DE102019213018A1

DE102019213018A1 - Steuereinrichtung zum Regeln mindestens einer Raumklimagröße, Raumklimatisierungsanlage und Verfahren

Info

Publication number: DE102019213018A1
Application number: DE102019213018.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Gunnar Loehning; Sven Reimann; Pilipp Kotman
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2021-03-04

Abstract

Steuereinrichtung zum Regeln mindestens einer Raumklimagröße Y eines Gebäudes und/oder Gebäudeabschnitts, wobei die mindestens eine Raumklimagröße Y des Gebäudeabschnitts mittels einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage regelbar ist, wobei die Klima-, Heizungs- und/oder Lüftungsanlage zur Regelung der mindestens einen Raumklimagröße Y mindestens eine Stellgröße u aufweist, wobei die Steuereinrichtung ein Regelmodul 1 und ein Filtermodul 2 aufweist, wobei dem Regelmodul 1 ein Ist- oder Schätzwert der mindestens einen Raumklimagröße Y und ein Sollwert und/oder Sollintervall I der mindestens einen Raumklimagröße Y bereitgestellt ist, wobei das Regelmodul 1 ein auf einem Raumklimamodell Σ basierendes Regelmodul 1 bildet und ausgebildet ist, basierend auf dem Ist- oder Schätzwert, dem mindestens einen Sollwert und/oder Sollintervall I , dem Raumklimamodell Σ und mindestens einer Störgröße d die mindestens eine Stellgröße u so zu berechnen, dass mindestens ein Reaktionswert y der mindestens einen Raumklimagröße Y durch Anwenden der mindestens einen Stellgröße u durch die Klima-, Heizungs- und/oder Lüftungsanlage in das mindestens eine Sollintervall I geregelt wird, wobei das Filtermodul 2 ausgebildet ist, mindestens eine Schätzstörgröße d̂ für das Raumklimamodell Σ zu bestimmen oder zu messen und die mindestens eine Schätzstörgröße d̂ dem Regelmodul 1 als Störgröße d bereitzustellen.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum Regeln mindestens einer Raumklimagröße eines Gebäudeabschnitts, wobei die mindestens eine Raumklimagröße des Gebäudeabschnitts mittels einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage regelbar ist, wobei die Klimaanlage, Heizungsanlage und/oder Lüftungsanlage mindestens eine Stellgröße zur Regelung der Raumklimagröße aufweist.
Mittels HLK-Anlagen (Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlagen) werden Gebäude und/oder Gebäudeabschnitte auf ein für Personen angenehmes Raumklima eingeregelt. Dabei werden Raumklimagrößen wie Temperatur, Kohlenstoffdioxidgehalt, Luftfeuchtigkeit und/oder Luftzug entsprechend von Sollwerten eingeregelt. Häufig ist dabei die Raumklimagröße nicht auf einen festen Wert einzuregeln, sondern vielmehr in ein Sollwertintervall. Ein solches Intervall weist eine untere und/oder eine obere Grenze auf. Mittels mindestens einer Stellgröße wird die HLK-Anlage so geregelt, dass die Raumklimagröße möglichst in dem Soll-Intervall gehalten wird. Eine solche Regelung erfolgt beispielsweise mittels PI-Reglern. Bei der Steuerung der Raumklimagröße treten auch Störgrößen hinzu, beispielsweise ein Wärmeeintrag durch Personen oder ein Kälteeintrag aufgrund der Jahreszeit. Solche Störgrößen bleiben bisher im Wesentlichen bei der Regelung von HLK-Anlagen unberücksichtigt.
Die Druckschrift DE 10 2015 215 485 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt ein Verfahren zum Steuern einer Ist-Temperatur eines Gebäudes mittels mehrerer Schritte. Die Schritte umfassen dabei ein Erfassen von Wetterdaten und Gebäudebelegungsdaten; ein Festlegen einer Soll-Temperatur; ein Berechnen einer Kompensationstemperatur basierend auf den Wetterdaten und den Gebäudebelegungsdaten, ein Regulieren der Ist-Temperatur des Gebäudeteils basierend auf der Kompensationstemperatur.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum Regeln mindestens einer Raumklimagröße eines Gebäudeabschnitts mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Raumklimatisierungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und ein Verfahren zum Regeln mindestens einer Raumklimagröße mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
Es wird eine Steuereinrichtung zum Regeln mindestens einer Raumklimagröße vorgeschlagen. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise hardwaretechnisch ausgebildet. Alternativ kann die Steuereinrichtung ein Softwaremodul bilden. Die Steuereinrichtung ist insbesondere datentechnisch, signaltechnisch und/oder reglungstechnisch mit einer HLK-Anlage verbindbar und/oder verbunden. Als HLK-Anlage wird insbesondere eine Heizungs-, Klima- und/oder Lüftungsanlage verstanden, wobei diese Bestandteile einzeln als Geräte oder Funktionen vorliegen können und/oder kombiniert ausgeführt sein können. Mittels der Steuereinrichtung ist mindestens eine Raumklimagröße dynamisch regelbar und/oder nachregelbar. Das Regeln kann als ein Einstellen der Raumklimagröße im Speziellen verstanden werden. Ferner kann es vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl an Raumklimagrößen, beispielsweise fünf oder zehn, von der Steuereinrichtung geregelt sind. Die Mehrzahl an Raumklimagrößen können unabhängige Klimagrößen bilden oder voneinander abhängig sein und/oder sich gegenseitig beeinflussen. Das Regeln der Raumklimagröße wird insbesondere als ein Einstellen und/oder Regeln eines Wertes der Raumklimagröße verstanden. Der Gebäudeabschnitt ist beispielsweise ein Raum und/oder ein funktional zusammenhängender Abschnitt des Gebäudes. Gebäudeabschnitte werden insbesondere auch als Zonen bezeichnet. Im Speziellen ist es vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, mindestens eine Raumklimagröße in einer Mehrzahl von Gebäudeabschnitten zu regeln, wobei die Regelung der Raumklimagrößen in den unterschiedlichen Gebäudeabschnitten vorzugsweise unabhängig voneinander erfolgt. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, Regelsignale auszugeben und mittels der Regelsignale die HLK-Anlage anzusteuern.
