DE69918379T2 - Regelungssystem für die Heizung eines Gebäudes - Google Patents

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    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
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    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1927Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
    • G05D23/193Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
    • G05D23/1931Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of one space

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Regelungssystem für die Heizung eines Gebäudes oder Baus, das neuronale Netze benutzt, um Vorhersagefunktionen und Lernfunktionen hinsichtlich des Verhaltens des Gebäudes, der Wetterentwicklung und/oder des Komforts der Benutzer bereitzustellen.
  • Die Anlagen, die zur Zeit für die Beheizung von Gebäuden in Betrieb sind, insbesondere bei Wohngebäuden, mittels Umwälzung eines Wärmeträgerfluids, weisen eine gewisse Menge Ausrüstung auf, die notwendig ist, um dem Wärmeträgerfluid Energie zuzuführen und dieses Fluid im Gebäude umzuwälzen und eine gewisse Anzahl von Messfühlern, um die physikalischen Größen zu messen, durch die die Regelung der Temperatur des Gebäudes gewährleistet werden kann.
  • Eine solche Heizungsanlage umfasst im Wesentlichen:
    • – einen Kessel zur Erwärmung des Wärmeträgerfluids mithilfe einer Energiequelle, wobei die Temperatur des Fluids geregelt wird
    • – Wärmetauscher oder Radiatoren; und
    • – Leitungen für die Umwälzung des Wärmeträgerfluids zur Verbindung des Kessels mit den Radiatoren, umfassend eine abgehende Leitung, ausgestattet mit einer Pumpe zur Versorgung der Radiatoren, und eine Rückleitung des Fluids, die einerseits zum Kessel und andererseits zur abgehenden Leitung über ein Mischventil führt, das sich vor der Pumpe befindet und durch das der Anteil des warmen Fluids, das vom Kessel kommt und des als kühler geltenden Fluids, das von den Radiatoren zurückkommt, verändert werden kann .
  • Da die Temperatur des Fluids, das vom Kessel geliefert wird, auf einen im Allgemeinen gleich bleibenden Wert geregelt ist, erfolgt die Bedienung der Anlage durch Festlegung der Temperatur des Fluids zur Versorgung der Radiatoren mithilfe eines Regelkreises, dessen Stellglied das Mischventil ist, das, indem es die beiden Quellen in veränderlichen Anteilen mischt, die Temperatur zur Versorgung der Radiatoren anpasst, damit sie einer Solltemperatur entspricht.
  • Im Allgemeinen werden Messfühler eingebaut, um die Temperatur des Fluids zu messen, das die Radiatoren versorgt, auch Eingangstemperatur genannt, die Temperatur des Fluids beim Rücklauf und die Außentemperatur des Gebäudes und möglicherweise die Temperatur der beheizten Zimmer, die so genannte Umgebungs- oder Innentemperatur. Die Messwerte dienen über eine Regelvorrichtung zur Bestimmung der theoretischen Eingangstemperatur, die üblicherweise als „Solltemperatur" bezeichnet wird, und dadurch zur Lage des Mischventils.
  • Jedoch ist der Regelungsvorgang derartiger Anlagen schwierig, da er darin besteht, den Bedarf des Gebäudes hinsichtlich der Wärmezufuhr als Antwort auf die Angaben verschiedener Messfühler zu bestimmen. Dieser an sich schon teure Vorgang erfolgt auf der Grundlage von Nomogrammen, die das tatsächliche Verhalten des zu regelnden Gebäudes nur unvollkommen darstellen. Wenn sie auf gegebene Umstände ansprechen, sind diese Regelungssysteme darüber hinaus im Allgemeinen nicht in der Lage, einen sich ändernden Wärmeaustausch zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Gebäudes (zum Beispiel aufgrund des Vorhandenseins oder der Abwesenheit von Sonne), den Komfort der Bewohner und insbesondere ihre zeitliche Entwicklung zu berücksichtigen. Schließlich erweisen sich Regelungsverfahren, die auf einer Regelung der Eingangstemperatur auf eine Solltemperatur beruhen, als nicht sehr günstig hinsichtlich des Energieverbrauchs.
  • Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Regelungssystem für die Heizung eines Gebäudes bereitzustellen, das die zuvor erwähnten Nachteile beseitigen soll.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Regelungssystem für die Heizung eines Gebäudes, das die Außenumgebung, das Wärmeverhalten des Gebäudes und/oder den Komfort der Benutzer berücksichtigt.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Regelungssystem, das die zukünftige vorhersehbare Entwicklung der Innen- und/oder Außenumgebung des Gebäudes berücksichtigt.
  • Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Regelungssystem, das den Energieverbrauch sowie den Komfort der Benutzer optimiert.
  • Das erfindungsgemäße System liefert für die zuvor erwähnten Schwierigkeiten eine Lösung und ist ausgestaltet, um bestehende Anlagen auszustatten. So benutzt es im Fall einer Heizungsanlage wie der zuvor beschriebenen die Informationen der bestehenden Messfühler, indem es den Regelkreis der Temperatur des Fluids am Eingang beibehält, ihm jedoch einen ausgereifteren Sollwert liefert, auf der Grundlage der Reaktionen der Benutzer, von Vorhersagefunktionen und dem Lernvermögen.
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht insbesondere darin, dass es an eine bestehende Anlage angeschlossen werden kann und dabei nur geringste Änderungen erfordert.
  • Das System der Erfindung umfasst Mittel zur Klimavorhersage, die in der Lage sind, Informationen bezüglich der Entwicklung der Außenbedingungen zu liefern, Mittel zur Vorhersage der Innentemperatur des Gebäudes, Mittel zum Erarbeiten einer Information zum Komfort der Benutzer des Gebäudes, Mittel zum Berechnen der optimalen Heizleistung und eine Schaltung zum Erzeugen einer Solltemperatur, die von herkömmlichen Systemen zur Regelung von Heizungen verwendet werden kann.
  • Gemäß einem Merkmal der Erfindung weisen die Mittel zur Vorhersage eine Lernfähigkeit auf.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung stellen die Mittel zur Vorhersage der Innentemperatur ein Muster des Wärmeverhaltens des Gebäudes dar, wobei dieses Muster in Abhängigkeit von den Ist-Werten und den Prognosewerten des Systems angepasst werden kann.
  • Damit ist das Muster, das das Wärmeverhalten des Gebäudes darstellt, veränderbar und weist den Vorteil auf, nur ein Mindestmaß an Handeinstellungen zu erfordern, sowohl bei der Einrichtung als auch während des Betriebs. Darüber hinaus können damit zukünftige Bedingungen vorhergesehen werden.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung gibt das System dem Anwender die Möglichkeit, eine Komfortaufforderung „wärmer" oder "kälter" auszulösen, die durch eine mögliche Information zur Anwesenheit ergänzt wird.
  • Gemäß einem Merkmal der Erfindung betrachtet das System diese Komfortinformationen gleichzeitig als unmittelbare Befehle wie auch als Lerninformationen, wodurch es sich anpassen kann und insbesondere, unter Berücksichtigung der sich wiederholenden Art der Eingriffe zu regelmäßigen Zeiten, zum Beispiel ein Bild der geeigneten Innentemperaturen über 24 Stunden erarbeiten kann.
  • Schließlich gewährleistet das System die Bedienung der Anlage, indem es die Solltemperatur am Eingang bestimmt, unter Berücksichtigung der Ist-Temperatur am Eingang und der Angemessenheit zwischen vorhergesagter Innentemperatur und gewünschter Innentemperatur. Es liefert das Signal, das dem Regelkreis der vorher vorhandenen Anlage entspricht.
