Dokument_1.pdf (2548 KB) - KLUEDO - Universität Kaiserslautern

Die Validierung der Modellbibliothek
Zunächst werden in der Abb. 121 die resultierenden Raumlufttemperaturen dargestellt. Die
Raumlufttemperaturen der beheizten Räume des Modelica-Modells folgen weitgehend den
Ergebnissen des TRNSYS-Modells. Kleinere Abweichungen treten vorwiegend während der
letzten beiden sehr kalten und klaren Wintertage auf. Die Abweichungen bleiben auch in
Extremfällen kleiner 0.5 o C.
In Abb. 124 wird eine detaillierte Analyse durchgeführt, um mögliche Fehlerursachen zu
detektieren bzw. auszuschließen. Die Abweichungen treten ausschließlich während der Phasen
höherer Temperaturanforderungen auf, vorwiegend vor und nach Sonnenuntergang. Das
Strahlungsmodell der solaren Einstrahlung kann also nicht verantwortlich sein. Eine falsche
fiktive Himmelstemperatur (Abb. 113) würde sich vorwiegend im Dachstuhl auswirken und
kann daher ebenfalls nicht die beobachteten Abweichungen verursachen. Das TRNSYS-
Modell realisiert die ideale Heizung über einen Zweipunktschalter. Im Modelica-Ansatz
wurde ein PI-Regler mit Anti-Windup-Reset eingesetzt. Das Zeitverhalten des Anstiegs ist
zwar unterschiedlich, aber in den kritischen Intervallen fordern beide Modelle maximale
Heizleistung an.
Auffällig ist, dass die Abweichungen nur auftreten, wenn der neue Raumtemperatursollwert
innerhalb der Phase höherer Temperaturanforderung nicht erreicht werden kann. Der kontinuierliche
Modelica-Ansatz wurde mit adaptierender Schrittweite (Dassl-Algorithmus) gerechnet.
Die TRNSYS-Simulation ist aufgrund der 1stündigen timebase zur Berechnung des
Übertragungsverhaltens der Wände in groben Treppenstufen gerastert. Kleinere Unterschiede
in der Wiedergabe des dynamischen Verhaltens machen sich so drastisch bemerkbar, falls sich
der Sollwert vor Erreichen des stationären Zustandes erneut ändert. Diese Situation liegt in
Abb. 124 vor. Eine Verzerrung des dynamischen Verhaltens aufgrund einer zu geringen
Schichtanzahl der Wandmodelle im Modelica-Ansatz kann ausgeschlossen werden. Es wurden
mindestens 4 Schichten zur Beschreibung des Wandverhaltens eingesetzt. Daher ergibt
der Modelica-Ansatz im Gegensatz zu TRNSYS auch im Zeitbereich t «
1h ein realistisches
Bild des dynamischen Verhaltens.
Die Übereinstimmung der Ergebnisse der beiden Simulationsansätze ist im Falle der Raumlufttemperaturen
des unbeheizten Dachbodens (Abb. 121) nach einem gewissen Vorlauf sehr
gut. Die Empfindungstemperaturen (Abb. 122) reagieren aufgrund des Speichervermögens
der Wände träger auf die Änderungen der Raumtemperatursollwerte. Die Übereinstimmung
ist im allgemeinen nahezu vollständig. Die geringen Abweichungen der Raumtemperatursollwerte
am 5. und 6. Tag machen sich geringfügig in den Empfindungstemperaturen bemerkbar,
die absolute Abweichung bleibt jedoch gering.
130