Der Gebäudeabschnitt ist mittels einer Klima-, Heizungs- und/oder Lüftungsanlage klimatisierbar, beheizbar, kühlbar und/oder belüftbar. Insbesondere ist die Raumklimagröße mittels der Klima-, Heizungs- und/oder Lüftungsanlage regelbar. Beispielsweise kann die HLK-Anlage aus Teilmodulen gebildet sein, beispielsweise weist der Gebäudeabschnitt Heizelemente wie Radiatoren oder eine Fußbodenheizung auf, Kühlelemente wie eine Klimatisierungs- oder Kühlanlage und/oder eine Lüftungsanlage auf, die insbesondere für Frischluftversorgung und/oder -regelung ausgelegt ist. Das Zusammenwirken der einzelnen Elemente kann insbesondere als HLK-Anlage verstanden werden. Beispielsweise umfasst das Gebäude und/oder der Gebäudeabschnitt die HLK-Anlage. Die HLK-Anlage ist insbesondere steuerungs- und/oder regelungstechnisch mit der Steuereinrichtung verbunden. Die Klima-, Heizungs- und/oder Lüftungsanlage, insbesondere HLK-Anlage, ist zur Regelung der Raumklimagröße und/oder der Raumklimagrößen ausgebildet, wobei die HLK-Anlage hierzu mindestens eine Stellgröße aufweist. Die Stellgröße ist ausgebildet, die HLK-Anlage so zu betreiben, dass ein Sollwert oder Soll-Intervall der Raumklimagröße erreicht wird. Beispielsweise ist eine Stellgröße eine Betriebsleistung der HLK-Anlage, eine Temperatur eines Heizelementes oder eine Luftstrommenge. Insbesondere kann die HLK-Anlage eine Mehrzahl an Stellgrößen aufweisen, die insbesondere redundant ausgebildet sind, wobei durch die Mehrzahl an Stellgrößen die gleiche Raumklimagröße regelbar ist.
Die Steuereinrichtung weist ein Regelmodul und ein Filtermodul auf. Das Regelmodul und das Filtermodul können hardwaretechnisch oder softwaretechnisch ausgebildet sein. Insbesondere sind Regelmodul und Filtermodul im Datenaustausch und/oder datentechnisch verbunden.
Insbesondere können Regelmodul und Filtermodul in einem gemeinsamen Modul ausgebildet sein, beispielsweise als ein gemeinsamer Chip.
Dem Regelmodul ist ein Ist-Wert der mindestens eine Raumklimagröße bereitgestellt und/oder bereitstellbar. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung hierzu ein Messmodul zum Messen und/oder Bestimmen des Ist-Werts aufweisen. Die Bestimmung des Ist-Werts kann ferner durch die HLK-Anlage erfolgen, wobei der Ist-Wert dann datentechnisch der Steuereinrichtung und/oder dem Regelmodul bereitgestellt ist. Der Ist-Wert wird insbesondere zyklisch, beispielsweise im Sekunden- oder Minutentakt, ermittelt. Dem Regelmodul ist vorzugsweise stets der aktuelle beziehungsweise gerade ermittelte Ist-Wert bereitgestellt.
Dem Regelmodul ist ein Soll-Intervall der mindestens einen Raumklimagröße bereitgestellt oder bereitstellbar. Beispielsweise kann das Soll-Intervall von einem Benutzer einstellbar sein. Das Soll-Intervall umfasst vorzugsweise eine Untergrenze und eine Obergrenze. Die Steuereinrichtung ist insbesondere ausgebildet, die Raumklimagröße innerhalb des Soll-Intervalls zu halten. Das Soll-Intervall kann insbesondere ein zeitabhängiges Soll-Intervall sein, beispielsweise können sich Untergrenze und/oder Obergrenze des Soll-Intervalls im Jahresverlauf, beispielsweise bezüglich der Jahreszeiten, verändern. Beispielsweise ist für eine Raumklimagröße als Raumtemperatur die Untergrenze des Soll-Intervalls im Sommer eine höhere Temperatur als im Winter. Das Soll-Intervall kann im Speziellen als ein offenes Intervall ausgebildet sein, beispielsweise einseitig offen und auf der anderen Seite durch eine Ober- oder Untergrenze begrenzt.
Das Regelmodul bildet ein auf einem Raumklimamodell basierendes Regelmodul. Das Raumklimamodell ist als ein physikalisches Modell ausgebildet. Beispielsweise ist das Raumklimamodell ein thermodynamisches Modell des Gebäudeabschnitts. Das Raumklimamodell umfasst insbesondere Wärmequellen und/oder -senken. Beispielsweise ist das Regelmodul ausgebildet, ein modellbasiertes Verfahren zur Berechnung von Größen, insbesondere Stellgrößen, anzuwenden, wobei dieses Modell auf dem Raumklimamodell basiert. Vorzugsweise ist das Raumklimamodell ein analytisch lösbares Raumklimamodell, alternativ kann das Raumklimamodell als ein nicht analytisch lösbares Raumklimamodell ausgebildet sein und/oder als ein nummerisch lösbares Raumklimamodell. Beispielsweise kann das Regelmodul ausgebildet sein, ein Lösungs- und/oder Simulationsverfahren für das Raumklimamodell und/oder basierend auf dem Raumklimamodell anzuwenden.
Das Regelmodul ist ausgebildet, basierend auf dem Raumklimamodell, dem Ist-Wert, dem Soll-Intervall und einer Störgröße die, mindestens eine, Stellgröße so zu bestimmen, dass ein Reaktionswert der Raumklimagröße in das Soll-Intervall geregelt wird. Die verwendete Störgröße ist beispielsweise eine Schätzstörgröße als Schätzung der realen Störgröße. Der Reaktionswert ist insbesondere der Wert der Raumklimagröße, der sich durch Anwendung der Stellgröße mittels der Klima, Heizungs- und/oder Lüftungsanlage in dem Gebäudeabschnitt ergibt. Insbesondere kann das Regelmodul ausgebildet sein, mindestens eine oder mehrere Stellgrößen basierend auf dem Raumklimamodell so zu bestimmen, dass mehrere, abhängige oder unabhängige Raumklimagrößen, beziehungsweise deren Ist-Wert, in ihr Soll-Intervall geregelt werden. Im Speziellen ist das Regelmodul ausgebildet, bei der Bestimmung der Stellgrößen konkurrierende Kriterien und/oder Bedingungen zu berücksichtigen, beispielsweise werden diese im Raumklimamodell bereits berücksichtigt. Konkurrierende Kriterien und/oder Bedingungen ergeben sich insbesondere für Raumklimagrößen und/oder Stellgrößen, die voneinander abhängig sind. Insbesondere ist das Regelmodul ausgebildet, die Stellgrößenberechnung so durchzuführen, dass sich ein robustes Verhalten des Regelkreises ergibt. Beispielsweise ist die Steuereinrichtung gegenüber Störgrößen und/oder Modellunsicherheiten robust. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Regelmodul mit Stellgrößenbeschränkungen umgehen und/oder anwenden kann und/oder eine stationäre Genauigkeit ermöglicht.
