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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Optimium-Startsystem gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 und
insbesondere auf ein solches System, bei dem der Betrag der Vor-
Einschaltzeit vor der Gebäudebelegung während welcher das
Temperatursteuerungssystem betrieben wird, um die Raumtemperatur
in den für das Gebäude vorgegebenen Komforttemperaturbereich zu
bringen, bestimmt wird.
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Ein solches Optimum-Startsystem ist aus der EP-A-0 012 936
bekannt. Dieses bekannte System mißt entsprechend die
erforderlichen Einschalt- bzw. Ausschaltzeiten und speichert
diese Zeiten zusammen mit den vorherrschenden Bedingungen, die
durch die Außentemperatur und die Raumtemperatur gegeben sind.
In einem späteren Operationszyklus des Systems betrachtet das
System die vorherrschenden Bedingungen und wählt eine
entsprechende Einschalt- oder Ausschaltzeit aus, die auf die
vorherrschenden Bedingungen bezogen ist. Die gespeicherten
Zeiten werden bei jedem Betriebszyklus neu fortgeschrieben und
im Falle von Diskrepanzen wird ein Mittelwert zwischen dem
bereits vorliegenden Wert und einem neu gemessenen Wert der
Einschalt- oder Ausschaltzeit entsprechend gebildet.
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Ausgehend von diesem bekannten System ist es die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein Optimum-Startsystem anzugeben, das
eine Vor-Einschaltzeit zu berechnen gestattet, welche schnell
und genau zu der geforderten Einschalt- oder Ausschaltzeit
konvergiert. Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Einzelmerkmale und Vorteile gehen aus den beigefügten
Zeichnungen hervor, in welchen:
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Fig. 1 einen Stockwerksplan eines typischen Gebäudes zeigt,
der beispielsweise äußere Zonen, wie beispielsweise
nach Norden gelegene Zonen N, nach Osten gelegene
Zonen E, nach Süden gelegene Zonen S und nach Westen
gelegene Zonen W und innere Zonen I umfaßt;
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Fig. 2 eine Gebläsesystem zeigt, welches
temperaturgeregelte Luft in jede der in Fig. 1 gezeigten
Zonen zuführen kann;
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Fig. 3 die Steuerung zeigt, welche verwendet werden kann,
um das Gebläsesystem gemäß Fig. 2 zu steuern; und
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Fig. 4A-4G in einer Flußdiagrammdarstellung die Art und
Weise zeigen, in der das Steuersystem gemäß Fig. 3
das Gebläsesystem steuert.
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Die vorliegende Erfindung kann in Systemen für die Steuerung der
Raumtemperatur benutzt werden innerhalb von Gebäuden jeglicher
Größe. Für die Zwecke der Veranschaulichung zeigt Fig. 1 den
Stockwerksplan eines Gebäudestockwerks, in welchem das
vorliegende Optimum-Startsystem verwendet werden kann. Dieser
Stockwerksplan zeigt mehrere äußere Zonen, d. h. Zonen, die mit
wenigstens einer Wand die Außenwand des Gebäudes bilden, wobei
Zonen E nach Osten gerichtet sind, Zonen N nach Norden gerichtet
sind, Zonen W nach Westen gerichtet sind und Zonen S nach Süden
gerichtet sind. Es gibt ferner mehrere Innenzonen I, die keine
Wände aufweisen, die mit der Außenwand des Gebäudes
zusammenfallen. Es sei ferner vermerkt, daß während die äußeren Zonen
Kühllasten oder Heizlasten in Abhängigkeit von der Jahreszeit
darstellen können, die Innenzonen normalerweise eine Kühllast
unabhängig von der Jahreszeit darstellen.
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Fig. 2 zeigt ein Gebläsesystem für die Versorgung einer oder
mehrerer der Zonen N, E, S, W oder I gemäß Fig. 1, wobei es
sich versteht, daß in der Praxis ein getrenntes Gebläsesystem
oder Systeme, die nur eine Kühlfähigkeit aufweisen, für die
Innenzone oder Zonen vorgesehen sein müssen und daß ein
Gebläsesystem oder Systeme, die sowohl Heiz- als auch
Kühlfähigkeiten aufweisen, für die Außenzone oder Zonen vorgesehen
sind. Für die Zwecke der Erläuterung kann das in Fig. 2
gezeigte Gebläsesystem das Temperatursteuerungssystem umfassen,
das durch das vorliegende Optimum-Startsystem gesteuert wird. Es
sei darauf verwiesen, daß, obgleich das in Fig. 2 gezeigte
System sich auf ein Temperatursteuerungssystem bezieht, dieses
System ebenfalls andere physikalische Größen, wie beispielsweise
die Feuchtigkeit und den Druck steuern kann.
