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About this book

Dieses Fachbuch gibt einen vertieften Einblick in das dynamische Verhalten von thermoaktiven Bauteilsystemen. Es wird eine neu entwickelte und vielfach erprobte, selbstlernende und vorausschauende TABS-Steuerung vorgestellt. Dazu wird auf die Erfordernisse einer effektiven TABS-Steuerung eingegangen und die Grundlagen und Funktionsweise der neu entwickelten AMLR-Steuerung erläutert. Anhand mehrerer Anwendungsbeispiele wird die Umsetzung in die bauliche Praxis erläutert und mit Hilfe von umfangreichen Messergebnissen die Funktion der neuen AMLR-Steuerung nachgewiesen. Abschließend werden Empfehlungen für die Anwendung von AMLR in der baulichen TABS-Praxis hinsichtlich Anlagenhydraulik und Umsetzung in der Gebäudeautomation gegeben.

Table of Contents

Frontmatter

Kapitel 1. Einführung

Zusammenfassung
In den letzten Jahren erfahren Thermoaktive Bauteilsysteme, kurz TABS, in der Architektur mehr und mehr Zuspruch, da sie durch ihre Gebäudeintegration optisch nicht zu sehen sind und sowohl Heiz- als auch Kühloptionen für den Raum bieten. Sie sind mit der enormen thermischen Masse der Gebäudedecken, Gebäudeböden aber auch der Wände gekoppelt und sind daher speicherbehaftete Heiz- und Kühlsysteme. Bei der Wärmeübertragung an den Raum handelt es sich im Grunde um einen Speicherlade- und -entladevorgang.
Elmar Bollin, Martin Schmelas

Kapitel 2. Heizen und Kühlen mit thermoaktiven Bauteilsystemen

Zusammenfassung
Als thermoaktive Bauteilsysteme (kurz TABS) werden im Allgemeinen Temperierungssysteme bezeichnet, die die Gebäudemasse durch bauteilintegrierte, wasserführende Rohrregister aktiv in die Klimatisierung von Räumen mit einbeziehen. Es gibt diverse Arten und Bezeichnungen für TABS. Die Normen und Richtlinien DIN EN 15377 [10], DIN EN 1264 [11] und VDI 6034 [12] befassen sich unter anderem mit dieser Art von Flächentemperiersystemen.
Elmar Bollin, Martin Schmelas

Kapitel 3. Steuerung und Regelung von thermoaktiven Bauteilsystemen

Zusammenfassung
Die in Abb. 3.1 dargestellte TABS-Regelstrecke wurde mit Hilfe von Laborversuchen charakterisiert. In der Regelungstechnik wird das Verhalten von Strecken untersucht und durch Sprungantworten charakterisiert. Es wird zunächst angenommen, dass es sich bei TABS um ein lineares zeitinvariantes System (LZI) vom TYP PT1 handelt.
Elmar Bollin, Martin Schmelas

Kapitel 4. Vorhersagemethoden in der TABS-Steuerung

Zusammenfassung
Die MLR (Multiple Lineare Regression) gehört zur Gruppe der Regressionsanalysen. Die Regressionsanalyse ist eine Methode um eine Beziehung zwischen unabhängigen Variablen Xp und abhängigen Variablen Yi durch die Bestimmung der unbekannten Parameter ßp zu ermitteln. Im Gegensatz zur einfachen linearen Regression besitzt die Multiple Lineare Regression mehrere unabhängige Variablen. Bei der MLR wird davon ausgegangen, dass der Zusammenhang zwischen allen Variablen linear ist. Die allgemeine Form der MLR wird in (4.1) dargestellt.
Elmar Bollin, Martin Schmelas

Kapitel 5. Adaptive und Prädiktive TABS-Steuerung AMLR

Zusammenfassung
Inhalt der AMLR-Entwicklung war es, einen selbstlernenden bzw. adaptiven und vorausschauenden Algorithmus auf Basis der MLR-Methode zur Steuerung von TABS, den AMLR-Algorithmus, zu finden. Auf die Installation eines TABS-Rücklauftemperatursensors für jede TABS-Zone sollte dabei aus Kostengründen verzichtet werden. Dazu musste der lineare MLR-Zusammenhang um die Einbeziehung einer Raumtemperaturmessung erweitert und ein Zusammenhang zwischen der den TABS zugeführten Energie Qmc und der an die am Bauteil angrenzenden Räume übertragenen Energie Qua hergestellt werden.
Elmar Bollin, Martin Schmelas

Kapitel 6. Erprobung AMLR

Zusammenfassung
Bei der Entwicklung des AMLR-Algorithmus bestand an der Hochschule Offenburg die Möglichkeit, sowohl die in AMLR genutzten TABS-Modelle zu testen als auch den AMLR-Steueralgorithmus im Labor mithilfe eines Klimateststandes zu erproben. Des weiteren war es möglich, die gewonnenen Erkenntnisse im Rahmen von Forschungsvorhaben in Pilotprojekten zu testen.
Elmar Bollin, Martin Schmelas

Kapitel 7. Zusammenfassung und Ausblick

Zusammenfassung
Aus den Messergebnissen der Simulationen , der Laborversuche sowie der Feldtests geht hervor, dass durch die AMLR insbesondere dann thermische Energie eingespart werden kann, wenn es bei der Standard-TABS-Strategie zu Überhitzungen im Heizfall und Unterkühlungen im Kühlfall kommt.
Elmar Bollin, Martin Schmelas

Backmatter

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