Das Filtermodul ist beispielsweise als ein Kalman-Filter ausgebildet. Das Filtermodul und/oder der Kalman-Filter ist ausgebildet, eine Schätzstörgröße oder mehrere Schätzstörgrößen für das Raumklimamodell zu bestimmen. Ferner ist das Filtermodul ausgebildet, die Schätzstörgröße dem Regelmodul bereitzustellen, wobei das Regelmodul die Schätzstörgröße als Störgröße anwendet, insbesondere im nächsten und/oder folgenden Berechnungsschritt der Stellgröße. Die Schätzstörgröße ist beispielsweise ein Wärmeeintrag und/oder ein Kälteeintrag. Ferner kann die Schätzstörgröße als eine Einstrahlung, beispielsweise Licht- oder Wärmeeinstrahlung, ausgebildet sein. Weitere Möglichkeiten für Schätzstörgrößen sind beispielsweise ein Wärmeeintrag durch Menschen, ein CO₂-Eintrag durch Menschen oder anderweitiger CO₂-Eintrag, ein Wärmeeintrag durch technische Geräte, ein Ozoneintrag durch Druck- und Kopiergeräte oder anderweitige Größen, die sich durch Menschen oder technische Geräte ergeben. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Filtermodul ausgebildet ist, die Schätzstörgröße zyklisch zu ermitteln und/oder zu bestimmen. Beispielsweise erfolgt die Bestimmung der Schätzstörgröße durch das Filtermodul vor oder nach der Berechnung der Stellgröße durch das Regelmodul.
Es ist eine Überlegung der Erfindung, eine Steuereinrichtung bereitzustellen, die einen einfach parametrisierbaren Regler für die Stellgröße bildet und besonders robust ausgebildet ist. Mittels der Steuereinrichtung ist ein thermischer Komfort und/oder eine Luftqualität im Gebäudeabschnitt sichergestellt. Ferner ist es eine Überlegung, eine Steuereinrichtung bereitzustellen, die besonders energieeffizient ist und eine schnelle Reaktion auf Wünsche des Nutzers ermöglicht. Dies wird gelöst durch eine Steuereinrichtung, die insbesondere eine integrierte Klimaregelung bildet, welche eine Konvergenz der Raumklimagröße zum gewünschten Soll-Intervall unter Minimierung und/oder Optimierung des Energieverbrauchs erreicht. Dies wird insbesondere dadurch gelöst, dass die Steuereinrichtung sich in eine integrierte Stellgrößengenerierung und eine Störgrößenunterdrückung/Störgrößenschätzung aufteilt. Insbesondere ermöglicht die Stellgrößengenerierung und/oder Berechnung eine Optimierung des Energieverbrauchs und eine schnelle Reaktion auf die Wünsche des Nutzers, wobei insbesondere auch konkurrierende Kriterien wie thermischer Komfort, CO₂-Konzentration oder Energieeffizienz berücksichtigbar sind. Durch die Schätzung der Störgröße, wie beispielsweise den Wärmeeintrag und/oder den CO₂-Eintrag, wird ein guter Komfort sichergestellt.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass dem Filtermodul und im Speziellen dem Kalman-Filter, die berechnete Stellgröße, der Ist-Wert und/oder der Reaktionswert bereitgestellt ist. Ferner kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass dem Filtermodul und/oder dem Kalman-Filter das Raumklimamodell bereitgestellt und/oder implementiert ist. Beispielsweise ist das Filtermodul ausgebildet, die Störgröße so zu bestimmen, dass diese das Modell, insbesondere Raumklimamodell, so anpasst, dass die Anwendung der Stellgröße den Reaktionswert liefert. Beispielsweise kann es in der Realität so aussehen, dass die Anwendung der berechneten Stellgröße durch die Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage bei der Berechnung im Raumklimamodell einen berechneten Reaktionswert liefert, der nicht dem realen und/oder gemessenen Reaktionswert entspricht, beispielsweise zu hoch oder zu niedrig ist. Das Filtermodul bestimmt dann eine Störgröße so, dass der berechnete Reaktionswert und der reale Reaktionswert übereinstimmen. Insbesondere kann das Filtermodul als ein neuronales Netz ausgebildet sein, das lernfähig bezüglich der Störgrößenschätzung ist.
Besonders bevorzugt ist es, dass das Regelmodul ausgebildet ist, ein Regelungsverfahren anzuwenden, das ein Internal Model Control-Verfahren bildet. Als ein Internal Model Control-Verfahren wird insbesondere ein Verfahren verstanden, welches ausgebildet ist und/oder angelehnt ist an das Verfahren, welches in „The internal model principle of control theory‟ (B.A. Francis, W.M. Wonham; Automatica, Volume 12, Issue 5, 1976, Pages 457-465, ISSN 0005-1098) vorgestellt wurde. Ein Internal Model Control (IMC) Verfahren kann insbesondere mittels einer IMC-Struktur erzielt werden. Die IMC-Struktur umfasst insbesondere einen Regler und ein Modell. Der Unterschied zwischen einer IMC-Struktur und einer gewöhnlichen Feedbackstruktur kann beispielsweise darin bestehen, dass das Modell einen expliziten Bestandteil des Regelkreises und/oder Regelmoduls darstellt und/oder dass das rückgeführte Feedbacksignal beispielsweise eine andere Bedeutung hat. Beispielsweise wird bei einer IMC-Struktur der Unterschied zwischen dem Modellausgang und dem realen Ausgang, beispielsweise dem Reaktionswert und dem berechneten Reaktionswert, dem IMC zurückgeführt. Beispielsweise kann das Funktionsprinzip einer IMC-Struktur wie folgt beschrieben werden: Mittels eines perfekten Modells und bei Abwesenheit von Störungen verschwindet das Rückführsignal, und der Regler würde wie eine Vorsteuerung funktionieren. Bei Modellunsicherheiten und/oder Störungen würde beispielsweise das Rückführsignal das Referenzsignal um deren Einfluss anpassen. Das Modell der IMC-Struktur ist beispielsweise wie das Raumklimamodell ausgebildet. Der Regler Q der IMC-Struktur kann beispielsweise zwei Elemente umfassen insbesondere einen Filter und eine flachheitsbasierte Vorsteuerung. Der Filter der IMC-Struktur filtert beispielsweise ein Referenzsignal, sodass die Trajektorien realisiert werden können. Die Ausgangssignale des Filters werden vorzugsweise auch virtuelle Zustände genannt. Eine Stellgrößenbeschränkung könnte beispielsweise in diesem Schritt berücksichtigt sein. Als Vorsteuerung wird beispielsweise verstanden, dass dank der Flachheit des Modells der virtuelle Eingang mit Hilfe des flachen Ausgangs beschrieben werden kann.