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Gemäß Fig. 2 umfaßt das Gebläsesystem einen
Versorgungs-Luftkanal 11, in dem eine Kühlwindung 12, eine Heizwindung 13 und
ein Gebläse 14 angeordnet ist. Die Heizwindung 13 wird mit
heißem Wasser von einem Boiler gespeist, um die Luft
aufzuheizen, die durch den Versorgungskanal 11 fließt und an die Zone
abgegeben wird. Die Kühlwindung 12 wird mit gekühltem Wasser von
einem Kühlgerät gespeist, das durch verschiedene Wasserpumpen,
Ventile und Temperaturregler gesteuert wird, um die Luft zu
kühlen, die sich durch den Versorgungskanal 11 bewegt. Das
Gebläse 14 treibt die Luft von dem Einlaß 15 zu dem Abgabe-
Luftkanal 16, so daß die Luft zu der Zone bzw. den Zonen durch
das Gebläsesystem gemäß Fig. 2 zugeführt werden kann.
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Obgleich das Gebläsesystem gemäß Fig. 2, das alternativ als ein
Temperatursteuerungssystem bezeichnet werden kann, eine
Heizwindung, eine Kühlwindung und ein Gebläse umfaßt, kann
zusätzliche oder alternative Ausrüstung in dem Klimaregelsystem
verwendet werden. Beispielsweise kann das System ebenfalls
Pumpen, Ventile, Kühlaggregate, Öfen, Zuführgebläse,
Rückführgebläse, Sprühgeräte, Befeuchter und/oder sekundäre
Kühlwasserpumpen umfassen.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, wird die Luft in dem Abgabe-Luftkanal 16
verschiedenen Verteilern 17, 18, 19 und 20 zugeführt, die durch
entsprechende Dämpfungsklappen 21, 22, 23 und 24 gesteuert
werden. Ein bzw. mehrere Raumtemperaturfühler können in der Zone
bzw. den Zonen angeordnet sein, die durch den Abgabe-Luftkanal
16 gespeist werden, wobei diese die Raumtemperaturfühler 25, 26,
27 und 28 entsprechend umfassen können.
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Das Steuerungssystem für die Steuerung des Anlaufs des
Gebläsesystems gemäß Fig. 2 ist in Fig. 3 dargestellt. Dieses
Steuerungssystem umfaßt eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU)
31 mit einer zugeordneten Speichereinheit 32. Die CPU 31 steht
mit entfernt angeordneten Datensammelkonsolen (DGPs) 33, 34, 35,
36, 37 und 38 über einen gemeinsamen Dialogkanal 39 in
Verbindung. Die DGP 33 ist mit mehreren Raumtemperatureingängen 41
dargestellt, die die Zone bzw. Zonen auf der Nordseite des
Gebäudes für das in Fig. 1 dargestellte Stockwerk überwachen,
die Datensammelkonsole 34 ist an mehrere
Eingangs-Temperaturfühler 42 für die Überwachung der Raumtemperaturen der Zone bzw.
Zonen an der Ostseite des Gebäudes vorgesehen, die DGP 35 ist an
mehrere Eingangs-Temperaturfühler 43 für die Erfassung der
Temperaturen der Zone bzw. Zonen an der Südseite des Gebäudes
angeschlossen, die DGP 36 ist an mehrere
Eingang-Raumtemperaturfühler 44 für die Erfassung der Raumtemperatur an verschiedenen
Punkten an der Westseite des Gebäudes angeschlossen und die DGP
37 ist an mehrere Eingangs-Raumtemperaturfühler 45 für die
Erfassung der Raumtemperaturen an verschiedenen Punkten in der
Innenzone bzw. den Innenzonen angeschlossen. Ferner ist die DGP
38 mit einem Ausgang versehen, um das Klimasystem 46 ein- und
auszuschalten und besitzt einen Eingang, der an einen
Außentemperaturfühler 47 angeschlossen ist. Es sei darauf verwiesen,
daß das Ein- und Ausschalten des Klimaregelsystems durch
einfaches Anheben bzw. Absenken der Sollwerttemperatur (oder des
Sollwert-Komfortbereiches) für die Raumtemperatur erfolgen kann.
Das heißt, daß während der Wintersaison das Einschalten des
Klimaregelsystems in einfacher Weise durch Anheben der
Sollwerttemperatur auf einen Pegel erfolgen kann, der für die
Belegungsperiode gewünscht ist, wobei die Raumtemperatur auf
einer niedrigeren Temperatur während der Nichtbelegungs-Periode
gesteuert worden ist. Das Steuersystem in Fig. 3 kann ein
automatisches Gebäude-Steuersystem sein, das durch die Firma
Honeywell Inc. unter dem Namen Delta hergestellt wird.
