Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Diskuse ke článku: Prediktivní řízení soustav vytápění budov

Autor článku: Ing. Jan Široký, Ing. Jan Kubeček, katedra řídicí techniky, Elektrotechnická fakulta ČVUT
Plné znění článku: Prediktivní řízení soustav vytápění budov
Anotace článku: Cílem tohoto článku je představení možností úspory energií pomocí prediktivního regulátoru, který využívá termodynamický model budovy a předpovědi počasí. To umožňuje předpovídat vývoj vnitřních teplot v krátkodobém horizontu a na základě toho nastavení parametrů regulace tak, aby byly splněny požadavky na hodnoty vnitřních teplot a přitom byla minimalizována energetická náročnost.

přidat ke článku nový příspěvek

Příspěvky v této diskusi vyjadřují názory čtenářů. Redakce portálu TZB-info nemůže ovlivnit jejich obsah, ale vyhrazuje si právo je odstraňovat.
Chronologický seznam příspěvků
Re: ekvitermní regulaceVladimír Křen20.06.2011 08:15
ekvitermní regulacefilip veselý19.06.2011 03:25
Re (2): Prediktivní řízení soustav vytápění budovJiří Ráž16.06.2011 21:50
Re: Prediktivní řízení soustav vytápění budovJan Široký16.06.2011 10:22
Re (3): drobnostiJan Široký15.06.2011 17:26
Prediktivní řízení soustav vytápění budovJiří Ráž15.06.2011 17:11
Re (3): Predikativní řízeníJakub Kubeček13.06.2011 10:16
Re (2): drobnostiJan Široký13.06.2011 09:52
drobnostiNymand Velky12.06.2011 21:18
Re (3): dekuji za clanekBohuslav Vintr10.06.2011 10:19
Re (2): dekuji za clanekJan Široký10.06.2011 09:56
Re: dekuji za clanekJan Široký10.06.2011 09:44
Re: dekuji za clanekBohuslav Vintr10.06.2011 06:48
dekuji za clanekNymand Velky09.06.2011 22:32
Re (2): Predikativní řízeníBohuslav Vintr09.06.2011 06:46
Re: Predikativní řízeníJakub Kubeček08.06.2011 14:35
Re (2): Predikativní řízeníJan Široký08.06.2011 11:47
Re: Predikativní řízeníJan Široký08.06.2011 11:35
Re: Predikativní řízeníVladimír Křen08.06.2011 08:38
Predikativní řízeníBohuslav Vintr08.06.2011 07:20

Příspěvky
Předmět: ekvitermní regulace
Autor: filip veselý
Datum: 19.06.2011 03:25 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 105342
reakce na ...
V RD s mimořádně velkou tepelnou setrvačností (kamené obvodové zdi tl 90-120 cm) vytápím UT s lokální termostatickou regulací v několika místnostech s nižším nárokem na tepelný komfort. Ohřev UT a TUV je řešen PK Vaillant, který je vybaven jak regulací hořáku, tak trojcestným směšovacím ventilem a ekvitermním regulátorem. Pro vyžší komfort obsluhy jsem ho doplnil regulační jednotkou calormatic, který umožňuje nastavení topné křivky. Za uplynulou topnou sezónu sem topnou křivku několikrát změnil a stále se mi nepodařilo dosáhnout ideálního topného režimu. Doufám, že v průběhu následující sezóny se mi to podaří.

Pokud by měl někdo zkušenosti s tímto typem zařízení, uvítám případné rady.

Předmět: Re: ekvitermní regulace
Autor: Vladimír Křen
Datum: 20.06.2011 08:15 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 100035
reakce na ...
Pro vyhodnocení problematiky bude třeba více údajů. Pokud máte zájem dejte mail.