Besonders bevorzugt ist es, dass das Raumklimamodell mittels mindestens einer Differenzialgleichung oder einer Mehrzahl an Differenzialgleichungen beschreibbar ist. Die Differenzialgleichungen sind beispielsweise gekoppelte Differenzialgleichungen. Alternativ und/oder ergänzend kann das Raumklimamodell als ein RC-Modell ausgebildet sein. Das RC-Modell ist als ein thermisches RC-Modell beispielsweise darstellbar. Ein RC-Modell kann beispielsweise Knoten umfassen, wobei als Knoten beispielsweise Wärme, Luft oder Kältequellen und/oder -senken verstanden werden können.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Regelmodul ausgebildet ist, eine Rückführgröße und einen Erwartungsreaktionswert zu bestimmen. Die Rückführgröße ist beispielsweise als das Feedbacksignal der IMC-Struktur ausgebildet. Die Rückführgröße ist vorzugsweise als eine Differenz des Reaktionswertes und eines Erwartungsreaktionswertes ausgebildet. Der Erwartungsreaktionswert ist vorzugsweise der mittels des Klimamodells berechnete Reaktionswert. Die Differenz kann insbesondere eine gewichtete Differenz bilden. Das Regelmodul ist beispielsweise ausgebildet, die Rückführgröße zur Bestimmung der Stellgröße anzuwenden. Beispielsweise wird die Rückführgröße von der Eingangsgröße des Regelmoduls abgezogen. Die Rückführgröße beschreibt beispielsweise eine Abweichung von Modell und Realität, sodass durch Berücksichtigung der Rückführgröße eine verbesserte Regelung der Raumklimagröße möglich ist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Raumklimagröße mittels mindestens zweier Stellgrößen regelbar ist. Die mindestens zwei Stellgrößen sind vorzugsweise als redundante Stellgrößen zu verstehen und/oder ausgebildet. Beispielsweise kann ein und dieselbe Raumklimagröße mittels unterschiedlicher Stellgrößen geregelt und/oder einstellbar sein. Das Regelmodul ist dabei ausgebildet, die Stellgrößen basierend auf einer Kostenfunktion und/oder unter einer Energieoptimierung beziehungsweise einer Energieminimierung zu berechnen. Beispielsweise bestimmt das Regelmodul hierzu, welche Stellgrößen zur Raumklimagrößenregelung und/oder in welchem Maß diese zu verwenden sind, damit die Raumklimagröße möglichst energieoptimal oder energieoptimal auf den Soll-Wert und/oder in das Soll-Intervall geregelt werden kann. Beispielsweise kann eine Raumtemperatur als Raumklimagröße mittels einer Fußbodenheizung und einer Wandheizung geregelt werden, wobei das Regelmodul dann zum Beispiel ausgebildet ist, die Stellgrößen für Fußbodenheizung und Wandheizung so zu bestimmen, dass durch Zusammenwirken dieser die Klimatisierung des Raumes möglichst energieoptimal erfolgt. Die Kostenfunktion und/oder die Energieoptimierung kann insbesondere andere Zielfunktionen berücksichtigen. Zum Beispiel kann die Abweichung einer Größe zum gewünschten Intervall mit einem Gewichtungsparameter zur Kostenfunktion hinzugefügt werden. Somit kann beispielsweise der Gewichtungsparameter den Komfort im Vergleich zum Energieverbrauch gewichten. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, eine Steuereinrichtung bereitzustellen, welche die Parametrisierung von redundanten Stellgrößen energieoptimiert ermöglicht.
Besonders bevorzugt ist es, dass die Steuereinrichtung zur Regelung mindestens zweier Raumklimagrößen ausgebildet ist. Die Raumklimagrößen sind insbesondere als voneinander abhängige und/oder sich gegenseitig bedingende Raumklimagrößen ausgebildet. Alternativ können die Raumklimagrößen unabhängig voneinander ausgebildet sein, beispielsweise bildet eine Raumklimagröße eine Temperatur und die andere Raumklimagröße einen CO₂-Gehalt. Die mindestens zwei Raumklimagrößen sind insbesondere mittels einer gemeinsamen Stellgröße regelbar. Dies hat beispielsweise zur Folge, dass die Regelung und/oder Änderung einer Stellgröße zur Veränderung beider Raumklimagrößen führt. Beispielsweise ist eine Raumklimagröße der CO₂-Gehatt und die andere Raumklimagröße die Temperatur, wobei eine gemeinsame Stellgröße beispielsweise eine Lüftungsanlage darstellt, wobei die Lüftungsanlage sowohl Frischluft zuführt und den CO₂-Gehattändert, aber auch eine Frischlufttemperatur aufweist, die eine Mischtemperatur der Raumluft im Gebäudeabschnitt mit sich bringt.