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Die Fig. 4A-4G zeigen die Art, in der die zentrale
Verarbeitungseinheit 31 und die Datensammelkonsolen 33-38
zusammenarbeiten, um den Betrag der Vor-Einschaltzeit
festzulegen, der erforderlich ist, um die Raumtemperatur von der
Temperatur, wie sie während der Nicht-Belegungsperiode (d. h. die
Absenktemperatur bzw. Aufheiztemperatur) auf den Komfortbereich
beim Beginn der Belegung zu bringen. Die in den Fig. 4A-4G
dargestellten Feststellungen werden periodisch getroffen,
beispielsweise alle 5 Minuten. Die Ausführung erfolgt bei jedem
Eintritt in diese Routine zwischen den Zeiten, die dem Ende und
dem Beginn der Belegung zugeordnet sind.
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Gemäß Fig. 4A wird beim Eintritt in die Routine, wenn die
Belegung noch nicht begonnen hat, ein Sommer/Winter-Test
durchgeführt, indem festgestellt wird, ob die Außentemperatur
größer oder kleiner als 10ºC ist. Wenn die Außentemperatur
größer als 10ºC ist, so wird die Sommerroutine durchgeführt.
Wenn die Außentemperatur nicht größer als 10ºC ist, so wird die
Winterroutine durchgeführt. Wenn die Belegung begonnen hat, wird
ein Test durchgeführt, um zu überprüfen, ob der endgültige
Durchlauf bei der Festlegung des Genauigkeitsfaktors bzw. des
Multiplizierers M durchgeführt worden ist. Die Festlegung des
Genauigkeitsfaktors bzw. Multiplizierers M soll weiter unten
erläutert werden. Zum Zwecke der Definition beginnt die
Anfahrperiode, wenn der Optimum-Startbefehl ausgegeben wird und sie
endet beim Beginn der Belegung.
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Fig. 4B zeigt die Sommerroutine, die ausgeführt wird, wenn die
Außentemperatur größer als 10ºC ist. Die Optimum-Startberechnung
wird zunächst eine vorbestimmte Zeitperiode vor der Belegung
ausgeführt, wobei die Zeitperiode so ausgewählt wird, daß sie
größer als die größtmögliche Vor-Einschaltzeit ist, die
erforderlich ist, um die Temperatur in den Komfortbereich beim
Beginn der Belegung zu bringen. Danach wird die
Optimum-Startberechnung wiederholt bei jedem Wiedereintritt (z. B. alle 5
Minuten) bis die Startbefehle zu der berechneten Startzeit
ausgegeben werden.
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Wenn, wie in Fig. 4B gezeigt, die vorliegende Zeit nicht größer
als die Belegungszeit minus 6 Stunden ist, so muß die Optimum-
Startzeit nicht berechnet werden und es wird statt dessen die
Nachtzyklusroutine gemäß Fig. 4G ausgeführt. Die
Nachtzyklusroutine, welche weiter unten näher erläutert wird, führt dazu,
daß die Raumtemperatur innerhalb des Gebäudes auf der
Absenktemperatur oder der Aufheiztemperatur gesteuert wird, die
in der Nachtzyklusroutine definiert ist.
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Wenn jedoch die vorliegende Zeit größer als die Belegungszeit
minus sechs Stunden ist und wenn sich das System in der
Anlaufphase befindet, so wird der Multiplizierer bzw.
Genauigkeitsfaktor M gemäß Fig. 4E bestimmt, wobei die Multiplizierroutine
nur ausgeführt wird, nachdem sich das System in der Startphase
befindet. Wenn sich das System noch nicht in der Startphase
befindet, wird die Optimum-Startzeit gemäß Fig. 4D bestimmt. An
diesem Punkt des Betriebs bestimmt die Steuerung den Betrag der
Vor-Einschaltzeit, die erforderlich ist, um die Temperatur von
der Nachtabsenkung oder von der Aufheiztemperatur in den
Komfortbereich beim Beginn der Belegung zu bringen und sie zieht sodann
die Vor-Einschaltzeit von der Belegungszeit ab, um die Startzeit
zu definieren. Das Steuersystem führt diese Berechnung bei jedem
Eintritt in die Routine aus und sie fährt mit der Berechnung der
Optimum-Startzeit fort bis zu dem Zeitpunkt, wo die Optimum-
Startfunktion ausgeführt wird, d. h. das
Temperatursteuerungssystem eingeschaltet wird bzw. der Belegungs-Komfortbereich als
Sollwerttemperatur anstelle der Absenktemperatur bzw. der
Aufheiztemperatur während des Nachtzyklus verwendet wird. Fig.
4D sei nachstehend noch weiter erläutert.
