Heizen und Kühlen

Der Temperaturregler kann zur Steuerung von Heiz- und Kühlventilen benutzt werden. Es werden sowohl thermische als auch stetige Antriebe unterstützt.

Funktionsprinzip

Das folgende Diagramm zeigt den Aufbau des Temperaturreglers.

Energieniveau

Die Energieabgabe kann durch das Energieniveau an die Nutzung des Gebäudes angepasst werden. Je länger ein Gebäude bzw. ein Raum nicht genutzt wird, desto weiter kann sein Energieniveau abgesenkt werden.

Energieniveau	Beschreibung
Komfort	Wenn der Raum belegt ist, befindet er sich im Komfortbetrieb. Die Aktivierung des Komfortbetriebes kann durch einen Zeitschaltkanal oder direkt durch eine Anwesenheitserkennung erfolgen.
Bereitschaft	Das Energieniveau Bereitschaft ist für einen ungenutzten Raum, der jedoch in Kürze wieder belegt sein kann.
Absenkung	Das Energieniveau Absenkung ist für einen ungenutzten Raum, der erst in einigen Stunden wieder belegt wird. Der Absenkbetrieb wird zum Beispiel nachts durch einen Zeitschaltkanal aktiviert.
Gebäudeschutz	Diese Betriebsart wird bei langen Abwesenheitszeiten z.B. in den Betriebsferien oder auch bei einem geöffneten Fenster aktiviert. Das Energieniveau ist sehr niedrig und dient lediglich dem Schutz des Gebäudes vor Frost- oder Überhitzungsschäden.

Der Wechsel zwischen den verschiedenen Energieniveaus erfolgt üblicherweise zeitgesteuert durch Zeitschaltkanäle. Fensterkontakte oder Bewegungsmelder, die durch digitale Signale an die Heizungsregelung angebunden werden, können diese Vorgabe überschreiben. So setzt ein Fensterkontakt das Energieniveau immer auf Gebäudeschutz. Ist ein Bewegungsmelder mit der Heizungsregelung verbunden, so muss dieser aktiv sein, damit das Energieniveau Komfort aktiviert werden kann.

Das berechnete Energieniveau wird im Dialog Online angezeigt.

Sollwertberechnung

Jedes Energieniveau hat je einen Basissollwert für den Heizbetrieb und für den Kühlbetrieb. Somit werden insgesamt 8 Basissollwerte vorgegeben. Je nach Energieniveau (Komfort, Bereitschaft, Absenkung oder Gebäudeschutz) und Regelfunktion (Heizen oder Kühlen) wird der entsprechende Basissollwert berücksichtigt.

Neben den Basissollwerten kann für den Heizbetrieb und für den Kühlbetrieb je eine zentrale Sollwertverschiebung als Parameter vorgegeben werden. Des Weiteren kann eine lokale Sollwertverschiebung (Sollwertverschiebung Benutzer) als Befehl eingestellt werden. Die lokale Sollwertverschiebung kann z.B. durch ein analoges Signal (Potentiometer eines Raumbediengerätes) verändert werden.

Der resultierende Sollwert setzt sich zusammen aus:

einem der 8 Basissollwerte.
der lokalen Sollwertverschiebung (Sollwertverschiebung Benutzer). Keine Auswirkung beim Energieniveau Gebäudeschutz.
der zentralen Sollwertverschiebung. Keine Auswirkung beim Energieniveau Gebäudeschutz.
der Sollwertverschiebung durch die Sommerkompensation.

Funktionsauswahl (Umschaltung Heizen/Kühlen)

Der Wechsel zwischen Heiz- und Kühlbetrieb (Regelfunktion) erfolgt automatisch anhand der Differenz zwischen Ist- und Sollwert (Regelabweichung). Mit Hilfe einer Nachlaufzeit kann die Umschaltung verzögert werden. Werden Taupunktfühler über eine digitale Signalgruppe angebunden, so wird der Kühlbetrieb gesperrt, sobald die digitale Signalgruppe mit den Taupunktfühlern aktiv ist. Liegt der Istwert innerhalb der neutralen Zone, so verbleibt die Regelung in der aktuellen Regelfunktion.

Je nach Energieniveau verschieben sich die Sollwerte für das Heizen und Kühlen. Dadurch ändert sich auch die Größe der neutralen Zone. Das folgende Diagramm zeigt die Kennlinien bei aktivem Energieniveau Bereitschaft:

Bei diesem Beispiel erfolgt der Wechsel vom Heizbetrieb in den Kühlbetrieb erst bei einem Istwert von 28 °C. Wäre das Energieniveau auf Komfort eingestellt, so würde der Wechsel schon bei 24 °C erfolgen. Durch diese Eigenschaft sinkt der Energiebedarf bei gleichzeitiger Senkung des Energieniveaus.

Die berechnete Regelfunktion wird im Dialog Online angezeigt.