Optional ist es vorgesehen, dass die mindestens zwei Raumklimagrößen eine erste Raumklimagröße und eine zweite Raumklimagröße umfassen. Die erste Raumklimagröße weist ein erstes Soll-Intervall auf und die zweite Raumklimagröße weist ein zweites Soll-Intervall auf. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass eine der beiden Raumklimagrößen als eine wichtigere und/oder bevorzugte Raumklimagröße ausgewählt und/oder ausgebildet ist, beispielsweise, dass die erste Raumklimagröße und deren Einhaltung im Soll-Intervall wichtiger und/oder bevorzugt ist gegenüber einer Einhaltung der zweiten Raumklimagröße. Das Regelmodul ist insbesondere eingerichtet, einen Stellgrößenwert zu berechnen, wobei der Stellgrößenwert einen mindestens benötigten Stellgrößenwert oder maximal zulässigen Stellgrößenwert für die Stellgröße beschreibt, der zur Regelung der ersten Raumklimagröße in das erste Soll-Intervall benötigt wird. Das Regelmodul ist dabei insbesondere ferner ausgebildet, die zweite Stellgröße so zu berechnen, dass der zulässige Bereich für die erste Stellgröße berücksichtigt und/oder eingehalten wird. Beispielsweise wird der benötigte Stellgrößenwert zur Einregelung der ersten Raumklimagröße als ein Mindestwert der Stellgröße bestimmt, wobei das Regelmodul die zweite Stellgröße so berechnet, dass dieser Mindestwert der Stellgröße erhalten bleibt und/oder mindestens überschritten wird. Die erste Stellgröße und die zweite Stellgröße sind insbesondere die gleichen Stellgrößen. Beispielsweise bildet die erste Raumklimagröße einen CO₂-Gehalt und die zweite Raumklimagröße eine Temperatur, wobei das Berechnungsmodul ausgebildet ist, den CO₂-Gehalt mittels einem Frischluftstrom zu regeln, wobei der Frischluftstrom einen Mindestluftstrom erfüllen muss, wobei das Regelmodul ausgebildet ist, die Temperaturregelung ebenfalls mittels des Frischluftstroms durchzuführen, wobei zur Temperaturregelung das Regelmodul berücksichtigt, dass der Mindestluftstrom wegen der CO₂-Regelung nicht unterschritten werden darf.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Regelmodul zur Berechnung der mindestens zwei Raumklimagrößen mindestens zwei Teilregler umfasst. Die Teilregler sind insbesondere jeweils ausgebildet, jeweils die Stellgröße für eine der beiden Klimagrößen zu bestimmen. Beispielsweise ist der erste Teilregler zur Stellgrößenbestimmung für die erste Raumklimagröße ausgebildet und der zweite Teilregler zur Bestimmung der Stellgrößen für die zweite Raumklimagröße.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Teilregler als eine kaskadierte Struktur angeordnet sind. Beispielsweise folgt der zweite Teilregler auf den ersten Teilregler. Vorzugsweise stehen der erste Teilregler und der zweite Teilregler in einem Austausch, insbesondere Datenaustausch, und im Speziellen Austausch der Stellgrößen. Beispielsweise stellt der erste Teilregler die berechneten und/oder bestimmten Stellgrößen dem zweiten Teilregler bereit, wobei der zweite Teilregler die bestimmten und/oder berechneten Stellgrößen dem ersten Teilregler bereitstellt.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Regelmodul ausgebildet ist, eine Stellgrößenbegrenzung zu berücksichtigen. Beispielsweise kann die Stellgrößenbegrenzung hardwarebedingt sein, beispielsweise Leistungsgrenzen der Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage. Ferner können die Stellgrößenbegrenzungen beispielsweise durch die mindestens benötigten Stellgrößenwerte und/oder maximal zulässigen Stellgrößenwerte gegeben sein.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Raumklimagröße eine Raumtemperatur, eine Luftfeuchtigkeit, einen Kohlendioxidgehalt, einen Feinstaubgehalt, einen Ozongehalt oder Luftzug bildet. Beispielsweise ist die Raumklimagröße in Form einer Raumtemperatur mit dem Soll-Intervall zwischen 20 Grad Celsius und 25 Grad Celsius ausgebildet. Das Soll-Intervall für das Kohlenstoffdioxid kann beispielsweise nur eine obere Grenze aufweisen, beispielsweise einen Kohlenstoffdioxidgehalt kleiner als 1000 ppm.
Optional ist es vorgesehen, dass die Stellgröße einen Luftmassenstrom oder einen Wärmemassenstrom bildet. Als Luftmassenstrom wird beispielsweise eine Luftmenge pro Zeit verstanden und als Wärmemassenstrom wird beispielsweise die eingebrachte Wärmemenge pro Zeit verstanden. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass eine Lüftungsanlage als Stellgrößen den Luftmassenstrom und einen Wärmemassenstrom aufweist, insbesondere, weil die zugeführte Luftmasse eine Wärme und/oder Wärmekapazität aufweist.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Raumklimatisierungsanlage, beispielsweise eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungsanlage. Die Raumklimatisierungsanlage ist ausgebildet, eine Raumklimagröße, beispielsweise Temperatur, Kohlenstoffdioxidgehalt oder Luftfeuchtigkeit in einem Gebäudeabschnitt beeinflussen und/oder regeln zu können. Die Raumklimatisierungsanlage umfasst eine Steuereinrichtung wie vorher beschrieben. Die Steuereinrichtung ist eine in die Raumklimatisierungsanlage integrierte Steuereinrichtung.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zum Regeln mindestens einer Raumklimagröße eines Gebäudeabschnitts. Das Verfahren sieht dabei vor, dass mittels eines Filters, insbesondere eines Kalman-Filters, eine Schätzstörgröße für ein Raumklimamodell bestimmt wird. Mittels eines Regelmoduls wird eine Stellgröße zur Regelung einer Heizungs-, Klima- und/oder Lüftungsanlage bestimmt. Die Bestimmung der Stellgröße erfolgt basierend auf der Schätzstörgröße, einem gemessenen Ist-Wert der Raumklimagröße, einem Soll-Intervall für die Raumklimagröße und einem Raumklimamodell. Die Bestimmung der Stellgröße erfolgt insbesondere unter Energieoptimierung.
Weitere Vorteile, Wirkungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Figuren und deren Beschreibung. Dabei zeigen:

1 schematisch eine Raumklimagrößensteuerung als ein Ausführungsbeispiel;
2 Ablaufdiagramm als ein Ausführungsbeispiel zur Raumklimagrößensteuerung;
3 Ausführungsbeispiel eines Regelungsmoduls;
4 Steuerung von zwei Raumklimagrößen als Ausführungsbeispiel;
5 Ablaufdiagramm einer möglichen Raumklimagrößensteuerung.

1 zeigt beispielhaft die Steuerung einer Raumklimagröße Y in einem Gebäudeabschnitt. Der Gebäudeabschnitt ist beispielsweise ein Raum eines Gebäudes. Die Raumklimagröße ist beispielsweise eine Temperatur, eine Luftfeuchtigkeit oder ein Kohlenstoffdioxidgehalt. Der Gebäudeabschnitt und/oder das Gebäude wird mittels einer HLK-Anlage (Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage) klimatisiert, gekühlt, gewärmt und/oder belüftet. Die Regelung der Raumklimagröße Y erfolgt insbesondere mittels der HLK-Anlage, beispielsweise durch aktives Beheizen, Kühlen oder Luftzufuhr.
