Inhalt Modellbasierte prädiktive Regelung? Gebäudemodell (= Raummodell) Methodik Simulationsstruktur in TRNSYS Ausgewählte Ergebnisse.

Präsentation zum Thema: "Inhalt Modellbasierte prädiktive Regelung? Gebäudemodell (= Raummodell) Methodik Simulationsstruktur in TRNSYS Ausgewählte Ergebnisse."—  Präsentation transkript:

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2 Inhalt Modellbasierte prädiktive Regelung? Gebäudemodell (= Raummodell) Methodik Simulationsstruktur in TRNSYS Ausgewählte Ergebnisse

3 Modellbasierte prädiktive Regelung ?
z w e u y Regler Regelstrecke

4 Modellbasierte prädiktive Regelung ?
z w e u y

5 Modellbasierte prädiktive Regelung ?
z w e u y

6 Modellbasierte prädiktive Regelung ?
ideal Aussentemp. Einstrahlung Süd z Vorlauftemp. Raumtemp w e u y

7 Gebäudemodell eine thermische Zone (mit 3 Außenwänden) Wohnraum eines Einfamilienhauses Fußbodenheizung

8 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

9 Simulationsstruktur in TRNSYS

10 Eckdaten zur Simulation
Regelgröße Raumlufttemperatur Stellgröße Vorlauftemperatur Vorhersage der Störgrößen Sonneneinstrahlung auf die Südwand Außenlufttemperatur mittels idealem Wetterdatensatz Vorhersage der Solltemperatur

11 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

12 Vergleich Raumtemperaturen
06:00 22:00

13 Vergleich Heizwärmebedarf

14 Monatliche Energieeinsparung
Heizperiode: ca. 10%

15 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

16 Danke für Ihre Aufmerksamkeit !
DI Dr. Gregor Görtler