  • Die Erfindung betrifft daher ein System zum Regeln der Temperatur in einer Heizungsanlage eines Gebäudes mittels eines Wärmeträgerfluids, das von einem Kessel geheizt wird, welches einen Vorlaufkreis eines Fluids, der mit einer Umlaufpumpe versehen ist, Radiatoren, einen Rücklaufkreis des Fluids, ein Mischventil, das das Rücklauffluid und das vom Kessel kommende Fluid mischt, um den Vorlaufkreis zu speisen, und eine Steuervorrichtung für das Mischventil, die in der Weise wirkt, dass sie die Vorlauftemperatur des Fluids auf einen Temperatursollwert regelt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:
    • – erste Mittel zur Klimavorhersage, die Informatio nen bezüglich Prognosen der Außenbedingungen über eine gegebene Anzahl elementarer zukünftiger Perioden liefern,
    • – zweite Mittel zur Vorhersage der Innentemperatur des Gebäudes, ausgehend von Informationen, die von den ersten Mitteln zur Klimavorhersage geliefert werden,
    • – dritte Mittel zum Erarbeiten einer Information zum Komfort der Benutzer des Gebäudes,
    • – vierte Mittel zum Berechnen der optimalen Heizleistung, ausgehend von den Informationen, die von den zweiten und dritten Mitteln erzeugt werden, und
    • – eine Schaltung zum Erzeugen der Solltemperatur, ausgehend von der optimalen Heizleistung und der Temperatur des Rücklauffluids.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich durch die Beschreibung einer Ausführungsform, die mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen erfolgt, wobei:
  • 1 eine vereinfachte Darstellung einer herkömmlichen Heizungsanlage ist;
  • 2 eine vereinfachte Darstellung des Informationsnetzes des erfindungsgemäßen Regelungssystems ist;
  • 3 ein Beispiel für das Bedienfeld für die Benutzer darstellt.
  • 1 zeigt vereinfacht eine herkömmliche Anlage zur Regelung der Heizung eines Gebäudes. Das Netz des Wärmeträgerfluids, hier Wasser, ist durch dicke Linien gekennzeichnet und das Informationsnetz durch dünne Linien. Eine abgehende Leitung 51 versorgt die Radiatoren 52 mit warmem Wasser, und ein Rücklaufkreis 53 bringt das als kühler geltende Wasser über eine Abzweigung 54 gleichzeitig zum Kessel 55 und zu einem Mischventil 56, das den Zulauf der Pumpe 57 mit einem abgemessenen Gemisch aus dem warmen Fluid versorgt, das vom Kessel 55 stammt, und aus dem Rücklauffluid, das über die Abzweigung 54 kommt. Das Mischungsverhältnis ist ein Bestandteil des Regelkreises, der eine Steuereinheit 40 aufweist, die die Information zur Eingangstemperatur 58 des Fluids berücksichtigt, die der Messfühler 59 liefert, die Information zur Umgebungstemperatur 21, die der Messfühler 22 liefert, eine Information zur Temperatur des Rücklaufkreises 31, die der Messfühler 32 liefert, und eine Information zur Außentemperatur 11, die der Messfühler 12 liefert. Die Steuereinheit 40 liefert auf der Grundlage der empfangenen Informationen und einer Reihe von vorgegebenen Größen die Steuersignale für das Mischventil 56 und die Pumpe 57. In einigen Anlagen befindet sich außerdem ein Messfühler für die Sonneneinstrahlung 13, der eine Information 14 an die Einheit 40 liefert. Das Regelungssystem kann durch einen Regelkreis (nicht gezeigt) für die Wassertemperatur des Kessels 55 ergänzt werden, durch Einwirkung auf die Energiequelle 8. Bezüglich der Steuereinheit ist noch zu sagen, dass sie ausgehend von der Information zur Eingangstemperatur 58 und einer Solltemperatur Tvsoll ein Steuersignal des Mischventils 57 liefert. Die Solltemperatur Tvsoll wird ausgehend von sämtlichen Informationen erarbeitet, die die Steuereinheit 40 empfängt.
  • Wie zuvor dargestellt, erfordert die Regelung einer herkömmlichen Heizungsanlage eines Gebäudes die Festlegung einer beträchtlichen Anzahl von Größen (zum Beispiel 80), um den besonderen Bedingungen dieses Gebäudes wie Lage, Verhalten usw. bestmöglich zu genügen. Diese Festlegung von Größen, die nach einem auf Erfahrungen gründenden Verfahren erfolgt, erfordert viel Zeit von einem erfahrenen Anwender, berücksichtigt sich ändernde Bestandteile nicht (wie Sonneneinstrahlung oder die Anwesenheit der Benutzer) und verfügt insbesondere weder über eine vorhersagende Eigenschaft noch weist sie eine wirkliche Optimierung auf. Außerdem versuchen herkömmliche Systeme meistens, eine Umgebungstemperatur auf einen Sollwert zu regeln, ohne die Energiebilanz der Gesamtanlage zu beachten. Demgegenüber erfordert das erfindungsgemäße System lediglich die Festlegung einer geringeren Anzahl von Größen (dank seiner Lerneigenschaften), ist in der Lage, zukünftige Bedingungen vorherzusehen, berücksichtigt Umfeldveränderungen (Sonneneinstrahlung, Verhalten der Benutzer) und optimiert die notwendige Heizleistung.