Die Ansteuerung der HLK-Anlage erfolgt mittels einer Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung ein Regelmodul 1 und ein Filtermodul 2 umfasst. Das Regelmodul 1 und das Filtermodul 2 sind insbesondere in einem datentechnischen Austausch und vorzugsweise in einem gemeinsamen Bauelement, beispielsweise Chip oder Softwaremodul, ausführbar. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, die HLK-Anlage mittels einer Stellgröße u anzusteuern. Die Stellgröße u wird von der HLK-Anlage in der Realwelt 3 angewendet. Durch das Anwenden der Stellgröße u in der Realität nimmt die Raumklimagröße Y den Reaktionswert y an. Die Steuereinrichtung weist ferner eine Messeinrichtung zur Messung der Raumklimagröße Y auf.
Das Regelmodul 1 ist als ein modellbasiertes Regelmodul ausgebildet und basiert auf einem IMC-Verfahren. Dem Regelmodul 1 ist ein Soll-Intervall I der Raumklimagröße Y bereitgestellt. Insbesondere Ist das Soll-Intervall I durch einen Benutzer veränderbar und/oder einstellbar. Das Soll-Intervall I kann ein geschlossenes Intervall sein in der Form I = [y_min; y_max]. Alternativ kann das Soll-Intervall I ein einseitig offenes Intervall sein, beispielsweise I = [ymin; ∞_]. Ferner ist dem Regelmodul 1 ein Modell Σ bereitgestellt oder hinterlegt. Das Modell Σ ist eine physikalische Beschreibung der Thermodynamik und/oder der Raumklimagröße des Gebäudeabschnitts, unter Berücksichtigung der Stellgrößen u der HLK-Anlage. Ferner umfasst das Raumklimamodell Σ mindestens eine Störgröße d. Die Störgröße d beschreibt beispielsweise einen Energieeintrag basierend auf Menschen in dem Gebäudeabschnitt. Die Störgröße d kann beispielsweise eine Wärmeleistung darstellen. Ferner ist dem Regelmodul 1 eine Schätzstörung und eine Schätzreaktion ŷ bereitgestellt. Die Schätzstörung d̂ und die Schätzreaktion ŷ werden oder sind von dem Filtermodul 2 bereitgestellt. Insbesondere kann bei erstmaliger Anwendung und/oder im ersten Zyklus von dem Regelmodul 1 die Schätzreaktion ŷ als der Reaktionswert und die Schätzstörung als null gesetzt sein.
Das Regelmodul 1 ist ausgebildet, basierend auf dem Sollwert oder dem Soll-Intervall I, der Schätzreaktion ŷ, der Schätzstörung d̂, dem Raumklimamodell Σ und eine Stellgröße oder mehrere Stellgrößen u zu bestimmen, die so bestimmt sind, dass durch deren Anwendung durch die HLK-Anlage der Reaktionswert nach der Anwendung in dem Soll-Intervall I liegt oder näher an das Soll-Intervall I gelangt.
Dem Filtermodul 2 ist ferner ebenfalls das Raumklimamodell Σ bereitgestellt. Ferner ist dem Filtermodul 2 die Stellgröße u bereitgestellt und der Reaktionswert y. Das Filtermodul 2 bildet einen Kalman-Filter und gibt basierend auf der Stellgröße u, dem Raumklimamodell Σ und dem Reaktionswert y eine Schätzstörung d̂ und eine Schätzreaktion ŷ aus. Diese Schätzreaktion ŷ und Schätzstörung wird dem Regelmodul 1 bereitgestellt. Durch diese Bereitstellung kann eine Störgrößenunterdrückung der Störgröße d durch das Regelmodul 1 erfolgen, sodass eine komfortable und robuste Steuerung und/oder Regelung der HLK-Anlage erfolgt.
2 zeigt beispielhaft einen Verfahrensablauf zur Regelung der Raumklimagröße. In einem Schritt 100 wird die Steuereinrichtung oder das Verfahren initialisiert beziehungsweise gestartet. Durch das Starten im Schritt 100 wird in dem Verfahrensschritt 200 das Soll-Intervall I festgelegt, eingestellt oder abgerufen. Ferner wird ein Ist-Wert der Raumklimagröße y bestimmt. Ferner kann in diesem Verfahrensschritt 200 eine Stellgrößenbeschränkung als Datum festgelegt oder abgerufen werden. Die Stellgrößenbeschränkung U_max ist beispielsweise eine Maximalleistung der Heizungsanlage. Die in dem Verfahrensschritt 200 bestimmten, eingestellten oder abgerufenen Daten werden dem Regelmodul bereitgestellt. Insbesondere kann dieses Bereitstellen an das Regelmodul als ein Bereitstellen der Daten an den Verfahrensschritt 300 verstanden werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Raumklimagröße eine Temperatur.
In dem Schritt 300 erfolgt die Berechnung und insbesondere Optimierung der Stellgrößen u₁ und u₂. Die Stellgröße u₁ ist beispielsweise ein Luftmassenstrom und die Stellgröße u₂ ein Radiatormassenstrom. In diesem Schritt wird basierend auf dem Raumklimamodell Σ, dem Soll-Intervall I, der gemessenen Temperatur y und gegebenenfalls der Stellgrößenbeschränkung u_max die Stellgrößen u₁ und u₂ bestimmt. Diese Bestimmung der Stellgrößen u₁, u₂ beziehungsweise deren Werte erfolgt unter Energieoptimierung, beispielsweise so, dass der Energieaufwand zum Erzielen der Soll-Temperatur möglichst gering ist. Die Stellgrößen u₁ und u₂ werden dem Schritt 400 weitergegeben.