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Wenn somit gemäß Fig. 4B es nach der Bestimmung der Optimum-
Startzeit noch nicht Zeit für die Ausführung der
Optimum-Startfunktion ist, so wird die Ausspülroutine gemäß Fig. 4F
ausgeführt. Wenn die Ausspülfunktion ausgeführt werden kann, so wird
das Gebläse eingeschaltet, das Kühlsystem gesperrt und die
Außenluftklappe geöffnet. Somit wird Außenluft als eine Quelle
freier Kühlung in das Gebäude gebracht. Wenn andererseits der
Zustand der Außenluft so ist, daß sie nicht als Quelle für eine
freie Kühlung benutzt werden kann, dann ist es nicht in Ordnung,
die Durchspülfunktion auszuführen und die Routine führt statt
dessen einen Test durch, um zu sehen, ob das Gebläse bei der
zugeordneten Sommer-Grenztemperatur (Aufheiztemperatur)
geschaltet werden kann. Wenn es in Ordnung ist, das Gebläse
einzuschalten, so wird als nächstes geprüft, ob das System die
Außenlufttemperatur als Quelle freier Kühlung benutzen kann, um
die Sommer-Grenztemperatur (d. h. die Aufheiztemperatur)
beizubehalten. Ist dies der Fall, so wird das Gebläse
eingeschaltet, aber das Kühlsystem bleibt gesperrt. Wenn die
Außenluft nicht benutzt werden kann, aber eine Kühlung durch ein
Kühlgerät verfügbar ist, so wird das Kühlgerät freigegeben und
das Gebläse eingeschaltet und die Außenluftklappe wird
geschlossen. Wenn ein Kühlgerät nicht verfügbar ist, so wird das
Gebläse abgeschaltet und die Kühlung gesperrt.
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Wenn es weder geeignet erscheint, die Durchspülung noch die
Nachzyklusfunktion auszuführen, so bleibt das Gebläse
ausgeschaltet, wenn es nicht eingeschaltet ist bzw. wenn es
eingeschaltet ist, wird es abgeschaltet.
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Nach der Festlegung der Optimum-Startzeit und wenn es Zeit ist
zu starten, d. h. wenn die vorliegende Zeit der Optimum-Startzeit
entspricht, so führt das System die Durchspülroutine aus. Wenn
Außenluft als eine Quelle freier Kühlung benutzt werden kann, so
wird das Gebläse eingeschaltet, die Kühlanlage freigegeben und
die Außenluftklappe geöffnet. Wenn andererseits die Außenluft
nicht als Quelle freier Kühlung benutzt werden kann, so wird das
Gebläse eingeschaltet, das Kühlgerät freigegeben, aber die
Außenluftklappe bleibt geschlossen.
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Wenn die Steuerung die Funktionen ausgeführt hat, die durch
Fig. 4B vorgegeben sind, so tritt sie wie in Fig. 4A gezeigt,
aus der Routine aus und tritt zu einem geeigneten Zeitpunkt
später in die Routine wieder ein.
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Wenn sich die Außenlufttemperatur nicht oberhalb 10ºC befindet,
so führt die Steuerung die Winterroutine aus, die in Fig. 4C
näher dargestellt ist. Die Winterlogik ist ähnlich der
Sommerlogik mit der Ausnahme, daß die Nach-Durchspülung im Winter
niemals ausgeführt wird. Wenn dementsprechend die vorliegende
Zeit nicht größer als die Belegungszeit weniger 6 Stunden ist,
so wird die in Fig. 4G dargestellte Nachtzyklusroutine
ausgeführt und ein Test durchgeführt entsprechend den Ergebnissen von
Fig. 4G, um festzustellen, ob das Gebläse und die zugeordnete
Ausrüstung eingeschaltet werden soll oder nicht. Falls nicht, so
wird das Gebläse abgeschaltet, die Wärme gesperrt und die
Klappen auf lokale Steuerung geschaltet. Wenn das Gebläse und
die zugeordnete Ausrüstung eingeschaltet sein soll, so wird das
Gebläse eingeschaltet, die Heizung freigegeben und die
Außenluftklappe geschlossen.
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Wenn die vorliegende Zeit größer als die Belegungszeit weniger 6
Stunden ist, d. h. wenn es an der Zeit ist, die
Vor-Einschaltzeit zu bestimmen, so muß festgelegt werden, ob sich das System
nunmehr in der Startphase befindet oder nicht. Wenn sich das
System in der Startphase befindet, so wird die
Multiplizierroutine in Fig. 4E ausgelöst. Wenn sich das System nicht in der
Startphase befindet, so wird der Optimum-Start gemäß Fig. 4D
ausgeführt, um die Optimum-Startzeit festzulegen.
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Wenn die vorliegende Zeit der Startzeit entspricht, d. h. wenn
es an der Zeit ist, das System zu starten, so wird das Gebläse
eingeschaltet, das Heizungssystem freigegeben und die
Außenluftklappe geschlossen. Wenn es noch nicht an der Zeit ist, das
System zu starten, so werden die Nachtzyklus-Festlegungen und
daraus folgende Steueraktionen ausgeführt. Das System kehrt zu
dem geeigneten Schritt in Fig. 4A zurück, an welchem Punkt das
Programm verlassen wird und in dieses zu einem geeigneten
Zeitpunkt später wieder eingetreten wird.
