IT202100025670A1 - Sistema di regolazione per un circuito termoidraulico e metodo di controllo - Google Patents

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Anton Soppelsa
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Accademia Europea Bolzano Eurac Res
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Description

TITOLO: SISTEMA DI REGOLAZIONE PER UN CIRCUITO TERMOIDRAULICO E METODO DI CONTROLLO
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce al campo dei sistemi per il controllo di temperature e portate massiche o volumetriche all'interno di sistemi di distribuzione di energia (termica).
In particolare, l'invenzione si riferisce ad un sistema di regolazione per un circuito termoidraulico configurato per il controllo congiunto della temperatura e della portata massica o volumetrica in un sistema di distribuzione dell?energia termica, come ad esempio, ma non esclusivamente, sistemi di riscaldamento e raffrescamento utilizzati negli edifici residenziali o in impianti industriali per la distribuzione di energia da una macchina termica (o da un accumulo di energia termica) al radiatore o tra pompa di calore e uno o pi? accumuli di energia termica.
Le attuali tecnologie di gestione automatizzata rendono possibile implementare sistemi di controllo della temperatura altamente efficienti o possono essere associati sistemi preesistenti di termoregolazione per ottimizzarne le prestazioni.
I sistemi di termoregolazione per circuiti termoidraulici noti sono generalmente gestiti in modo da garantire una temperatura desiderata in uno o pi? volumi da riscaldare o raffrescare, ad esempio la temperatura dell?aria nel caso di una o pi? unit? abitative di un fabbricato e / o in singoli locali dello stesso, o la temperatura di un fluido vettore all?interno di una camera o di un condotto in corrispondenza di un determinato punto da controllare, ad esempio all?ingresso di una o pi? macchine industriali.
All?interno di tali sistemi di regolazione, i sistemi che controllano l?apertura o chiusura di una valvola a tre vie mescolano opportunamente il fluido vettore di mandata dell?impianto con il fluido vettore di ritorno. Un esempio di suddetti sistemi ? ad esempio descritto nel documento WO2020/065417.
Tuttavia, i sistemi dell?arte nota, ed in particolare i relativi sistemi di controllo della termoregolazione, non consentono di gestire in maniera adeguata il raggiungimento rapido della temperatura ottimale desiderata. Infatti, i sistemi di controllo dell?arte nota, richiedono numerosi cicli iterativi per il raggiungimento del funzionamento ottimale dell?impianto in funzione dei parametri di controllo a disposizione (tipicamente, l?apertura/chiusura della sola valvola a tre vie).
? dunque fortemente sentita l?esigenza di proporre un sistema di regolazione per un circuito termoidraulico ed un metodo di controllo per un sistema di regolazione per un circuito termoidraulico, che siano in grado di superare i suddetti inconvenienti dell?arte nota.
Tale esigenza ? soddisfatta con un sistema di regolazione per un circuito termoidraulico ed un metodo di controllo per un sistema di regolazione per un circuito termoidraulico, in accordo con le rivendicazioni indipendenti allegate. Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite o vantaggiose.
Le caratteristiche e i vantaggi del sistema di regolazione per un circuito termoidraulico e del metodo di controllo per il sistema di regolazione per un circuito termoidraulico risulteranno comunque evidenti dalla descrizione di seguito riportata di loro esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle allegate figure, in cui:
- la figura 1 mostra uno schema di un sistema di regolazione per un circuito termoidraulico, in accordo ad una forma di realizzazione della presente invenzione; - la figura 2 mostra uno schema a blocchi funzionale dell?algoritmo di controllo configurato nell?unit? elettronica di controllo;
- la figura 3 mostra uno schema a blocchi funzionale dettagliato di una funzione modello dello schema a blocchi di figura 2;
- la figura 4 mostra uno schema a blocchi dettagliato di un controllore incluso nello schema a blocchi di figura 2;
- la figura 5 mostra uno schema a blocchi dettagliato della componente in retroazione (feedback) del controllore di figura 4.
Con riferimento alle suddette figure, con il numero di riferimento 1000 si ? complessivamente indicato un sistema di regolazione per un circuito termoidraulico, cio? un sistema per il controllo della temperatura di un fluido in un volume destinato ad essere riscaldato o raffreddato. Ad esempio, il sistema di regolazione per un circuito termoidraulico ? un sistema di riscaldamento o un sistema di raffrescamento o un sistema di condizionamento per un edificio comprendente il circuito termoidraulico, in cui il volume destinato ad essere riscaldato o raffreddato ? ad esempio il volume di aria di una stanza dell?edificio o dell?intero edificio oppure ? un volume di fluido all?interno di terminali di scambio termico o di radiatori.