In dem Schritt 400 erfolgt eine Schätzung des Störparameters d̂. Diese Schätzung des Störparameters d̂ erfolgt mit dem Kalman-Filter beziehungsweise dem Filtermodul 2. Der Störparameters d̂ ist hier ein zusätzlicher Wärme- und/oder Kälteeintrag. Beispielsweise kann als Wärmeeintrag die Heizleistung einer Person und als Kälteeintrag eine Kältebrücke zur Außenwelt verstanden werden.
Nach dem Schritt 400 kann erneut zum Schritt 100, dem Start, gegangen werden und diese Schritte zyklisch durchlaufen werden. Alternativ kann beispielsweise bei einem Abschalten der Steuereinrichtung nach dem Schritt 400 der Schritt 500 erfolgen, dem Beenden der Regelungsschleife.
3 zeigt beispielhaft ein Regelmodul 1. Das Regelmodul 1 umfasst einen Filter 4 und ein modellbasierte Vorsteuerung 5. Der Filter 4 ist beispielsweise ausgebildet, aus dem einem Eingangssignal r̃ durch Filterungen die Größen y_d, ẏ_d, ÿ_d zu bestimmen. Die Größen y_d, ẏ_d, ÿ_d sind insbesondere die geplante virtuelle Trajektorie und/oder deren Ableitungen der Raumklimagröße Y. Das Modul 5 kann beispielsweise als die Invertierung des Raumklimamodells verstanden werden. In diesem Beispiel würde das Modul 5 als Σ^-1 ausgebildet sein. Der Filter 4 zusammen mit dem Modul 5 kann insbesondere als ein Regler Q verstanden werden. Die Anwendung des Moduls 5 auf die Parameter y_d, ẏ_d, ÿ_d wird genutzt, um die Stellgröße und/oder Stellgrößen u zu bestimmen. Die Stellgrößen u wird auf die HLK-Anlage und die Realität 3 angewendet. Auf die Realität 3 wirkt insbesondere auch der Störparameter d. Durch die Anwendung der Parameter u in der Realität wird der Reaktionswert y erzielt.
Ferner ist das Regelmodul 1 ausgebildet, die Parameter u auf das Modell 6 anzuwenden. Das Modell 6 ist beispielsweise das Modell Σ. Allgemeiner kann das Modell 6 als die Invertierung des Modells 5 verstanden sein. Das Regelmodul 1 ist ausgebildet, die Parameter u auf das Modell und/oder mit dem Modell 6 anzuwenden. Durch diese Anwendung wird eine berechnete Reaktion y* bestimmt. Durch eine Subtraktion 7 wird von dem Reaktionswert y der berechnete Reaktionswert y* abgezogen und so der Rückführungswert r* bestimmt. Der Rückführungswert r* wird als Subtraktion am Eingang 8 zu Bildung des Eingangssignal r̃ berücksichtig.
4 zeigt beispielhaft eine Regelung von zwei Klimagrößen Y1 und Y2. Die Raumklimagröße Y1 ist beispielsweise ein CO₂-Gehattund die Raumklimagröße Y2 ist beispielsweise eine Temperaturregelung. Die Steuereinrichtung 1 ist hierbei ausgebildet, die Raumklimagrößen Y1 und Y2 mittels einer ersten Teilregelung 9a und einer zweiten Teilregelung 9b zu regeln. Die Regelung erfolgt dabei mittels eines Volumenstroms an Zuluftṁ.
Der erste Teilregler 9a ist ausgebildet, einen Volumenstrom ṁ_min zu bestimmen, der mindestens als Zuluftstrom einzustellen ist, dass die CO2-Grenzkonzentration nicht überschritten wird und die Raumklimagröße Y1 in das Soll-Intervall fällt.
Der Teilregler 9b ist ausgebildet, den Zuluftstrom so einzustellen, dass die Temperatur des Gebäudeabschnitts in das Soll-Intervall der Temperatur fällt. Dabei ist der Teilregler 9b ausgebildet, den Mindestvolumenstrom ṁ_min zu berücksichtigen, insbesondere, dass dieser nicht unterschritten wird. Der Teilregler 9b bestimmt als Stellgröße u den einzuregelnden Strom m. Diese Stellgröße u wird der HLK-Anlage bereitgestellt und in der Realität angewendet, sodass in der Realität der Reaktionswert y1 und, soweit möglich auch y2 erreicht wird.
Teilregler 9a und 9b sind kaskadiert angeordnet, sodass der Teilregler 9a seinen berechneten Mindeststrom ṁ_min, der insbesondere die berechnete Stellgröße bildet, dem zweiten Teilregler 9b bereitstellt. Der zweite Teilregler 9b wiederum stellt als Ausgangsgröße die Stellgröße u der HLK-Anlage bereit und ferner dem ersten Teilregler. Dem ersten Teilregler und dem zweiten Teilregler sind ferner die Reaktionswerte Y1 und Y2 als Anwendung des Stellparameters u in der Realität bereitgestellt. So kann eine besonders robuste Klimasteuerung erzielt werden.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Verfahrensablauf, bei dem eine Raumklimagröße mittels einer Stellgröße geregelt wird, wobei die Stellgrößen analytisch bestimmt werden. Der Schritt 100 bildet wieder einen Startschritt, der beispielsweise Initialisierung oder Aufrufen oder Verfahrensstart bedeutet. Durch diesen wird eine Ist-Temperaturmessung eingeleitet, wobei die Ist-Temperatur den Messwert y bildet. Ferner wird abgerufen oder eingestellt das Soll-Intervall I. Diese Größen werden in dem Verfahrensschritt 600b definiert, gemessen oder eingestellt.
In dem Verfahrensschritt 600a werden von dem Regelmodul 1 virtuelle Trajektorienintervalle geplant. Diese werden dem Verfahrensschritt 700 bereitgestellt. In dem Verfahrensschritt 800b wird ein maximaler Luftmassenstrom abgerufen oder bereitgestellt. Ferner kann erneut die Ist-Temperatur als Messwert y gemessen werden. In dem Verfahrensschritt 800a wird durch die Luftmassenstrombegrenzung und die gegebenenfalls erneut gemessene Ist-Temperatur eine Berechnung durchgeführt, bei der eine Grenze oder mehrere Grenzen der virtuellen Trajektorien berechnet werden. Diese virtuellen Trajektorienbegrenzungen werden ebenfalls dem Schritt 700 zugeführt.
In dem Verfahrensschritt 700 werden die virtuellen Trajektorienbegrenzungen für die virtuellen Trajektorienintervalle berücksichtigt.