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Fig. 4D zeigt das Verfahren zur Festlegung der
Optimum-Startzeit, das an den geeigneten Schritten in den Fig. 4B und 4C
ausgeführt wird. Die Steuerung holt sich zunächst die laufende
Raumtemperatur. In Systemen, die große Gebäude steuern, kann es
bei der Festlegung der Optimum-Startzeit genauer sein, die
Raumtemperatur der Zone mit der höchsten Raumtemperatur und die
Raumtemperatur der Zone mit der niedrigsten Raumtemperatur zu
erfassen. Somit kann die höchste Raumtemperatur in einer
Sommerberechnung der Optimum-Startzeit verwendet werden, und es
kann die niedrigste Raumtemperatur in einer Winterberechnung der
Optimum-Startzeit verwendet werden. Während des Winters
repräsentiert die Zone mit der niedrigsten Raumtemperatur die
Zone, die am meisten Heizung erfordert, während des
Sommerbetriebs die Zone mit der höchsten Raumtemperatur die Zone
repräsentiert, die die meiste Kühlung erfordert.
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Nachdem die höchsten und niedrigsten Raumtemperaturen ermittelt
sind, wird als nächstes festgestellt, ob die höchste
Raumtemperatur geringer oder gleich der höchsten Komfortgrenze des
Komfortbereiches ist und ob die niedrigste Raumtemperatur größer
oder gleich der niedrigsten Komfortgrenze des Komfortbereiches
ist. Wenn beide Bedingungen erfüllt sind, so befindet sich die
Raumtemperatur innerhalb des Komfortbereiches und die Vor-
Einschaltzeit wird sodann auf Null eingestellt, wobei die
Routine sodann fortfährt, die Startzeit direkt zu berechnen.
Wenn jedoch die Raumtemperatur sich nicht innerhalb des
Komfortbereiches befindet, so muß eine Vor-Einschaltzeit vorgegeben
werden, um die Raumtemperatur in den Komfortbereich beim Start
der Belegung zu bringen. Somit wird ein Test durchgeführt, um
festzustellen, welche Jahreszeit vorliegt. Wenn es Winter ist,
so wird ein Schiedszustand festgelegt, welcher der von dem
Anwender festgelegten Temperatur weniger 10ºC beträgt. Die
Wintertemperatur wird so ausgewählt, daß sie der typischen
Außenlufttemperatur entspricht, der das Gebäude während des
Winters ausgesetzt ist und in gleicher Weise wird die
Sommertemperatur als eine typische Außentemperatur festgelegt, der das
Gebäude während des Sommers ausgesetzt ist. Die
Zustandstemperatur ist daher eine Temperatur, um die herum die Vor-
Einschaltzeit festgelegt werden kann unter Verwendung sowohl der
Raumtemperatur, der gewünschten Temperatur unter Bezug auf die
geeignete Komfort-Grenztemperatur und die Außentemperatur.
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Wenn daher die Außentemperatur geringer als die festgelegte
Wintertemperatur ist, so wird die Außentemperatur auf die
Winter-Entwurfstemperatur eingestellt für die Zwecke der Vor-
Einschaltzeit-Berechnungen, um eine maximale Grenze der Vor-
Einschaltzeit vorzugeben. Wenn die Außentemperatur nicht
geringer als die Winter-Entwurfstemperatur ist, so wird die
Außentemperatur bei den aktuellen Berechnungen verwendet.
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An dieser Stelle wird die Komfortgrenze bei dieser
Winterberechnung auf die untere Komfortgrenze des Komfortbereiches
eingestellt. Wenn im dargestellten Beispiel der Komfortbereich
20ºC bis 25ºC beträgt, so wird die Komfort-Grenztemperatur durch
20ºC vorgegeben. Die niedrigste Raumtemperatur wird sodann als
die Raumtemperatur für die Zwecke der Vor-Einschaltzeit-
Berechnung ausgewählt. An dieser Stelle erfolgt die Berechnung
der Vor-Einschaltzeit auf Grund der Winterauswahl.
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Wenn die Jahreszeit in den Sommer fällt, so wird der
Anlagenzustand so ausgewählt, daß die Sommer-Entwurfstemperatur plus
5ºC genommen wird. Wenn somit die Außentemperatur größer als die
Sommer-Entwurfstemperatur ist, so wird die Außentemperatur auf
die Sommer-Entwurfstemperatur für die Zwecke der
Vor-Einschaltzeitberechnung eingestellt, um eine maximale Grenze hinsichtlich
der Vor-Einschaltzeit vorzugeben. Andernfalls wird die
tatsächliche Außentemperatur verwendet. Sodann wird die Komfortgrenze
durch die obere Komfort-Temperaturgrenze gebildet und die
höchste Raumtemperatur wird als Raumtemperatur für die Vor-
Einschaltzeitberechnung benutzt.