  • Das System, das in 2 dargestellt ist, ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel. Es arbeitet auf der Grundlage von Informationen, die bei den meisten herkömmlichen Regelungsanlagen verfügbar sind, zum Beispiel: eine Information zur Außentemperatur 11, eine Information bezüglich der Sonneneinstrahlung 14, Informationen 77, die vom Anwender geliefert werden, eine Information zur Rücklauftemperatur 31, eine Information zur Temperatur 58 und eine Information zur Umgebungstemperatur 21. Das System der Erfindung ist dazu vorgesehen, den Nennwert der Eingangstemperatur Tvsoll zu erarbeiten, der dem herkömmlichen Regelungssystem 40 bereitgestellt wird. Dieses System umfasst zwei neuronale Netze 10 und 220, die über Lernfähigkeiten verfügen, eine Anpassungseinheit 76, die Komfortinformationen empfängt, die vom Benutzer stammen, eine Einheit 30 zum Erarbeiten des Vektors der Heizleistung, eine Einheit 230 zum Berechnen der optimalen Heizleistung, eine Einheit 50 zum Abschätzen der Umgebungstemperatur und eine Einheit 70 zum Bestimmen des Nennwerts der Eingangstemperatur oder Solltemperatur.
  • Das System der Erfindung vereint in sich die drei folgenden Vorhersagefunktionen:
    • – Klimaentwicklung;
    • – Verhalten des Baus; und
    • – Verhalten des Anwenders.
  • Die erste Funktion ist mithilfe des neuronalen Netzes 10 umgesetzt, das die gegenwärtigen Informationen bezüglich der Außentemperatur einerseits und der Sonneneinstrahlung andererseits empfängt, und das zwei Vektoren erarbeitet, deren Komponenten (als Zahl k) die geplanten Werte für jede der kommenden k = 6 Stunden für die Außentemperatur bzw. die Sonneneinstrahlung darstellen. Die Komponenten der beiden Vektoren werden alle 15 Minuten neu berechnet. Unter einem neuronalen Netz versteht man ein System, das in der Lage ist, eine lineare Kombination der Eingangswerte vorzunehmen; wobei jeder dieser Eingangswerte mit einem Wichtungskoeffizienten versehen ist, der in Abhängigkeit von dem vorhergesagten Wert und dem Ist-Wert mit Mitteln zum Einstellen berichtigt werden kann. Auf diese Weise können die Vorhersagen verfeinert werden, damit sie eine nur geringe Differenz von den Ist-Werten aufweisen. Diese Systeme oder neuronale Netze heißen aus diesem Grund lernende Systeme. Neuronale Netze können mithilfe von verdrahteten Logikschaltungen, Computerprogrammen oder jedem anderen gleichwertigen Mittel hergestellt werden.
