Inhalt Modellbasierte prädiktive Regelung? Gebäudemodell (= Raummodell) Methodik Simulationsstruktur in TRNSYS Ausgewählte Ergebnisse
Modellbasierte prädiktive Regelung ? z w e u y Regler Regelstrecke
Modellbasierte prädiktive Regelung ? z w e u y
Modellbasierte prädiktive Regelung ? z w e u y
Modellbasierte prädiktive Regelung ? ideal Aussentemp. Einstrahlung Süd z Vorlauftemp. Raumtemp w e u y
Gebäudemodell eine thermische Zone (mit 3 Außenwänden) Wohnraum eines Einfamilienhauses Fußbodenheizung
Methodik Erstellen des (nichtlinearen) Gebäudemodells in TRNSYS Identifikation eines linearen Modells in Matlab aus TRNSYS Daten (Übertragungsfunktion Zustandsraummodell) Entwickeln des MPC-Regelalgorithmus in Matlab Simulationen am linearen Modell mit Matlab/Simulink Kombination des Reglers und des nichtlinearen Gebäudes in TRNSYS mit Aufruf von Matlab
Simulationsstruktur in TRNSYS
Eckdaten zur Simulation Regelgröße Raumlufttemperatur Stellgröße Vorlauftemperatur Vorhersage der Störgrößen Sonneneinstrahlung auf die Südwand Außenlufttemperatur mittels idealem Wetterdatensatz Vorhersage der Solltemperatur
Ausgewählte Ergebnisse aus den Simulationen Schrittweite 15 min Prädiktionshorizont 12 h Kontrollhorizont 5 h Zielwert der Stellgröße 25 °C Stellgrößenbeschränkungen 25 – 45 °C Regelgrößenbeschränkungen Keine Stellgrößenänderungs- beschränkungen 5 °C/15 min Gewichtung der Regelgröße 1 Gewichtung der Stellgröße 0,15 Gewichtung der Stellgrößen- änderung 0,1 Ausgewählte Ergebnisse aus den Simulationen
Vergleich Raumtemperaturen 06:00 22:00
Vergleich Heizwärmebedarf
Monatliche Energieeinsparung Heizperiode: ca. 10%
Ergebnisse und Erkenntnisse relative jährliche Einsparung von 10 % gegenüber dem PI-Regler (Heizfall) Vorteile: Energieeinsparung bei gleichem Komfort möglich Nachrüstbarkeit, Stabilität Nachteile: Modell der Regelstrecke erforderlich Wettervorhersage nötig Parametrierung neuartig Kombination von TRNSYS und Matlab relativ einfach und leistungsfähig
Danke für Ihre Aufmerksamkeit ! DI Dr. Gregor Görtler gregor.goertler@fh-burgenland.at