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In diesem Zeitpunkt wird die Vor-Einschaltzeit gemäß folgender
Gleichung berechnet:
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LT = CLIM-SPT · DC-CLIM/DC-OADB ·M (1)
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wobei LT die Vor-Einschaltzeit, CLIM die
Komfort-Grenztemperatur, SPT die Raumtemperatur, DC die
Entwurfs-Zustandstemperatur als eine Funktion der normalen extremen
Außentemperatur, OADB die Außentemperatur, gemessen durch einen
Trockentemperaturfühler und M der Korrekturfaktor bzw.
Multiplizierer ist.
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Wenn die Vor-Einschaltzeit berechnet worden ist, so wird als
nächstes festgestellt, ob der laufende Tag ein Montag oder ein
Tag nach einem Feiertag ist. Auf Grund der thermischen Masse
eines Gebäudes können verlängerte Aufheiz- bzw.
Absenktemperaturen auftreten, die nach Feiertagen oder Wochenenden
eine erweiterte Anlaufperiode erfordern, als es andernfalls nach
einem Wochentag erforderlich ist. Wenn demgemäß der laufende Tag
ein Montag oder der Tag nach einem Feiertag ist, so wird die
Vor-Einschaltzeit mit einem Wochenendfaktor WE multipliziert,
der typischerweise größer als eins ist und z. B. 1,25 betragen
kann. Dieser Faktor verursacht einen früheren Anlauf nach einer
Wochenend- oder Feiertagsabschaltung, um die zusätzliche
thermische Massenspeicherung zu kompensieren.
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Dementsprechend wird die Startzeit unter Verwendung der
ungewichteten Vor-Einschaltzeit berechnet, wenn der laufende Tag
kein Montag oder kein Tag nach einem Feiertag ist bzw. wenn der
laufende Tag ein Montag oder der Tag nach einem Feiertag ist, so
wird die gewichtete Vor-Einschaltzeit benutzt. Die Startzeit
wird in einfacher Weise festgelegt, indem die Vor-Einschaltzeit
von der Belegungszeit, d. h. von der Belegungs-Startzeit
abgezogen wird.
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Wenn als nächstes festgestellt wird, daß die Startzeit weniger
oder gleich der vorliegenden Zeit plus 5 Minuten ist, so gibt
die Optimum-Startroutine das Signal ZEIT ZU STARTEN aus und die
Routine kehrt entweder auf die Sommer- oder Winterroutine in dem
angezeigten Schritt mit einem Startparameter zurück. Die fünf
Minuten werden hinzuaddiert, um ein Maximum von einem 5 Minuten-
Fehler Rechnung zu tragen, der in die Festlegung eingeführt
werden kann, da das System eine Auflösung von 5 Minuten aufweist
(d. h. die Wiedereintrittsperiode beträgt 5 Minuten).
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Wenn die Startzeit weniger oder gleich der laufenden Temperatur
plus 5 Minuten ist, so wird ein Parameter SETZE START NOCH NICHT
gesetzt und das System kehrt zu dem angezeigten Schritt in Fig.
4B oder 4C zurück und das System wird dementsprechend nicht
durch die Optimum-Startroutine während dieses Durchlaufs
gestartet.
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Fig. 4E zeigt die Weise, in der der Genauigkeitsfaktor bzw.
Multiplizierer M festgelegt wird. Wie Fig. 4B und 4C
entnommen werden kann, wird in die Multipliziererroutine während
eines jeden Durchlaufs eingetreten, nachdem das System sich im
Anlauf befindet, d. h. nachdem der Optimum-Startbefehl
ausgeführt worden ist. Wie ferner in Fig. 4A gezeigt, wird in die
Multipliziererroutine eingetreten während eines endgültigen
Durchlaufs nach dem Beginn der Belegung. Wenn die vorliegende
Saison durch den Sommer vorgegeben ist, so wird die höchste
Raumtemperatur benutzt für die Multipliziererberechnung; wenn
jedoch die vorliegende Saison durch den Winter gegeben ist, so
wird die niedrigste Raumtemperatur benutzt.
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Wenn sich die Raumtemperatur nicht in dem Komfortbereich
befindet und wenn die laufende Zeit nicht größer oder gleich der
Belegungszeit ist, so befindet sich das System noch im Anlauf
und versucht, die Raumtemperatur in den Komfortbereich bis zum
Beginn der Belegung zu bringen. Somit kehrt das System während
des Sommers zum Punkt B in der Sommerroutine zurück und während
des Winters kehrt es zu dem Punkt C der Winterroutine zurück.
Somit wird während des Sommers die Durchspülung ausgeführt, wenn
die Zustände entsprechend geeignet sind und während des Winters
wartet das System einfach auf den nächsten Durchlauf.