  • Die zweite und die dritte Funktion werden mithilfe einer Steuereinheit 20 umgesetzt. Diese Steuereinheit umfasst das neuronale Netz 220, das am Eingang die tatsächlichen Informationen der Umgebungstemperatur 21 empfängt (oder wahlweise den geschätzten Wert 510 der Umgebungstemperatur, der von Einheit 50 geliefert wird), den Vektor 33 der Heizleistung und die Vektoren 110 und 140 der geplanten Werte für die Außentemperatur bzw. die Sonneneinstrahlung; wobei diese beiden letzten Vektoren vom neuronalen Netz 10 geliefert werden. Die Ausgangsinformation dieses Netzes 220 ist eine Vorhersage der Innentemperatur 210 für den folgenden Zeitraum (zum Beispiel für die folgende Stunde), die an eine Einheit 230 zur Optimierung der Heizleistung gegeben wird, sowie an den Eingang des neuronalen Netzes 220. Die Optimierungseinheit 230 empfängt außer der Ausgangsinformation des neuronalen Netzes 220 den Vektor 33 und die Ausgangsinformation 760 der Anpassungseinheit 76, die als Komforttemperatur bezeichnet ist. Der Ausgang 231 der Optimierungseinheit 230 stellt den optimalen Wert Popt der Heizleistung dar, der die Eingangsgröße der Schaltung 70 darstellt. Diese letztgenannte Schaltung bestimmt in Abhängigkeit von diesem Wert Popt und der Information 31 zur Rücklauftemperatur den Nennwert der Eingangstemperatur Tvsoll, der dem herkömmlichen Regelungssystem 40 zuzuführen ist.
  • Die Arbeitsweise des neuronalen Netzes 220 entspricht der des Netzes 10, und die Ausgangsinformation stellt den Prognosewert der Innentemperatur für die folgende Stunde dar. Dieses neuronale Netz realisiert eine lineare Kombination der Eingangswerte mithilfe von Koeffizienten, die durch Mittel zum Einstellen in Abhängigkeit von Differenzen zwischen dem vorhergesagten Wert und dem Ist-Wert berichtigt werden.
  • Die Anpassungseinheit 76 empfängt die Information zur Innentemperatur 21, unter Umständen die Information „offenes Fenster" 78 und ist außerdem an ein Bedienfeld wie dem in 3 angeschlossen, das ihr eine Schaltinformation 77 von der Art „wärmer" oder „kälter" liefert, und das dem Anwender zur Verfügung steht. Diese Einheit erarbeitet eine geeignete Komforttemperatur für die Innentemperatur und liefert ein entsprechendes Signal 760 an die Optimierungsbaugruppe 230. Wahlweise kann diese Anpassungseinheit ein Signal 80 empfangen, das die Anwesenheit oder Abwesenheit der Benutzer darstellt. Ein solches Signal kann von jedem geeigneten Anwesenheitserkennungssystem erarbeitet werden. Die Fähigkeit, das Verhalten der Benutzer zu berücksichtigen, ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung.
  • Die Optimierungseinheit 230 ist dafür vorgesehen, einen optimalen Wert Popt der Heizleistung zu liefern. Sie empfängt die verschiedenen möglichen Werte der Heizleistung, die die Einheit 30 liefert und berücksichtigt den Prognosewert der Innentemperatur, den die Einheit 220 liefert und der Komforttemperatur, den die Schaltung 76 liefert und optimiert eine Kostenfunktion wie E = c1.P + c2.PMV (Tinnen, TKomf), für einen Zeitraum, der sich über die zukünftigen sechs Stunden. erstreckt. In der zuvor genannten Gleichung ist p die Heizleistung, c2 ein Koeffizient, der die Anwesenheit der Benutzer anzeigt und den Wert 0 oder 1 annehmen kann, c1 ein Wichtungskoeffizient, der so gewählt ist, dass die beiden Terme der Gleichung E mit einer entsprechenden Wichtung in diese Funktion eingehen, Tinnen ist der Wert der Umgebungstemperatur, TKomf der Wert der Komforttemperatur und PMV eine Funktion, die "Predicted Mean Vote" heißt. Eine solche Funktion kann auf der Grundlage der Fanger-Gleichung berechnet werden, die solche Informationen wie Tinnen und TKomf oder auch den Bekleidungsgrad der Benutzer berücksichtigt. Diese Funktion kann zum Beispiel zwischen den Werten –3 (zu kalt) und +3 (zu warm) schwanken, wobei der Wert 0 dem optimalen Komfort entspricht. Durch die Optimierung dieser Kostenfunktion für die kommenden sechs Stunden kann der optimale Wert Popt der Heizleistung für den nächsten Schritt abgeleitet werden, wobei dieser Wert Popt die Ausgangsinformation der Einheit 230 darstellt, die der Schalturig 70 geliefert wird. Die Optimierung der Heizleistung auf der Grundlage von Vorhersagen des Verhaltens des Baus, des Verhaltens der Benutzer und der Entwicklung der Außenbedingungen (Außentemperatur, Sonneneinstrahlung) ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung.