Il sistema di regolazione per un circuito termoidraulico 1000, in cui un esempio realizzativo ? mostrato con maggior dettaglio in forma schematica in figura 1, comprende un circuito termoidraulico 20 e un'unit? elettronica di controllo 14. Il circuito termoidraulico 20 comprende una macchina termica 100, ad esempio un generatore di calore (una caldaia o una pompa di calore o uno scambiatore di calore o simili) o un assorbitore di calore (un condizionatore o simili), adatta a riscaldare o raffreddare un fluido vettore. Inoltre, il circuito termoidraulico 20 comprende almeno un terminale di scambio termico 101. Per terminale di scambio termico si intende qualunque machina termica o configurazione termoidraulica adatta a scambiare calore con un carico termico, ad esempio, un terminale radiante, uno o pi? radiatori, convettori, termoventilatori, pannelli radianti o fasci tubieri radianti a pavimento o a soffitto o simili, oppure uno o pi? scambiatori di calore, oppure uno o pi? accumuli termici oppure uno o pi? separatori idraulici a monte di uno o pi? terminali radianti oppure una combinazione di essi.
Ulteriormente, Il circuito termoidraulico 20 comprende un sistema di circolazione fluido vettore 20? adatto a consentire la circolazione di un fluido vettore all?interno del circuito termoidraulico 20. Il sistema di circolazione fluido vettore 20 include una conduttura di mandata 102 per trasferire il fluido vettore dalla macchina termica 100 al terminale di scambio termico 101 e una conduttura di ritorno 103 per trasferire il fluido vettore dal terminale di scambio termico 101 verso la macchina termica 100.
Una valvola a tre vie 1 ? disposta lungo il condotto di mandata 102 ed ? fluidicamente connessa con la macchina termica 100 e con il condotto di ritorno 103. La valvola a tre vie 1 ? azionabile per miscelare il fluido vettore nel condotto di mandata 102 al fluido vettore nel condotto di ritorno 103.
Il condotto di mandata 102 consente al flusso di fluido vettore proveniente dalla macchina termica 100 all?elemento radiante 101, ed eventualmente ad altri elementi (non illustrati) del circuito termoidraulico 20 come, ad esempio, boiler / cisterna per acqua calda sanitaria.
Il condotto di ritorno 103 consente ad un flusso di fluido vettore proveniente dall'elemento radiante 101 di ritornare verso la macchina termica 100 e verso la stessa valvola a tre vie 1.
Una pompa 2 ? installata sulla conduttura di mandata 102 ed ? adatta a pompare il fluido vettore attraverso il sistema di circolazione fluido vettore.
In accordo ad una variante di realizzazione (non mostrata) la pompa 2 ? installata sulla conduttura di ritorno 103 a monte della valvola a tre vie 1, cio? prima della valvola a tre vie 1 e a valle dell?elemento radiante 101, nella direzione di circolazione del fluido vettore (indicata schematicamente dalle frecce in figura 1).
Preferibilmente, la valvola a tre vie 1 ? disposta sulla conduttura di mandata 102 tra la macchina termica 100 e la pompa 2 lungo il condotto di mandata 102. La valvola a tre vie 1, quindi, pu? essere attivata per miscelare il fluido vettore proveniente da un?uscita di macchina termica 8 della macchina termica 100 (ad esempio un fluido vettore ?caldo? della macchina termica) con il fluido vettore ?freddo? proveniente da un?uscita di radiatore 11 del terminale di scambio termico 101, in modo da regolare - in particolare, abbassare nel caso di fluido ?caldo? proveniente dalla macchina termica o riscaldare nel caso di fluido freddo proveniente dalla macchina termica) la temperatura del fluido vettore nel condotto di mandata 102 in uscita dalla valvola a tre vie 1. In altre parole, il condotto di mandata 102 comprende una prima porzione condotto 102? che collega l?uscita di macchina termica 8 con un primo ingresso 1? della valvola a tre vie e nella quale circola fluido vettore direttamente proveniente dalla macchina termica 100. Inoltre, il condotto di mandata 102 comprende anche una seconda porzione condotto 102?? che ? direttamente collegata ad un?uscita di valvola della valvola a tre vie 1 e nella quale circola un fluido vettore misto, cio? un fluido vettore ottenuto dalla miscela del fluido vettore direttamente proveniente dalla macchina termica 100 con il fluido vettore proveniente dal terminale di scambio termico 101, in particolare dall?uscita radiatore 11 del terminale di scambio termico.
Il circuito termoidraulico 20 comprende almeno un primo sensore di temperatura 4, installato sulla conduttura di mandata 102 a valle della valvola a tre vie 1, cio? preferibilmente sulla seconda porzione condotto 102?? e ancor pi? preferibilmente a valle della pompa 2. Il primo sensore di temperatura 4 ? adatto a misurare la temperatura di mandata post-valvola del fluido vettore a valle della valvola a tre vie 1 nella direzione di scorrimento del fluido vettore.