Předmět: Prediktivní řízení soustav vytápění budov
Autor: Jiří Ráž
Datum: 15.06.2011 17:11 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 100809
reakce na ...
Dobrý den,
musím se přidat s chválou. Prediktivním řízením výkonu otopných soustav lze do velké míry eliminovat fázový posun teplotních amplitud vnějšího a vnitřního vzduchu a tím stabilizovat vnitří klima budov, při minimalizaci výroby tepelné energie.
Tentýž cíl sleduje termohydraulika, která nad rámec určení správných průtokových a teplotních parametrů teplonosné látky potřebných ke správnému přenosu tepla a ke správné aktivaci teplotních čidel tepelným působením otopné soustavy, řeší i návrh akčních členů regulace - a to bych rád doplnil.
I nejsofistikovanější regulace se realizuje pomocí akčních členů, (obyčejných směšovacích, termostatických nebo termodynamických ventilů) a jejich správná funkce vyžaduje, aby byly navrženy na tzv.korigované průtoky, zohledňující úbytek tepelné energie na trase mezi zdojem a spotřebiči. To může podle velikosti soustavy v koncových bodech znamenat až o 50% větší průtoky proti klasickému výpočtu. Lokální teplotní čidla v místnostech musejí být přitom nastavena na požadované teploty vzduchu a nikoliv na výsledné teploty.
Ekvitermní regulace (se známou závislostí teploty náběhové, středí i vratné vody na vnější teplotě) musí pracovat se shodnou střední teplotou vody v úrovni tepelného zdroje i na prahu koncových spotřebičů, aby kvalitativní regulace pracovala v celé soustavě s plnou účinností.
Kvantitativní lokální regulace musí ve všech bodech soustavy reagovat na tepelné zisky jako na poruchovou veličinu regulačních procesů celkové kombinované regulace tepelného výkonu a tím plně využívat působících tepelných zisků k úsporám tepla (tj. ke snížení odběru tepla z tepelného zdroje).
Plné využití tepelných zisků přitom přestavuje dalších cca 35% až 40% úspor tepla.
Chci tím říct, že prediktivní řízení výkonu termohydraulicky seřízených otopných soustav může vykazovat i mnohem vyšší úspory tepla, než autorem zmíněných 15% až 20% a čistě hydraulické "topenářské" řešení (bez zohlednění konkrétního přenosu tepla, bez zajištění zkoordinované funkce obou složek celkové kombinované regulace vytápění a s klasickým návrhem akčních prvků) význam prediktivního řízení zbytečně snižuje.
Význam práce autora a jeho kolektivu je totiž mnohem větší, než výsledky dosažitelné v klasicky projektovaných otopných soustavách, kde je termický účinek vytápění pouze předpokládán, ale nikoliv exaktně řešen.

Předmět: Re: Prediktivní řízení soustav vytápění budov
Autor: Jan Široký
Datum: 16.06.2011 10:22 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 105252
reakce na ...
Dobrý den,

pokud jsem příspěvek dobře pochopil, tak vyzdvihujete možnost při prediktivním přístupu k řízení aktivně využít přirozených tepelných zisků v budově. Toto je možné a z matematického hlediska to nijak nezesložiťuje řešený problém. Nicméně je komplikované získání informací o budoucích tepelných ziscích v budově. V tomto směru jsou zajímavé aplikace například v kinech nebo divadlech, kde je systém prodeje vstupenek napojen na řídící sytém a tepelný zisk lze odhadnout na základě počtu prodaných vstupenek.