  • Die Heizleistung stellt keine Information dar, die von den herkömmlichen Regelungssystemen, wie dem System 40, unmittelbar genutzt werden kann. Die Schaltung 70 wandelt daher diesen Wert Popt in eine Information zur Solltemperatur Tvsoll um, die das System 40 verarbeiten kann, wie im Zusammenhang mit der Beschreibung von 1 dargelegt: Dieser Wert Tvsoll ist mit der Information Popt durch die Beziehung Popt = c3.(Tvsoll – Tr)·verbunden, wobei Tr der Wert der Rücklauftemperatur 31 ist und c3 ein Koeffizient, der die Fähigkeit der Anlage 40 darstellt, Wärme zu verteilen.
  • In 2 sind außerdem noch wahlweise Einheiten dargestellt, und zwar: eine Einheit 60 zum Berechnen der Vorhersage der Sonneneinstrahlung und eine Einheit 50 zur Schätzung der Innentemperatur. Diese beiden Einheiten können eingesetzt werden, wenn die Anlage keine Messfühler für die Sonneneinstrahlung oder keine Messfühler für die Innentemperatur aufweist. Die Innentemperatur kann auf der Grundlage der Informationen zur Vorlauftemperatur des Fluids 58 und zur Rücklauftemperatur des Fluids 31 geschätzt werden, unter Verwendung der Leistung des Heizkreises und der Wärmegleichung des Baus. Die Vorhersage der Sonneneinstrahlung kann auf der Grundlage von Informationen von Wetterdiensten 100 und der Information zur Außentemperatur 11 geschätzt werden. Tatsächlich kann durch diese letztgenannte Information erfahren werden, ob die Höchsttemperatur, die von den Wetterdiensten vorhergesehen ist, erreicht wird oder berichtigt werden muss, um mögliche bewölkte Abschnitte zu berücksichtigen.
  • 3 zeigt ein beispielhaftes Bedienfeld. Dieses Bedienfeld umfasst zwei Bedienknöpfe, "wärmer" 82, "kälter" 81, und einen Anwesenheitsmessfühler 83. Das Bedienfeld weist Anzeigen mit Zahlen und ein- oder ausgeschaltete Pfeile auf: die gegenwärtige Temperatur 84 des Zimmers, einen Pfeil nach oben 85, der anzeigt, dass eine Anweisung zum Temperaturanstieg vorgegeben wurde, einen Pfeil nach unten 86, der anzeigt, dass eine Anweisung zum Temperaturrückgang vorgegeben wurde. Eine Information zu dem Anteil des Fluids, das unmittelbar vom Kessel kommt, der als Prozentsatz 87 ausgedrückt ist, den das Mischventil hindurchgehen lässt, zeigt ein Bild des gegenwärtigen Energieverbrauchs und der verfügbaren Leistung. Ein Pfeil nach oben 88, der ausdrückt, dass eine Anweisung zum Anstieg verzeichnet wurde, und ein Pfeil nach unten 89, der ausdrückt, dass eine Anweisung zur Absenkung verzeichnet wurde.
  • Nach einem Merkmal der Erfindung vermitteln die Richtung („mehr" oder „weniger"), aber auch die Häufigkeit und die Wiederholung von Änderungen der Richtung oder der Anwesenheit des Anwenders zu mehr oder weniger übereinstimmenden Tageszeiten dem Regelungssystem der Erfindung eine Information über die Anwesenheit der Benutzer und die gewünschte Komforttemperatur, wodurch dieses Regelungssystem ein Profil der geeigneten Innentemperatur erarbeiten kann, zum Beispiel über 24 Stunden, im Sinne eines Zugeständnisses zwischen den Energiekosten und dem Komfort, wobei zum Beispiel eine Absenkung in der Nacht festgelegt wird, ja sogar während den Zeiten der Abwesenheit, die sich jeden Tag regelmäßig wiederholen, und wobei der Befehl „wärmer" vorweggenommen wird, den die Bewohner für gewöhnlich bei ihrer Rückkehr vorgeben. Das System verfügt somit über eine Lernfähigkeit, die die vergangenen Informationen bezüglich der Benutzer berücksichtigt.