In dem Verfahrensschritt 900 wird der Wert der virtuellen Trajektorie bestimmt, der einen minimalen Energieverbrauch erreicht und dabei im Allgemeinen automatisch die Temperatur in das Soll-Intervall I einregelt.
In dem Verfahrensschritt 1000 wird der Luftmassenstrom aus der ausgewählten virtuellen Trajektorie berechnet und in dem Verfahrensschritt 1100 wird eine Schätzung der Störgröße d erfolgen, die ferner berücksichtigt werden kann bei der nächsten Iterationsschleife. Nach dem Schritt 1100 kann das Verfahrensende 1200 eingeleitet werden oder zurück auf den Verfahrensschritt 100 gesprungen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015215485 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„The internal model principle of control theory‟ (B.A. Francis, W.M. Wonham; Automatica, Volume 12, Issue 5, 1976, Pages 457-465, ISSN 0005-1098) [0016]

Claims

Steuereinrichtung zum Regeln mindestens einer Raumklimagröße (Y) eines Gebäudes und/oder Gebäudeabschnitts, wobei die mindestens eine Raumklimagröße (Y) des Gebäudeabschnitts mittels einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage regelbar ist, wobei die Klima-, Heizungs- und/oder Lüftungsanlage zur Regelung der mindestens einen Raumklimagröße (Y) mindestens eine Stellgröße (u) aufweist, wobei die Steuereinrichtung ein Regelmodul (1) und ein Filtermodul (2) aufweist, wobei dem Regelmodul (1) ein Ist- oder Schätzwert der mindestens einen Raumklimagröße (Y) und ein Sollwert und/oder Sollintervall (I) der mindestens einen Raumklimagröße (Y) bereitgestellt ist, wobei das Regelmodul (1) ein auf einem Raumklimamodell (Σ) basierendes Regelmodul (1) bildet und ausgebildet ist, basierend auf dem Ist- oder Schätzwert, dem mindestens einen Sollwert und/oder Sollintervall (I), dem Raumklimamodell (Σ) und mindestens einer Störgröße (d) die mindestens eine Stellgröße (u) so zu berechnen, dass mindestens ein Reaktionswert (y) der mindestens einen Raumklimagröße (Y) durch Anwenden der mindestens einen Stellgröße (u) durch die Klima-, Heizungs- und/oder Lüftungsanlage in das mindestens eine Sollintervall (I) geregelt wird, wobei das Filtermodul (2) ausgebildet ist, mindestens eine Schätzstörgröße (d̃) für das Raumklimamodell (Σ) zu bestimmen oder zu messen und die mindestens eine Schätzstörgröße (d̃) dem Regelmodul (1) als Störgröße (d) bereitzustellen.
Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Filtermodul (2) der Istwert, die berechnete Stellgröße oder Stellgrößen (u) und/oder der Reaktionswert (y) bereitgestellt ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelmodul (1) ausgebildet ist, als Regelungsverfahren Internal Model Control anzuwenden.
Steuereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Raumklimamodell (Σ) ein RC-Modell bildet und/oder das Raumklimamodell (Σ) mittels mindestens einer Differentialgleichung beschreibbar ist.
Steuereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelmodul (1) ausgebildet ist, eine Rückführgröße und einen Erwartungsreaktionswert zu bestimmen, wobei die Rückführgröße eine Differenz von Reaktionswert (y) und Erwartungsreaktionswert bildet, wobei das Regelmodul (1) ausgebildet ist, die Stellgröße (u) basierend auf der Rückführgröße zu bestimmen.
Steuereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelmodul (1) ausgebildet ist, die Stellgröße und/oder die Stellgrößen (u) basierend auf einer Kostenfunktion und/oder unter Energieoptimierung zu berechnen.
Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelmodul (1) ausgebildet ist, die Stellgröße oder Stellgrößen (u) mittels analytischer Funktionen zu bestimmen.
Steuereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zur Regelung mindestens zweier Raumklimagrößen (Y₁, Y₂) ausgebildet ist, wobei die zwei Raumklimagrößen (Y₁, Y₂) mittels einer gemeinsamen Stellgröße (u) regelbar sind.
Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Raumklimagrößen (Y₁, Y₂) eine erste Raumklimagröße (Y₁) mit einem erstem Sollintervall und eine zweite Raumklimagröße (Y₂) mit einem zweiten Sollintervall umfassen, wobei das Regelmodul (1) ausgebildet ist, einen zur Regelung der ersten Raumklimagröße (Y₁) in das Sollintervall maximal zulässigen und/oder mindestens benötigten Stellgrößenwert als erste Stellgröße (u₁) zu berechnen, wobei das Regelmodul (1) ausgebildet ist, die zweite Stellgröße (u₂) basierend auf der und/oder unter Berücksichtigung der ersten Stellgröße (u₁) zu berechnen.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelmodul (1) zur Berechnung der mindestens zwei Raumklimagrößen (Y₁, Y₂) mindestens zwei Teilregler umfasst, wobei die Teilregler eine kaskadierte Struktur bilden und/oder unter einem Stellgrößenaustausch angeordnet sind.
Steuereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermodul (2) als ein Kalmanfilter ausgebildet ist.
Steuereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Regelmodul (1) eine Stellgrößenbegrenzung bereitstellbar ist, wobei das Regelmodul (1) ausgebildet ist, die Stellgröße unter Berücksichtigung der Stellgrößenbegrenzung zu berechnen.
Steuereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße (u) einen Luftmassenstrom oder thermische Leistung bildet.
Raumklimatisierungsanlage zur Regelung mindestens einer Raumklimagröße (Y), gekennzeichnet durch die Steuereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche.
Verfahren zum Regeln mindestens einer Raumklimagröße (Y) eines Gebäudeabschnitts, wobei mittels eines Kalman-Filters eine Schätzstörgröße (d̃) für ein Raumklimamodell (Σ) bestimmt wird, wobei eine Stellgröße (u) zur Regelung einer Heizungs-, Klima- und/oder Lüftungsanlage bestimmt wird, wobei die Stellgrößenbestimmung basierend auf der Schätzstörgröße (d̃), einem gemessenen Ist-Wert oder geschätztem Wert der Raumklimagröße, einem Soll-Intervall (I) der Raumklimagröße (Y) und einem Raumklimamodell (Σ) erfolgt.