Předmět: Re (2): Prediktivní řízení soustav vytápění budov
Autor: Jiří Ráž
Datum: 16.06.2011 21:50 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 100809
reakce na ...
Dobrý den,
ano, algoritmizace úlohy v případě využívání tepelných zisků není složitá, modelování funkce dynamické soustavy zohledňující působení vnějších a vnitřních tepelných zisků bylo v =CRA=CENTROTHERM řešeno a pro praktické aplikace vedlo k závěru, že soustavy s termostatickou kvantitativní regulací na prahu spotřebičů tepla, musejí být vyvažovány nejen hydraulicky, ale i termicky.
Protože veškeré tepelné zisky se promítají do vnitřní teploty, je termické vyvážení relativně jednoduché, ale pro úspory tepla z tepelných zisků (působících převážně právě na prahu spotřebičů tepla) v bytových domech zcela nutné.
Termohydraulika vyřešila všechny relace mezi výrobou, distribucí a okamžitou spotřebou tepla, ale v oblasti kvalitativní složky celkové kombinované regulace chyběla dosud možnost, předvídat vývoj vnějších klimatických podmínek a působení vnitřních zisků v čase. Bez prediktivního řízení je tedy vyrobeno nějaké množství energie, která je pak na prahu spotřebičů tepla zbytečně zmařena lokální kvantitativní regulací a tomu lze spojením TH s Vaším řešením zabránit.
Škoda, že Vaše řešení bylo aplikováno právě v budově s otopnou soustavou Crittall, která koncovou kvantitativní regulací vybavena není a výhody prediktivního řízení se proto nemohly ukázat v celé své síle. Chci tím říct, že Vaši skvělou práci je potřebné uplatnit v budovách hromadného bydlení a nevidím v tom problém. Problém panelových domů s klasicky řízenou otopnou soustavou je, že průměrné úspory tepla po zateplení činí 35% a tedy méně, než úspory samotným zateplením, (cca 50%) a tam, kde je 50% úspor dosaženo, byla vypínáním těles vnitřní teplota nižší než 20°C. Regulační technika zde tedy vykazuje účinnost -15% ! Tento problém TH bezpečně odstraňuje, ale s prediktivním řízením by byly úspory tepla ještě vyšší.
Je tedy potřebné aplikovat prediktivní řízení tepelného výkonu v oblasti hromadného bydlení a spojit jeho význam s významem zateplování budov. Jedinou slabinou pak bude klasicky seřízená otopná soustava, která běžné, ani prediktivní regulační zásahy transformovat plně do úspor tepla neumí, protože při klasickém projektování oboru vytápění nejsou řešeny vztahy mezi řídicími a řízenými veličinami, zvláště pak ne na prahu spotřebičů tepla, kde se tepelné zisky uplatňují. U termohydraulicky seřízených a termicky vyvážených soustav, je ale význam Vaší práce obrovský.

Předmět: dekuji za clanek
Autor: Nymand Velky
Datum: 09.06.2011 22:32 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 102784
reakce na ...
Hned uvodem dekuji za clanek. Je to uz nekolik let, co jsem se ve skole ucil o zahadnych vecech jako je ARMAX a Kalmanuv filtr a i tenkrat jsem mel problem tyto veci pochopit. Tim padem priznavam, ze clanek jsem si sice s chuti precetl, ale jeste parkrat si ho budu muset precist, nez jej jakztakz pochopim.

Zatim se tedy pustim pouze do obecne diskuze a zminim nekolik uskali, ktera me napadaji.

[1] Predpoved z internetu. Asi prkotina, ale v praxi se setkavam s problemem, ze cim vetsi zakaznik a vetsi budova, tim vetsi politicky problem dostat se z rizene technologie na internet a naopak dostat se z internetu na rizenou technologii.

[2] Byznys. Jestli to dobre chapu, tak model lze identifikovat az po nasbirani vhodneho mnozstvi dat, predpokladam ze nejlepe po jednom roce. Obvykle firma, ktera realizuje zakazku, tak je rada, ze budovu preda, vyfakturuje, dostane zaplaceno a pokud mozno at uz jim nikdo z te budovy netelefonuje. Po roce do toho vstupujete Vy ve smyslu "heledte se, mate tady barak, ktery uz rok nejak funguje, kdyz nam date tolik a tolik penez, tak my se postarame, aby fungoval o tolik a tolik usporneji" Vzhledem k tomu, jak se provozovatele budov krouti, kdyz je napriklad potreba koupit novy frekvencni menic, tak bych chtel ciste ze zvedavosti Vase vyjednavani z povzdali sledovat.