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Wenn die Raumtemperatur auf den Komfortbereich etwa zum gleichen
Zeitpunkt wie zur Belegungs-Startzeit gebracht wird (d. h. wenn
die Raumtemperatur sich in dem Komfortbereich befindet und wenn
die laufende Zeit größer oder gleich der Belegungs-Startzeit
ist), so wird der Korrektur- oder Multiplikationsfaktor M,
basierend auf einem Wert von MC gleich 0 bestimmt. MC besitzt
den Wert 0, da MC auf 0 gesetzt war, nachdem M am
vorangegangenen Tag bestimmt wurde und da MC während der laufenden
Berechnung nicht geändert wurde, da die Vor-Einschaltzeit genau
war.
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Wenn sich die Raumtemperatur innerhalb des Komfortbereiches
befindet und die vorliegende Zeit nicht größer oder gleich der
Belegungszeit ist, dann wurde jedoch der Optimum-Startbefehl zu
früh ausgegeben. Ist dies der Fall, so wird der Faktor MC um
einen Zählwert, d. h. 5 Minuten vermindert und es wird zu dem
Punkt B in der Sommerroutine oder dem Punkt C in der
Winterroutine zurückgekehrt. Wenn die vorliegende Saison den Sommer
betrifft, so wird dementsprechend die Durchspülroutine
ausgeführt, so daß Außenluft benutzt werden kann, wenn sie eine
Quelle freier Kühlung bildet, bis die Belegungszeit erreicht
worden ist. Während der Winterroutine wartet das System einfach
auf den nächsten Durchlauf. Für jeden Durchlauf, bei dem sich
die Raumtemperatur innerhalb des Komfortbereiches befindet, aber
die laufende Zeit nicht größer oder gleich der Belegungszeit
Ist, wird der Faktor MC um 5 vermindert. In dem Zeitpunkt, wo
die laufende Zeit gleich oder größer als die Belegungszeit ist,
wird ein Test durchgeführt, um festzustellen, ob der laufende
Tag ein Montag oder der Tag nach einem Feiertag ist. Ist dies
nicht der Fall, so wird der endgültig festgestellte Faktor MC
bei der Festlegung des Korrekturfaktors M benutzt. Wenn der
laufende Tag ein Montag oder der Tag nach einem Feiertag ist, so
wird der Korrekturfaktor nicht bestimmt, da angenommen wird, daß
die erweiterte Absenkperiode bzw. Aufheizperiode über das
Wochenende oder den Feiertag nicht zu einem genauen Faktor M
führt. Der Weg, in der der Faktor M berechnet wird, sei
nachstehend beschrieben.
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Wenn sich die Raumtemperatur nicht innerhalb des
Komfortbereiches beim Beginn der Belegung befindet, so ist das System
zu spät, um die Raumtemperatur in den Komfortbereich zu bringen
und der Faktor MC muß extrapoliert werden. Während des Winters
wird dieser Faktor extrapoliert, indem die
Komfort-Grenztemperatur auf die untere Komfort-Grenztemperatur gesetzt wird
und die Raumtemperatur von der unteren Komfort-Grenztemperatur
subtrahiert wird, um die Größe E festzulegen. Die Größe SUR wird
sodann bestimmt durch Division einer ersten Größe, die durch
Subtraktion der Raumtemperatur am Beginn der Anlaufperiode von
der laufenden Raumtemperatur hergeleitet wird durch eine zweite
Größe, die durch Subtraktion der Zeit am Beginn der
Anlaufperiode von der laufenden Zeit abgeleitet wird. Wenn es sich bei
der Saison um den Sommer handelt, so wird die obere
Komfortgrenze als Komfortgrenze CLIM benutzt und die obere Komfort-
Grenztemperatur wird von der Raumtemperatur subtrahiert, um die
Größe E zu erzielen. Die Größe SUR wird bestimmt, indem die
laufende Raumtemperatur von der Raumtemperatur subtrahiert wird,
die am Beginn der Anlaufperiode vorliegt und indem dieses
Ergebnis durch das Ergebnis dividiert wird, das erhalten wird,
wenn man die Zeit am Beginn der Anlaufperiode von der laufenden
Zeit subtrahiert. In jedem Fall wird die Größe MC dadurch
festgelegt, daß die Größe E durch die Anlaufgeschwindigkeit SUR
dividiert wird.
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Wie angegeben, wird der Faktor MC gemessen, wenn die
Raumtemperatur in den Komfortbereich vor der Belegungszeit gebracht
wird; er beträgt 0, wenn die Raumtemperatur in den Komfortbereich
bei der Belegungszeit gebracht wird; und er wird extrapoliert,
wenn die Raumtemperatur zu spät in den Komfortbereich, d. h.
nach der Belegungszeit gebracht wird.
