnung
des Radiator-Ventils (vgl. Zeile 3): Wenn Radiator NICHT geregelt wird (Apr=0), dann ist v = v0.
Wenn Radiator geregelt wird (Apr=1), dann ist v= begr(ap*(Tsz-Tz)*ja(Tsz-Tz), vma, 0) }
Z=az*ja(t-tz1)*ja(tz2-t) { Z = Störfunktion: bewirkt im Zeitraum tz1 bis tz2 zusätzlichen
Wärmeverbrauch Z=az, vgl Zeile 4 }
9 t=t+dt
Heizungs-Regelung (Dez 90, Dez. 2004).
Kessel (Index k), Heizraum(Index h), Radiator (Index r), Zimmer (Index z)
Kessel wird mit Leistung P geheizt, Pumpe pumpt mit „Durchsatz“ v Wärme
zum Radiator, Radiator gibt Wärme an Zimmer ab, Zimmer gibt Wärme an Außenluft ab.
Heizkessel steht im Heizraum, gibt Wärme an Luft des Heizraums ab, Heizraum gibt
Wärme an Außenluft ab (Temp Ta).
Zwei Regler:
1. Kessel: Zweipunktregler (Schmitt-Trigger S) schaltet Leistung P0 ein und aus.
Obere, untere Schwelltemperatur: Tkso, Tksu
Schmitt-Trigger S: Wenn Tk > Tkso, dann S=1, wenn Tk > Tksu, dann S=alter Wert S
Heizleistung für Kessel: Wenn S=0, dann Heizleistung P0: P=P0*nein(S)
2. Radiator: Proportional-Regler: Wahlweise Pumpendurchsatz geregelt (Apr>0) oder konstant v0
vgl. Zeile 3, dort kommt die Größe v vor: v beeinflusst den Wärmestrom vom Kessel zum Radiator.
Ventil bewirkt Durchsatz v proportional Differenz Tsz-Tz (Sollwert der Zimmertemperatu:Tsz).
Begrenzung in PumpenDurchsatz v, sonst instabil abei ap gross
Symbole: T= Temperatur, Wi =Wärmeinhalt (=Energie/Grad),
K= Wärmübergangszahl (= Leistung/Grad).
Störfunktion Z: Zusätzlicher Wärmeverbrauch Z=az im Zimmer im Zeitraum tz1..tz2
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Bild 7: Radiator NICHT geregelt (Apr=0) => Zimmertemp. Tz ist viel höher als Sollwert (Tsz=30)
und bei Störung Z sinkt Tz ab
Bild 8: Radiator wird geregelt (Apr=1) => Zimmertemp. Tz gut konstant, trotz Störung Z
Bild 9: Radiator wird geregelt (Apr=1). Dies bewirkt den Verlauf der Kurve v (die der Öffnung des Radiatorventils entspricht)