[3] Uspory. Pokud bych byl zakaznik, tak by me zajimalo, kolik usetrim. V clanku zminujete pouze nejakou nadrz (neni tech 7000 kubickych metru preklep nebo jsem prilis prizemni?) a teoretickou usporu 25%. Jako zakaznik bych uvital nejaky konkretnejsi vysledek. Ale treba nejsem spravny zakaznik.

Tesim se na dalsi dil. Taky jsem byl doktorand placeny z grantu a tento clanek mi pripomina me clanky - na zacatku obecne povidani, potom par vzorecku, ktere neco naznaci, ale mnoho neprozradi a zaver. Doufam, ze pristi dil bude konkretnejsi.

Předmět: Re: dekuji za clanek
Autor: Bohuslav Vintr
Datum: 10.06.2011 06:48 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 100268
reakce na ...
Přiznám se, že teorie statistických výpočtů mi dělá ještě větší problém. Také se těším na pokračování.
K tomu "učení" systému: domnívám se že není nutno sbírat data zdaleka celý rok. Adaptivní funkce je dnes celkem běžnou funkcí lepších termostatů. Tam trvá než si termostat zjistí potřebné konstanty budovy (rychlost odezvy) jen řádově dny.
Mněl by na to stačit jeden cyklus ohřevu a chladnutí budovy po nějakém výkyvu. Buď venkovní teploty, nebo nějakého zisku (solární, vnitřní). Při té příležitosti by byla také zjištěna odezva v závislosti na skutečné intenzitě solárního záření. Při připojení (přes internet) k datům z meteorologiické stanici jsou totiž k dispozici jak údaje předpovězené, tak skutečně naměřené. Tuším je to ve tříhodinových intervalech.

Předmět: Re (2): dekuji za clanek
Autor: Jan Široký
Datum: 10.06.2011 09:56 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 105252
reakce na ...
Ano adaptivní verze, která by minimalizovala náročnost získání modelu je cílem nejen naším, ale zejména velkých firem jako Siemens (jejich snahy v této oblasti jsou soustředěné do pro projektu Opticontrol http://www.opticontrol.ethz.ch/ a právě probíhajících návazného projektu).

Automatický mechanizmus pro naladění termostatu nastavuje pouze dvě prahové hodnoty, zatímco prediktivní regulátor pracuje s diferenční rovnicí popisující dynamický model řízeného systému, který může v samoučícím režimu degenerovat. Pro ilustraci si představte situaci, kdy chci můj model aktualizovat (učit, adaptovat, ...), ale v budově jsou zrovna teploty téměř konstantní a adaptivní mechanizmus nedostává dostatečnou informaci. Výsledný model může vykazovat chování "jedno co udělám, stejně tam bude teplo".

Předmět: Re (3): dekuji za clanek
Autor: Bohuslav Vintr
Datum: 10.06.2011 10:19 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 100268
reakce na ...
Proto jsem psal o nejméně jednom cyklu, kde působí nějaká poruchová veličina.
Samozřejmně mohou nastat situace, kdy např. se zcela neshodují data z meteostanice se skutečnými pro objekt. Přeci jenom nebývají úplně blízko sebe. Nebo se může objevit nějaký vliv náhodný neměřený "o kterém nemá regulátor informace". Ale i po tom prvním cyklu už by mělo dojít k alespoň hrubé optimalizaci. Ta se pak musí každým dalším cyklem zpřesňovat až do optimálních hodnot.
To už je ale především otázka optimálního vyhodnocení situace (použití optimálních algoritmů). Výpočetní výkon hardware by už dnes neměl být problém.
Jde tedy o to nastavit vyhodnocování tak aby oscilace regulace byly na počátku adaptace co nejmenší. Dále potom aby regulátor uměl vyhodnotit i situace nenadálé. Tj. vybavit ho i určtou "inteligencí". Např aby poznal poruchu nějakého čidla, či aby se obešel i bez zprávy z meteostanice v případě poruchy spojení. Tak aby v těchto případech nespustil znovu adaptaci podle nějakých chxbných, nebo náhodných dat, která se neopakují pravidelně, či jsou nepravděpodobná.
Příklad dovedený "ad absurdum": nespustíme novou adaptaci, jestliže nám díky poruše čidlo teploty bude hlásit teplotu místnosti v létě -30°C. Regulátor musí poznat poruchu, nahlásit ji a adaptaci ponechat podle "dřívějšíh" hodnot tohoto čidla (předpokladu co by mnělo za daných podmínek toto čidlo ukazovat).