Sommerkompensation

Mit Hilfe der Sommerkompensation werden zu hohen Temperaturunterschieden zwischen der Außentemperatur und der Raumtemperatur im Sommer vermieden. Dieses dient der Energieeinsparung bei gleichzeitiger Komfortsteigerung. Überschreitet die Außentemperatur einen einstellbaren Grenzwert, so wird der Sollwert angehoben. Der Faktor, um den der Sollwert angehoben wird, kann von 0,0 bis 10,0 eingestellt werden.

Einstellungen

Parameter

Sollwertverschiebung Heizen: zentrale Sollwertverschiebung während des Heizens.
Liegt Sollwertverschiebung Heizen im positiven Bereich, so wirkt sich dieses auf die folgenden Sollwerte aus:
HeizenKühlenEnergieniveau Gebäudeschutz Absenkung Bereitschaft Komfort Komfort Bereitschaft Absenkung GebäudeschutzBasissollwerte [°C]1215192124283540Sollwertverschiebung [K]---+3+3+3--Sollwert [°C]1215192427313540 Liegt Sollwertverschiebung Heizen im negativen Bereich, so wirkt sich dieses auf die folgenden Sollwerte aus:
HeizenKühlenEnergieniveau Gebäudeschutz Absenkung Bereitschaft Komfort Komfort Bereitschaft Absenkung GebäudeschutzBasissollwerte [°C]1215192124283540Sollwertverschiebung [K]---3-3----Sollwert [°C]1215161824283540
Sollwertverschiebung Kühlen: zentrale Sollwertverschiebung während des Kühlens.
Liegt Sollwertverschiebung Kühlen im positiven Bereich, so wirkt sich dieses auf die folgenden Sollwerte aus:
HeizenKühlenEnergieniveau Gebäudeschutz Absenkung Bereitschaft Komfort Komfort Bereitschaft Absenkung GebäudeschutzBasissollwerte [°C]1215192124283540Sollwertverschiebung [K]----+3+3--Sollwert [°C]1215192127313540 Liegt Sollwertverschiebung Kühlen im negativen Bereich, so wirkt sich dieses auf die folgenden Sollwerte aus:
HeizenKühlenEnergieniveau Gebäudeschutz Absenkung Bereitschaft Komfort Komfort Bereitschaft Absenkung GebäudeschutzBasissollwerte [°C]1215192124283540Sollwertverschiebung [K]-----3---Sollwert [°C]1215192121283540 Falls der Sollwert Bereitschaft über Absenkung hinaus verschoben wird, wird der Sollwert Absenkung mitgeführt.
HeizenKühlenEnergieniveau Gebäudeschutz Absenkung Bereitschaft Komfort Komfort Bereitschaft Absenkung GebäudeschutzBasissollwerte [°C]1215192124283540Sollwertverschiebung [K]----+8+8--Sollwert [°C]1215192124283540
Sollwertverschiebung Benutzer - Begrenzung Min: Untergrenze für die lokale Sollwertverschiebung.
Sollwertverschiebung Benutzer - Begrenzung Max: Obergrenze für die lokale Sollwertverschiebung.
Sollwertverschiebung Benutzer - Schrittweite: Schrittweite für die lokale Sollwertverschiebung.
Nachlaufzeit bei Wechsel zwischen Heizen und Kühlen: Verzögerungszeit, bevor zwischen Heiz- und Kühlbetrieb (Regelfunktion) gewechselt wird.
Komfort: Ist das Energieniveau Komfort aktiv, so wird als Basissollwert der entsprechende Sollwert benutzt.
Bereitschaft: Ist das Energieniveau Bereitschaft aktiv, so wird als Basissollwert der entsprechende Sollwert benutzt.
Absenkung: Ist das Energieniveau Absenkung aktiv, so wird als Basissollwert der entsprechende Sollwert benutzt.
Gebäudeschutz: Ist das Energieniveau Gebäudeschutz aktiv, so wird als Basissollwert der entsprechende Sollwert benutzt.

Sommerkompensation

Parameter

Freigabe: Freigabe/sperren der Sommerkompensation.
Startwert - Außentemperatur: Außentemperatur bei der begonnen wird den Sollwert um den angegebenen Faktor anzupassen.
Endwert - Außentemperatur: Außentemperatur bei der aufgehört wird den Sollwert um den angegebenen Faktor anzupassen.
Faktor: Faktor, mit dem der Sollwert angepasst wird. Der Wert darf nicht kleiner als 0 und größer als 10 sein.

PID-Regler

Für die Regelfunktionen Heizen und Kühlen stehen separate PID-Regler zur Verfügung. Die Parameter der Regler können in diesem Dialog eingestellt werden.

