Regler für Ansaugluftvorwärmung

[Autonaut]

Wie würdet Ihr einen Regler für eine Ansaugluftvorwärmung der zentralen Lüftung programmtechnisch (fertige Bausteine wie z.B. intelligente Temperaturregelung, Klima Controller etc zusammenpuzzeln oder alles mit einzelner Logik lösen? Bei den fertigen Bausteinen werde ich den Eindruck nicht los dass das völlig übertrieben ist.

Verbaut sind 0-10V Ausgang für Luftheizer und verschiedene 1Wire Temperatursensoren (direkt auf der Heizung (Aussenluft), im Luftkanal 5m nach der Heizung und vor der Wärmerückgewinnungseinheit, im Luftkanal 2m nach der Wärmerückgewinnungseinheit (Zuluftauslass).

Die Lüftung hat 4 Stufen, bisher festgestellte Problemchen sind: Bei Einbindung der Regelung als PI Regler funktioniert es nur bei ein oder zwei verschiedenen Lüfterstufen und nur mit P Anteil im Regler dementsprechend mit Abweichung nach unten und bei den anderen beiden Stufen schwingt der Regler stark. Beim Integralteil fehlt mir die Größenordnung, egal was ich eingebe bewirkt ein Kuhschwanzverhalten.
Jede Idee ist willkommen.

[Christian Fenzl]

Der PI- oder PI-Regler sind schon richtig. Parametrisieren ist eine Spielerei.
Die anderen Bausteine sind auch nur P/I/D-Regler, und etwas "Fertiges" für so einen ungewöhnlichen Einsatzfall gibt es nicht.

[Thomas M.]

Speziell PI(D) Regler parametrieren sind natürlich mal eine Herausforderung bzw. wie Christian meint eine Spielerei.

gibt aber einen Leitfaden der helfen kann.

https://tlk-energy.de/blog/pid-regler-einstellen

"nur mit P Anteil im Regler dementsprechend mit Abweichung nach unten"
=> "... einem reinen P-Regler immer eine bleibende Regelabweichung existiert."


Die einzelnen Schritte sind:

1. Wirkrichtung der Regelstrecke überprüfen
2. Reinen Proportionalanteil (P) einstellen
3. Integralanteil (I) hinzunehmen
4. Differentialanteil (D) hinzunehmen

[Michael Sommer]

Wenn man eine stufenweise Ventilator-Steuerung um Raumkonditionen (Temperatur/Feuchte/ Co) zu regulieren umsetzen will, nimmt man einen P-Regler. Damit hat man einen definierten Arbeitsbereich, Abhängig von der Abweichung. Natürlich hat man damit eine bleibende Regelabweichung. Die kann man etwas kompensieren, wenn man zu B. bei einem P-Band von 2 K, den Sollwert um 1K korrigiert.

Anders sieht es aus, wenn ich eine Temperaturregelung (schneller Regelkreis) in der Zuluft bzw. Ansaugluft in Verbindung mit einem Lufterhitzer-Stellventil 0-10V und einer stetigen WRG-Einheit habe. Hier nimmt man immer einen PI-Regler um Abweichung des Sollwertes, ohne dauerhaftes Überschwingen bzw. ohne bleibende Regelabweichung auszugleichen
Dazu zum Beispiel zwei Sequenzbausteine (Sequenz 1: WRG, Sequenz 2 (LE-Ventil). Dazu drum herum noch einige Logiken (Anlagenabschaltung, Abtaubetrieb, Sommerbetrieb, Ist ein Umluftbetrieb per Klappe möglich noch einen Min.-Aussenluftanteil berücksichtigen) und schon hat man einen praktikablen und funktionierenden Regelungsaufbau.

Damit eine ordentliche Regulierung möglich wird, gehört auch die Auslegung des Regelventil` s an den Leistungsbedarf. Auch sollte dafür ein motorischer Stellmotor verbaut sein, der eine schnelle Reaktion auf Laständerungen ermöglicht.

Aber auch die Lufttemperaturfühler sollten schnell reagieren können um Temperaturabweichungen schnell zu erkennen. Mit 1Wir kannst Du da schon ein Problem bekommen, da je nach Einstellung der Abfragezyklus zu hoch ist um die Lufttemperatur aus zu regulieren.

ERgänzung: Bei einem wassergeführten Heilregister gehört auch ein Frostschutzthermostat am Austritt des Registers montiert, der bei Unterschreitung von 4-6°C die Lüftung abschaltet, das LE-Ventil öffnet, die Registerpumpe aktiviert und die Aussenluftklappe schließt bzw. auf UL-Betrieb stellt.

Aber vielleicht löst man das heute „Anders“, als zu meiner produktiven Zeit.
Gruß Michael

[Labmaster]

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Die Lüftung hat 4 Stufen, bisher festgestellte Problemchen sind: Bei Einbindung der Regelung als PI Regler funktioniert es nur bei ein oder zwei verschiedenen Lüfterstufen und nur mit P Anteil im Regler dementsprechend mit Abweichung nach unten und bei den anderen beiden Stufen schwingt der Regler stark. Beim Integralteil fehlt mir die Größenordnung, egal was ich eingebe bewirkt ein Kuhschwanzverhalten.
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Ich würde auch PI nehmen, für jeder Lüfterstufe würde ich eigene P und I Parametersätze vorsehen welche mit der Lüfterstufen umgeschaltet werden.
Wenn man dann mal für alle Lüfterstufen passenden P und I Werte gefundne hat erkennt man eventuell ein offensichtliche Abhängigkeit von Stufe zu Stufe bei den P und I Werten. Hier könnte man dann versuchen eine Berechnung zu machen.

I mit sehr kleinen Werten anfangen (0,1) und sehr behutsam an den Optimalpunkt annähern.

[Autonaut]

Vielen lieben Dank für all den Input. Danke Michael insbesondere für die Safety Hinweise. Daraus abgeleitet stelle ich meinen Versuchsaufbau mit Heizwasser erstmal ein. Der finale Aufwand (auch finanziell) ist der Killer. Ich habe eine hybride Heizeinheit (PTC Elemente und Wasserwärmetauscher) gebaut und nehme jetzt erstmal die PTC Elemente in Betrieb. Anyhow habe ich schon festgestellt dass die benötigte Heizenergie selbst bei -10° sehr gering ist, da die Wärmerückgewinnung sehr stark heizt und zu hohe Einblastemperaturen nur unerwünscht die Raumfeuchte reduzieren.
Die Regelung des Wasserheizers ist vermutlich wegen der Totzeit des thermoelektrischen Stellantriebs schwer zu parametrieren.
Bin schon gespannt wie das mit den PTC Elementen an einem Dimmer wird. Die Steuerung ist schon nach dem Testen als gut befunden, die Regelung teste ich dann bald.