Předmět: Re: dekuji za clanek
Autor: Jan Široký
Datum: 10.06.2011 09:44 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 105252
reakce na ...
Myslím, že jste vyzdvihl ty klíčové body. Ale ani tato úskalí nejsou nepřekonatelná.

1, S přijením jsou vždy problémy a hlavně cesta z venku do budovy bývá neprůchozí. Proto jsme vyvinuli produk RcWare SofPLC Proxy Server, který tento problém řeší a jediné co je potřeba je aby PLC mělo přístup na internet (http://domat-int.com/wp-content/uploads/DOMAT_Katalog_2010_EN_WEB.pdf strana 5). V případě, že ani toto není možné, instalujeme bezdrátový modem (ale i ten je díky proxy bez nutnosti veřejné IP).

2, Ano, bohužel to co popisujete odpovídá reálnému stavu. Proto využíváme tyto metody v rámci Energy Performance Contracting (EPC), kdy náklady jdou za investorem, nikoli za provozovatelem.

3, Na naší pilotní aplikaci v Praze Dejvicích jsme dosáhli cca. 15 až 30 procentní úspory. O tom pojednává druhý díl tohoto článku. Dosažené úspory ale záleží na stavu stávající regulace, tudíž nelze obecně říci "MPC šetří 20 %".

Skutečně se jedná o 7000 m3 - http://www.google.com/url?sa=t&source=web&cd=4&ved=0CDcQFjAD&url=http%3A%2F%2Fwww.opticontrol.ethz.ch%2FLit%2FMa_09_Proc-CDC09_WeA12.1.pdf&rct=j&q=Model%20Predictive%20Control%20of%20Thermal%20Energy%20Storage%20in%20Building%20Cooling%20Systems&ei=U8rxTa7zHISN-waemaS0Aw&usg=AFQjCNE9TrztUSDl7ok1YkNHQnAvZjqmkA&cad=rja

Předmět: drobnosti
Autor: Nymand Velky
Datum: 12.06.2011 21:18 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 102784
reakce na ...
Tak to ctu znova a dovolim si upozornit na par drobnosti:

[Zónová regulace podle vnitřní teploty]
"Pokud je tepelná energie pro všechny zóny dodávána ze stejného zdroje, je nutné zaručit dostatek energie pro zónu s největším požadavkem." Myslim, ze spravnejsi je neco ve smyslu "energie musi byt dost pro vsechny zony a teplota media (napr. topne nebo chladici vody) musi byt dostatecna i pro zonu s nejvyssim s pozadavkem".

[Čistě ekvitermní regulace]
V souvislosti s prediktivnim rizenim by se dal ciste jenom jako zajimavost zminit opacny trik, kdy pri regulaci podle ekvitermni krivky nekoukam pouze na okamzitou venkovni teplotu ale i na jeji dlouhodoby prumer (cca 24 hodin).

[Ekvitermní regulace na střední hodnotu otopné vody]
Priznam se, ze s tim jsem se nesetkal a dekuji za tip. Naopak u podlahoveho topeni jsme nekde s uspechem pouzili regulaci vratne vody podle ekvitermni krivky. Vase varianta bude neco mezi tim, nekdy bych si to vyzkousel.

[Identifikace matematického modelu budovy]
Rad se v dalsim dile dozvim neco o Vasem vyslednem modelu. Napr. rozmery vektoru a matic. Ale to asi bude tajne, ze?