Parameter

Totzone: Um unnötiges Verfahren und damit frühzeitiges Verschleißen der Ventile zu vermeiden, kann für das Ausgangssignal eine Totzone eingestellt werden.
Regelverstärkung - Kp: Verstärkung des Reglers.
Integrierzeit - Ti: Integrierzeit des Reglers.
Vorhaltezeit - Tv: Vorhaltezeit des Reglers.
Dämpfungszeit - Td: Dämpfungszeit des Reglers.
Arbeitsbereichsbegrenzung - Ymin: Untergrenze des Arbeitsbereichs.
Arbeitsbereichsbegrenzung - Ymax: Obergrenze des Arbeitsbereichs.
PWM Periodendauer: Periodendauer des PWM-Signals. Das PWM-Signal dient zur Ansteuerung von thermischen Antrieben.

Sensoren / Aktoren

In diesem Dialog werden die Sensoren und Aktoren eingetragen, die für die Regelung notwendig sind.

Online

Befehle

Energieniveau setzen: Durch diese vier Schaltflächen, kann das gewünschte Energieniveau ausgewählt werden. Der Wert kann durch Fensterkontakte oder Bewegungsmelder überschrieben werden.
Sollwertverschiebung setzen: Die lokale Sollwertverschiebung (Sollwertverschiebung Benutzer) kann in diesem Feld verändert werden. Die Schaltflächen Hoch und Runter erhöhen bzw. verringern die lokale Sollwertverschiebung. Der Parameter Sollwertverschiebung Benutzer - Schrittweite (siehe Dialog Einstellungen) gibt die Schrittweite an, um der sich die lokale Sollwertverschiebung ändern soll. Das Feld wird nicht angezeigt, wenn im Dialog Sensoren/Aktoren ein analoges Signal für die Sollwertverschiebung ausgewählt wurde.

Liegt Sollwertverschiebung im positiven Bereich, so wirkt sich dieses auf die folgenden Sollwerte aus:
HeizenKühlenEnergieniveau Gebäudeschutz Absenkung Bereitschaft Komfort Komfort Bereitschaft Absenkung GebäudeschutzBasissollwerte [°C]1215192124283540Sollwertverschiebung [K]---+3+3+3--Sollwert [°C]1215192427313540
Liegt Sollwertverschiebung im negativen Bereich, so wirkt sich dieses auf die folgenden Sollwerte aus:
HeizenKühlenEnergieniveau Gebäudeschutz Absenkung Bereitschaft Komfort Komfort Bereitschaft Absenkung GebäudeschutzBasissollwerte [°C]1215192124283540Sollwertverschiebung [K]---3-3-3---Sollwert [°C]1215161821313540

Zustand

Komfort, Bereitschaft, Absenkung and Gebäudeschutz: Berechnete Sollwerte für die einzelnen Energieniveaus und Regelfunktionen.
berechneter Sollwert: Sollwert der für die weitere Regelung herangezogen wird. Das berechnete Energieniveau und die berechnete Regelfunktion bestimmen, welcher der 8 Sollwerte benutzt wird.
Raumtemperatur: Aktuelle Raumtemperatur (Istwert).
Sollwertverschiebung: Zeigt die lokale Sollwertverschiebung (Sollwertverschiebung Benutzer) an.
Sollwertverschiebung Sommerkompensation Zeigt die Sollwertverschiebung der Sommerkompensation an.
Außentemperatur: Zeigt die Außentemperatur an, falls eine Wetterstation mit der Klimaregelung verbunden wurde.
Bewegungsmelder: Zeigt den Zustand der Bewegungsmelder an, falls Bewegungsmelder mit der Klimaregelung verbunden wurden.
Fensterkontakt: Zeigt den Zustand der Fensterkontakte an, falls Fensterkontakte mit der Klimaregelung verbunden wurden.
Taupunktfühler: Zeigt den Zustand der Taupunktfühler an, falls Taupunktfühler mit der Klimaregelung verbunden wurden.
berechnetes Energieniveau: Das tatsächliche Energieniveau. Dieses ergibt sich aus der Vorgabe für das Energieniveau und optional aus den Zuständen der Bewegungsmelder und Fensterkontakte.
berechnete Regelfunktion: Die tatsächliche Regelfunktion. Dieses ergibt sich aus der Regelabweichung und optional aus den Zuständen der Taupunktfühler.

Zustand SPS-Modul

Ausführungszustand: Gibt an, ob das Modul läuft oder gestoppt ist.
Fehler: Im Fehlerfall sind hier der Fehler-Code und der Fehler-Parameter zu sehen.
Start/Stopp: Startet/stoppt das Modul.

Online Heizen/Kühlen

Zustand

stetige Stellgröße: Stellgröße für die Ansteuerung der stetigen Ventil-Stellantriebe.
getaktete Stellgröße: Stellgröße für die Ansteuerung der thermischen Ventil-Stellantriebe.
Regelabweichung: Differenz zwischen Sollwert und Istwert (Sollwert - Istwert).