  • Nach einem Merkmal der Erfindung speichert und filtert die Steuereinheit 76 die Tätigkeiten der Benutzer, unter Berücksichtigung der gerade ablaufenden Anweisungen.

Claims (9)

  1. System zum Regeln der Temperatur in einer Heizungsanlage eines Gebäudes mittels eines Wärmeträgerfluids, das von einem Kessel (55) geheizt wird, welches aufweist: einen Vorlaufkreis eines Fluids, der mit einer Umlaufpumpe (57) versehen ist, Radiatoren (52), einen Rücklaufkreis (53) des Fluids, ein Mischventil (56), das das Rücklauffluid und das vom Kessel kommende Fluid mischt, um den Vorlaufkreis zu speisen, und eine Steuervorrichtung (40) für das Mischventil (56), die in der Weise wirkt, dass sie die Vorlauftemperatur des Fluids auf einen Temperatursollwert regelt, dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist: – erste Mittel (10) zur Klimavorhersage, die Informationen bezüglich Prognosen der Außenbedingungen über einer gegebenen Anzahl elementarer zukünftiger Perioden liefern, – zweite Mittel (220) zur Vorhersage der Innentemperatur des Gebäudes ausgehend von Informationen, die von den ersten Mitteln (10) zur Klimavorhersage geliefert werden, – dritte Mittel (76) zum Erarbeiten einer Information zum Komfort der Benutzer des Gebäudes, – vierte Mittel (230) zum Berechnen der optimalen Heizleistung ausgehend von den Informationen, die von den zweiten und dritten Mitteln erzeugt werden, und – eine Schaltung (70) zum Erzeugen der Solltemperatur ausgehend von der optimalen Heizleistung und der Temperatur des Rücklauffluids.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittel (10) eine Information zur Außentemperatur und eine Information zur Sonneneinstrahlung (14) empfangen und k Komponenten eines ersten Vektors der Außentemperatur (110) und eines zweiten Vektors der Sonneneinstrahlung (140) liefern, wo bei die k Komponenten die Prognosen zur Außentemperatur und zur Sonneneinstrahlung für die k zukünftigen elementaren Perioden darstellen.
  3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittel (10) ein neuronales Netz, das eine lineare Kombination der Vorlaufwerte mit Hilfe von Koeffizienten realisiert, und fünfte Mittel zum Einstellen der Koeffizienten in Abhängigkeit von den Differenzen zwischen den Prognosewerten und den Ist-Werten der Außentemperatur und der Sonneneinstrahlung aufweisen.
  4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Mittel (220) am Eingang eine Information zur Heizleistung (33), die Informationen bezüglich der Prognosen der Außenbedingungen (110, 140) und die Information zur Innentemperatur (21) für die früheren, gegenwärtigen und zukünftigen elementaren Perioden empfangen und eine Vorhersage der Innentemperatur (210) für die zukünftige elementare Periode liefern.
  5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Mittel (220) ein neuronales Netz, das eine lineare Kombination der Vorlaufwerte mit Hilfe von Koeffizienten realisiert, und sechste Mittel zum Einstellen der Koeffizienten in Abhängigkeit von den Differenzen zwischen dem Prognosewert und dem Ist-Wert der Innentemperatur aufweisen.
  6. System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Information zur Heizleistung in Form eines Vektors empfangen wird, dessen Komponenten sämtliche möglichen Werte der Heizleistung, welche die Heizungsanlage liefern kann, darstellen.
  7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Mittel (76) eine Information zu der vom Benutzer gewünschten Temperatur (77) und eine Information zur Anwesenheit des Benutzers (80) empfangen.
  8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Mittel über eine Lernfähigkeit unter Berücksichtigung der vergangenen Informationen bezüglich der Benutzer verfügen.
  9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optimale Heizleistung berechnet wird, indem über einer gegebenen Periode eine Kostenfunktion, die einen einen Energieverbrauch darstellenden ersten Term und einen die Komfortinformation darstellenden zweiten Term aufweist, optimiert wird.
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