[Výpočet optimálních vstupů]
"Dosazením do kriteriální funkce..." v nasledujicim vzorci mi neni jasne, kde se vzalo a co znamena x_0. Ocekaval bych x_k.
A u dalsiho vzorecku jsem se svymi znalostmi skoncil, ale to je asi muj problem. Zarazilo me tam napriklad, ze u_k^{k+T-1} se vyskytuje na obou stranach rovnice.

Předmět: Re (2): drobnosti
Autor: Jan Široký
Datum: 13.06.2011 09:52 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 105252
reakce na ...
[Zónová regulace podle vnitřní teploty] Ano takto to bylo myšlené.

[Čistě ekvitermní regulace] V pilotní ověření máme nyní řízení, kdy pro ekvitermní řízení využita předpověď 3h dopředu místo aktuální teploty, průměr jsme nezkoušeli. Předpokládám, že by byl vhodný pro budovy s extrémní tepelnou setrvačností.

[Identifikace matematického modelu budovy] Informace o našem modelu nejsou tajné. Jeden model popisuje řízení jednoho bloku budovy která má severní a jižní topnou větev. Jeden takový blok je popsán stavovým modelem kde stavy představují teploty v referenční místnosti a vratné vody pro severní a jižní část. Model je podrobněji popsán v druhém díle článku, který bude snad také zveřejněn na tomto portále.


[Výpočet optimálních vstupů] Máte pravdu, vloudila se tam chyba a počáteční stav by měl být s indexem k ne 0. Vzoreček za "Minimalizací dostáváme analytické řešení ve tvaru" je získán derivováním dle vstupu. Díky tomu, že jsou Q a R pozitivně semidefinitní matice, je problém konvexní a globální optimum získáme položením derivace nule. Jak jsme si teď výraz narychlo přepočítal, tak skutečně na pravé straně přebývá výraz Hu_k^{k+T-1} (pokusím se zajistit opravu). Nicméně se jedná o analytické řešení, které nebere v úvahu omezení. Ty jsou v praxi klíčová a poté je nutné problém řešet numericky.

Děkuji za upozornění na tyto nedostatky,


Předmět: Re (3): drobnosti
Autor: Jan Široký
Datum: 15.06.2011 17:26 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 105252
reakce na ...
Aktualizace - zminene chyby ve vzoreccich jsou jiz opravene.

Předmět: Predikativní řízení
Autor: Bohuslav Vintr
Datum: 08.06.2011 07:20 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 100268
reakce na ...
V dnešní době masového rozšíření výpočetní techniky a dostupnosti informací (i předpovědi počasí) velmi přínosný článek. Ostatně tento problém jsme také probírali v diskusi na tomto portále.
Zvláště velký přínos predikace budoucího chování budovy a to na základě předpovědi počasí je u topných systémů s dlouhou odezvou. Typicky se jedná o podlahové topení.
Také u solárního ohřevu TUV vidím velký přínos. Proč např. dohřívat ráno po odchodu obyvatel zásobník TUV na nějakou nastavenou teplotu, je-li hlášen slunečný den a voda se do příchodu obyvatel dohřeje solárem. Naopak pokud bude zima a zamračeno, lze např. hned ráno dohřát elektřinou v nízké sazbě.
Je spíše s podivem, že spjení regulátoru topení s předpovědí počasí už není poměrně běžnou realitou. Osobně vlastním meteostanici s připojením na internet pomocí PC, kde se stahuje aktuální předpověď počasí včetně intenzity solárního záření a síly větru. Je to předpověď místní pro stanoviště vzdálené cca 10 km od mého bydliště. Tedy daleko přesnější, než přepovědi celorepublikové mapř. z televizního zpravodajství. Bohužel u nás jsme (podle dostupnosti údajů) asi trochu zaspali, takže používám údje zahraniční (polská meteostanice).
Sém jsem uvažoval o nějakém inteligentním řízení budovy (mého RD) vytápěného plynovým KK a PT včetně řízeného větrání a v budoucnu případně solární kolektory. Předpověď počasí a tedy předpokládané budoucí výdaje i příjmy energie tam také mněly mít své místo. Zvláště ve spojitosti s dlouhou odezvou PT.
V článku mi není jasné jak funguje regulace dle zátěže. Nechápu, jak funguje regulace sledováním doby chodu hořáku při nějaké nastavené teplotě vstupní vody. Chápal bych takovou možnost, pokud by byla nastavena teplota vody vratné. Tam by v % doby chodu hořáku při udržování nějaké teploty vratné vody (tedy intenzitě jejího vychlazení od teploty vody vstupní) byla informace o energetickém stavu budovy.

