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5.4
2-stufige Heizung
Eine 2-stufige Heizung besteht aus einer langsamen
Hauptstufe und einer schnellen Zusatzstufe. Typischer-
weise wird gesis KNX RTR SP für die Fußbodenheizung
(Hauptstufe) und die Zusatzstufe für die Radiatoren
(Heizkörper) verwendet.
gesis KNX RTR SP regelt beide Stufen parallel zuein-
ander wobei die Zusatzstufe mit einem tieferen Sollwert
regelt. Die Differenz zwischen Haupt- und Zusatzstufe
wird auf der Parameterseite „Zusatzstufe Heizen" fest-
gelegt. Als Aktoren für die stetige Zusatzstufe (empfoh-
len)
können KNX TH S Stellantriebe (Best. Nr.
83.020.1402) verwendet werden. Möglich ist auch die
Verwendung von thermischen Stellantrieben in Verbin-
dung mit einem Heizungsaktor z.B. gesis RM-0/4HL
(Best. Nr. 83.020.04.06) .
5.5 Temperaturregelung
5.5.1
Einführung
gesis KNX RTR SP kann wahlweise als P- oder als PI-
Regler parametriert werden, wobei die PI-Regelung
vorzuziehen ist.
Beim Proportionalregler (P-Regler) wird die Stellgröße
statisch an die Regelabweichung angepasst. Der Propor-
tional-Integralregler (PI-Regler) ist viel flexibler, d.h. er
regelt dynamisch, d.h. schneller und genauer.
Um die Funktionsweise beider Temperaturregler zu
erläutern, wird in folgendem Beispiel der zu beheizende
Raum mit einem Gefäß verglichen. Für die Raumtempe-
ratur steht der Füllstand des Gefäßes. Für die Heizkör-
perleistung steht der Wasserzulauf. Die Wärmeverluste
des Raumes werden durch einen Ablauf dargestellt.
In unserem Beispiel wird die maximale Zulaufmenge
mit 4 Liter pro Minute angenommen und stellt für uns
gleichzeitig die maximale Heizleistung des Heizkörpers
dar. Diese maximale Leistung wird bei einer Stellgröße
von 100% erreicht. Dementsprechend würde bei einer
Stellgröße von 50% nur noch die halbe Wassermenge
d.h. 2 Liter pro Minute in unser Gefäß hineinfließen.
Die Bandbreite beträgt 4 l. Das bedeutet, dass der
Regler mit 100 % steuern wird, solange der Istwert klei-
ner oder gleich (21 l – 4 l) = 17 l liegen wird.
Aufgabenstellung:
• Gewünschte Füllmenge: 21 Liter (= Sollwert)
• Ab wann soll der Zulauf allmählich reduziert werden,
um einen Überlauf zu vermeiden? 4 l unter gewünsch-
ter Füllmenge, d.h. bei 21 l – 4 l = 17 l (= Bandbreite)
• Ausgangsfüllmenge 15 l (= Istwert)
• Die Verluste betragen 1 l/min
Wieland Electric | BA000801 | 06/2012 (Rev. A)
5.5.2
Verhalten des P-Reglers
Max. 4l/Min.
21l
Bandbreite
17l
15l
Beträgt die Füllmenge 15 l, ergibt sich eine Regelabwei-
chung von 21 l – 15 l = 6 l. Da unser Istwert außerhalb
der Bandbreite liegt, wird der Regler den Zulauf mit 100
%, d.h. mit 4 l/min ansteuern.
Die Zulaufmenge (= Stellgröße) errechnet sich an-
hand der Regelabweichung (Sollwert – Istwert) und der
Bandbreite:
Stellgröße = (Regelabweichung / Bandbreite) × 100
Anhand folgender Tabelle werden das Verhalten und
damit auch die Grenzen des P-Reglers eindeutig.
Füllstand Stellgröße
15 l
100 %
19 l
50 %
20 l
25 %
In der letzten Zeile kann man sehen, dass der Füllstand
nicht mehr zunehmen kann, weil der Zulauf genau so
viel Wasser hineinfließen lässt, wie auch durch Verluste
herausfließen kann. Die Folge ist eine bleibende Re-
gelabweichung von 1 l, der Sollwert kann nie erreicht
werden.
Wären die Verluste um 1 l höher, so würde sich die
bleibende Regelabweichung um den gleichen Betrag
erhöhen und der Füllstand würde die 19 l-Marke nie
überschreiten. In einem Raum würde dies bedeuten,
dass die Regelabweichung mit sinkender Außentempe-
ratur zunimmt.
P-Regler als Temperaturregler
Genauso wie im vorherigen Beispiel verhält sich der P-
Regler bei einer Heizungsregelung. Die Solltemperatur
(21 °C) kann nie ganz erreicht werden. Die bleibende
Regelabweichung wird umso höher je größer die Wär-
meverluste sind, d.h. je tiefer die Außentemperaturen
sinken.
Anhang
Sollwert
Istwert
Verluste
Zulauf
Verluste
Zunahme
Füllstand
4 l/min
1 l/min
3 l/min
2 l/min
1 l/min
1 l/min
0 l/min
1l/Min
30
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