ColSim - Simulation von Regelungssystemen in ... - OptiControl

114 KAPITEL 6. REGELUNG EINER SOLARUNTERSTÜTZTEN HEIZUNGSANLAGE
6.3 Regelungskonzept
6.3.1 Konventionelle Regelung
Bei der konventionellen Regelung einer solaren Heizungsanlage wird der Bereitschaftsteil des
Warmwassers stehts im oberen Bereich des Pufferspeichers auf Nutztemperaturniveau (z.B. 65 C)
gebracht. Üblich sind auch Zeitschaltuhren, mit deren Hilfe die Nachheizung beispielsweise in
der Nacht unterdrückt werden kann.
Die Vorlauftemperatur des Heizkreises wird in der Regel entsprechend einer definierten Heizkennlinie
in Abhängigkeit der Außentemperatur geführt. Eine Thermostatenregelung am Heizkörper
reduziert unabhängig davon den Massenstrom im Heizkörper, falls die Solltemperatur im
Raum überschritten wird.
6.3.2 Solares Heizungssystem mit wissensbasierter prädiktiver Regelung
Die Technologie der Fuzzy-Logic stellt eine Möglichkeit dar, wissensbasierte Regelungskonzepte
für die immer komplexer werdenden Anlagenkonzepte zu realisieren. So besteht bei der
Regelung des Heizkreises das Optimierungspotential darin, die Freigabe der Pumpe sowie die
Vorlauftemperatur in Abhängigkeit des erwarteten Solareintrages zu führen. Um diese Regelung
zu realisieren, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Fuzzy Controller untersucht, der als
Eingangsgrößen die Außentemperatur, die prognostizierte Solareinstrahlung 8 und die Raumtemperatur
verwendet. In Abhängigkeit der “scharfen” Eingangsgrößen erfolgt die Zuordnung zu
den sog. Fuzzy-Sets, die den Zugehörigkeitsgrad zu den linguistischen Variablen bestimmen.
Wie aus Abbildung 6.8 hervorgeht, wird aus den Eingangsgrößen eine Stellgröße “Freigabe”
1.2
1
Low Zero Small Big Small Medium Big NegBig Neg OK Pos PosBig
0.8
0.6
0.72
0.4
0.2
0.3
0
-15-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 0 1 2 3 4 5
Außentemperatur [°C] Strahlungsprädiktion [kWh]
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Raumtemperatur [°C]
Abbildung 6.8: Fuzzy Input Sets zur Regelung eines Heizkreises bei Räumen mit solar passiven Strahlungsgewinnen.
8 Der erwartete Strahlungseintrag wird einer Wetterprognose entnommen, die nicht modelliert wurde.