Předmět: Re: Predikativní řízení
Autor: Vladimír Křen
Datum: 08.06.2011 08:38 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 100035
reakce na ...
Po dlouhé době opravdu fundovaný článek. Pokusím se přidat vlastní poznatky. Je docala rozdíl regulace domu napojeného na systém dálkového vytápění a regulace výstupní teploty topné vody ve vzdálené teplárně. Definovat děje v místě spotřeby k dějům v místě výroby je opravdu problematické. Teplárna vzdálená 18 km od středu topné soustavy má jinou charakteristiku průběhu teploty na svém výstupu a hlavně jsou zde v čase posunuty průtoky. To znamená okamžitý průtok je dán výkonovým požadavkem v místě spotřeby ale teplotní průběh je posunut o časovou konstantu danou okamžitými průtoky v topné soustavě. Soustava byla provozována na konstantní tlak v neutrálním bodě. Při zkouškách jsme zjistili že rozdíl mezi denním minimem a maximem průtoku se pohyboval na úrovni 65% jmenovitého průtoku oběhových čerpadel. Bylo nutno po hodinách stanovit topné křivky s možností korekce těchto křivek po zadání hesla do řídícího systému. Výsledkem snažení bylo dle střední denní teploty minimální kolísání oběhového množství. Tomu odpovídala též optimalizace provozu oběhových čerpadel jejíž pohony byly řízeny frekvenčními měniči. Omezil se počet startů. Zajímavé bylo sledování změn průtoku topné vody teplárnou při večerním odtápění a ranním natápění. Po večerním odtopení došlo v řádu 1 hod k opětovnému zatížení na původní hodnoty. Ranní natápění bylo minimální. Výraznější nárůst topného výkonu byl pravidelně zaznamenáván po 18 hod (koupání) pokles výkonu po 20 hod (sledování televize). Poměrně nepříjemná vlastnost velkých topných systémů je kolísání průtoku při ustáleném stavu. Nakonec se ukázalo že to odpovídá nějaké frekvenci která odpovídá topné soustavě. Je to dáno tím že roste kvalita měření a možností ukládání a zpravování dat.

Předmět: Re (2): Predikativní řízení
Autor: Jan Široký
Datum: 08.06.2011 11:47 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 105252
reakce na ...
Prediktivní regulátor může zahrnovat kromě modelu vlastní budovy i model dodávky energie.

V případě proměnlivého, ale známého průtoku by bylo možné jej zahrnou do matematického modelu budovy a počítat optimální vstupy s ohledem na tento faktor.

Příkladem uplatnění přístupu kdy je zohledněna charakteristika zdroje energie je aktuálně probíhající evropský projekt Geotabs - http://geotabs.eu/ V rámci tohoto projektu se několik univerzit a firem zaměřuje na pilotní ověření spojení sálavého vytápění a chlazení s tepelnými čerpadly. Kromě respektování charakteristiky tepelných čerpadel je zde potřeba brát v úvahu i celoroční bilanci odebraného resp. dodaného tepla do země.

Předmět: Re: Predikativní řízení
Autor: Jan Široký
Datum: 08.06.2011 11:35 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 105252
reakce na ...
Ano, potenciál prediktivního řízení je i při solárním ohřevu TUV. V kritériu může být řízení váženo proměnnou cenou energie a tím je minimalizována ne dodaná energie, ale cena výsledného řízení s ohledem na platný tarif.