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Der Faktor MC wird sodann bei der in Fig. 4E gezeigten
Gleichung benutzt, um die Größe A festzulegen. Dementsprechend
wird der alte Multiplizierer gemäß der Genauigkeit der
vorliegenden Vor-Einschaltzeit eingestellt. Eine weitere Berechnung
wird sodann durchgeführt, um den Multiplizierer zu gewichten und
den Einfluß von täglichen Abweichungen zu minimieren. Daher wird
in dem Beispiel dem alten Multiplizierer die dreifache
Gewichtung der neuen Größe A gegeben.
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Wie vermerkt werden sollte, wird der neue Multiplizierer bzw.
Korrekturfaktor M solange nicht festgelegt, bis die Belegungs-
Startzeit erreicht worden ist. Nachdem der Korrekturfaktor
festgelegt ist oder nachdem die Belegungs-Startzeit erreicht
worden ist und wenn der laufende Tag ein Montag oder der Tag
nach einem Feiertag ist, so wird die Minimum-Außenluftklappe
geöffnet, eine niedrigere Priorität für diese Routine
eingestellt, alle Klappen über Steuerung zurückgestellt und der
Faktor MC in der Berechnung des Multiplizierers auf den Wert 0
eingestellt. Das System tritt sodann aus der Routine aus.
Es sei ferner vermerkt, daß für den ersten Tag, an dem das
System gemäß Fig. 3 in Betrieb ist, der Korrektur- oder
Multiplikationsfaktor M beliebig auf einen vorbestimmten Wert,
wie beispielsweise 1 eingestellt werden kann.
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Fig. 4F zeigt die Ausspülroutine. Gemäß dieser Routine werden
verschiedene Zustände getestet, um festzustellen, ob die
Außenluft als eine freie Kühlquelle benutzt werden kann. Alle
folgenden Bedingungen müssen erfüllt sein, damit die
Durchspülung gestartet werden kann: OAT ist größer als 10ºC und
die höchste Raumtemperatur ist größer als ein zugeordnetes
Minimum (MIN TEMP) und die höchste Raumtemperatur ist größer als
OAT plus 5ºC und OADP ist größer als 15ºC. (Es sei vermerkt, daß
der Taupunktsensor wahlweise vorhanden ist und daß, falls nicht
vorhanden, der Taupunkttest nicht durchgeführt wird.) Wenn alle
vorstehenden Bedingungen erfüllt werden, so kehrt das Programm
zu der Sommerroutine mit dem Parameter "DURCHSPÜLEN" zurück.
Wenn eine oder mehrere Bedingungen nicht erfüllt sind, so kehrt
das Programm zu dem Parameter "NICHT DURCHSPÜLEN" zurück, mit
der Ausnahme, daß die Durchspülung fortgesetzt wird, wenn die
höchste Raumtemperatur unterhalb den Wert OAT plus 5ºC fällt,
bis die höchste Raumtemperatur nicht mehr länger größer als OAT
plus 2,5ºC ist, worauf das Programm zu dem Parameter "NICHT
DURCHSPÜLEN" zurückkehrt. Wenn einmal festgestellt worden ist,
ob die Durchspülung ausgeführt werden kann oder nicht, so kehrt
das System zu dem geeigneten Schritt in der Sommerroutine
zurück.
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Die Nachtzyklusroutine ist in Fig. 4G dargestellt. Wenn es sich
bei der Saison um den Sommer handelt, so wird zunächst ein Test
durchgeführt, um festzustellen, ob eine
Sommer-Nachtzyklusroutine zugeordnet ist. Ist dies der Fall, so holt sich das
System die Sommerzyklus-Grenztemperatur (HL) und es wird ein
Test durchgeführt, um festzustellen, ob die höchste
Raumtemperatur größer als die Zyklus-Grenztemperatur ist oder nicht.
Wenn die höchste Raumtemperatur nicht größer als die
Sommerzyklus-Grenztemperatur ist, dann sollte das Gebläse nicht
eingeschaltet werden. Wenn andererseits die höchste Raumtemperatur
größer als die Sommerzyklus-Grenztemperatur ist, so kann das
Gebläse eingeschaltet werden.
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Während der Wintersaison muß erst festgestellt werden, ob der
Winter-Nachtzyklus zugeordnet worden ist oder nicht. Ist er
zugeordnet, so holt sich das System die
Winterzyklus-Grenztemperatur und es wird ein Test durchgeführt, um festzustellen,
ob die niedrigste Raumtemperatur geringer als die Winterzyklus-
Grenztemperatur ist. Falls nicht, so bleibt das Gebläse
ausgeschaltet. Ist dies der Fall, so kann das Gebläse eingeschaltet
werden.
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Wenn einmal festgestellt worden ist, ob das Gebläse ein- oder
ausgeschaltet werden soll für den Nachtzyklusbetrieb, so kehrt
das System zu dem geeigneten Schritt in der Sommer- oder
Winterroutine zurück.