Předmět: Re: Predikativní řízení
Autor: Jakub Kubeček
Datum: 08.06.2011 14:35 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 105254
reakce na ...
Regulace sledováním doby chodu hořáku je pulsně šířková regulace (PWM). Potřeba tepla je vyjádřena z poměru doby chodu hořáku ve spínací periodě a délce spínací periody. Regulujeme-li topnou vodu na nastavenou teplotu, doba chodu hořáku nám udává potřebu tepla. Čím je teplota vratné vody vyšší, tím méně energie hořák dodává a čas sepnutí je kratší.

Předmět: Re (2): Predikativní řízení
Autor: Bohuslav Vintr
Datum: 09.06.2011 06:46 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 100268
reakce na ...
Takto to také chápu. Podle stupně vychlazení vratné vody lze usuzovat na potřebu tepla na vytápění. A tedy také upravovat periodu chodu hořáku a tím jeho potřebný výkon.
Problém je že podle článku se neměří teplota vratné vody, ale cituji:" Snímá se teplota výstupní kotlové vody ". Výstupní kotlová voda není voda ratná a její teplota je určena předsevším alktuálním výkonem hořáku (který navíc v tomto zapojení pracuje v cyklech). Z této teploty prakticky nelze určit aktuální potřebu tepla a tím řídit spínání hožáku. Nelze řídit výkon hořáku podle výkonu hořáku.
Ovšem i při měření teploty vratné tam vidím problémy. V článku se píše o domech s malou tepelnou ztrátou a že tam už má malý vliv venkovní teplota. S tím lze celkem souhlasit. Ovšem o to větší vliv mají vlivy náhodné a těžko předvídatelné. Třeba solární záření. To přes okna působí velmi rychle a intenzivně. Stejně rychle ale také přestane (slunce zajde za mraky, nebo se posune ve své cestě). Ovšem tepota vratná měřená před kotlem reaguje se zpožděním (daným typem topné soustavy) a navíc je to průměr ze všech místností. Tedy nelze uvažovat o nějaké individuální regulaci dle místností, bytů, zón. Kromně toho tam bude i vliv prostor, kde nás teplota z hlediska regulace příliš nezajímá. Typicky suterénní, nebo sklepní prostory kudy jsou často zpátečky vedeny.

Předmět: Re (3): Predikativní řízení
Autor: Jakub Kubeček
Datum: 13.06.2011 10:16 odpovědět upozornit redakci

uživatel: 105254
reakce na ...
Já tu nijak nepreferuji regulaci podle zátěže, jen naznačuji princip této regulace a možnost použití. Vámi vyjmenovaná úskalí nejsou problémem pouze této regulace a naprosto s nimi souhlasím. Ještě jednou tedy k regulaci podle zátěže. Regulace podle zátěže spočívá v tom, že se vytvoří křivka zátěže podle doby chodu hořáku a to tak, že měříme dobu chodu hořáku pro ohřátí výstupní vody na požadovanou teplotu. Výstupní voda určité teploty proteče topným systémem, odevzdá energii a vrací se zpět do kotle a nazývejme ji třeba vratná. Doba chodu hořáku nám nepřímo určuje, kolik energie jsme museli dodat vratné vodě pro dosažení požadované teploty výstupní vody, tedy kolik energie bylo předáno budově. Podle této křivky zátěže poté topíme, případně ji ještě upravujeme. Jak jste správně naznačil, pokud známe průtok lze i z teplotního rozdílu topné a vratné vody určit energii.

přidat ke článku nový příspěvek

Přihlášení/odhlášení odběru příspěvků e-mailem:
váš e-mail:
Toto je nemoderovaná diskuse čtenářů portálu TZB-info. Redakce nenese zodpovědnost za obsah příspěvků a vyhrazuje si právo příspěvky odstraňovat.



 
 
Reklama