Il circuito termoidraulico 20 comprende anche almeno un secondo sensore di temperatura 5, installato sulla conduttura di mandata 102 o all?interno della macchina termica 100, a monte della valvola a tre vie 1, cio? preferibilmente sulla prima porzione condotto 102?. Il secondo sensore di temperatura 5 ? adatto a misurare la temperatura di mandata pre-valvola del fluido vettore a monte della valvola a tre vie 1 nella direzione di scorrimento del fluido vettore.
Il circuito termoidraulico 20 comprende inoltre almeno un terzo sensore di temperatura 6, installato sulla conduttura di ritorno 103 o all?interno del terminale di scambio termico 101, e adatto a misurare la temperatura del fluido vettore a valle del terminale di scambio termico 101 nella direzione di scorrimento del fluido vettore Tale terzo sensore di temperatura 6 ? inoltre installato a monte della valvola a tre vie 1.
Inoltre, almeno un sensore di flusso o portata 3 ? installato nel sistema di circolazione fluido per misurare una portata massica o volumetrica del fluido vettore in una regione del sistema di circolazione fluido 20?. Preferibilmente, il sensore di flusso o portata 3 ? installato sulla conduttura di ritorno 103, ancor pi? preferibilmente ? installato a valle del terminale di scambio termico 101 e a monte di un secondo ingresso 1?? della valvola a tre vie 1.
In accordo ad una forma di realizzazione vantaggiosa, il sensore di flusso o portata 3 ? installato prima di un punto di biforcazione 7 della conduttura di ritorno 103 in due rami di conduttura 71, 72, in cui un primo ramo 71 di detti due rami 71, 72 ? collegato al secondo ingresso 1?? della valvola a tre vie 1 e il secondo ramo 72 di detti due rami ? collegato alla macchina termica 100, ed in particolare all?ingresso di macchina 9 della macchina termica 100.
L?unit? elettronica di controllo 14 ? operativamente connessa alla valvola a tre vie 1, alla pompa 2, al primo sensore di temperatura 4, al secondo sensore di temperatura 5, al terzo sensore di temperatura 6 e al sensore di flusso o portata 3 per leggere dei parametri o per comandarne l?attivazione.
L?unit? elettronica di controllo 14 ? configurata per acquisire la temperatura di mandata post-valvola la temperatura di mandata pre-valvola , la temperatura di fluido vettore a valle del terminale di scambio termico 101, il valore di portata massica o volumetrica del fluido vettore, dal rispettivo sensore. Inoltre, l?unit? elettronica di controllo 14 comprende un dispositivo di memorizzazione 140 nel quale ? memorizzata una funzione modello del funzionamento della valvola connessa al circuito termoidraulico 20 e un?unit? di processamento 141 configurata per calcolare i valori di alcuni segnali che saranno di seguito descritti e che sar? ulteriormente meglio comprensibile con riferimento alla figura 2, che mostra un esempio di schema di controllo caricato nell?unit? di processamento 141.
L?unit? di processamento 141 ? configurata per calcolare un segnale di comando valvola adatto a determinare un valore di apertura della valvola a tre vie 1 per miscelare il fluido vettore proveniente dalla macchina termica 100 e dal terminale di scambio termico 101 in funzione (cio? secondo un?elaborazione) di detto valore di apertura della valvola a tre vie 1.
Inoltre, l?unit? di processamento 141 ? configurata per calcolare un segnale di comando pompa adatto a regolare il valore di potenza erogata dalla pompa, cio? la portata massica o volumetrica del flusso di fluido vettore.
L?unit? di processamento 141 ? inoltre configurata per calcolare un valore stimato di temperatura di mandata post-valvola e un valore stimato di portata massica
come valori di uscita della funzione modello
dell?impianto di riscaldamento 20.
In particolare, l?unit? di processamento (141) ? configurata per calcolare il valore stimato di temperatura di mandata post-valvola e il valore stimato di portata massica come valori di uscita della funzione modello congiuntamente, cio? nella medesima iterazione di calcolo.
Ulteriormente, tale unit? di processamento 141 ? configurata per calcolare un errore di temperatura di mandata fluido vettore e un errore di portata massica o volumetrica di fluido vettore. Tale errore di temperatura di mandata fluido vettore ? calcolato dall?unit? di processamento 141 in funzione (ad esempio mediante somma algebrica) di un valore di temperatura di mandata post-valvola desiderato della temperatura di mandata post-valvola misurato e del valore stimato di temperatura di mandata post-valvola
Inoltre, tale errore di portata massica o volumetrica di fluido vettore, ? calcolato dall?unit? di processamento 141 in funzione di un valore di portata massica o volumetrica desiderato del valore di portata massica o volumetrica del fluido vettore misurato e del valore stimato di portata massica o volumetrica
Pertanto, il segnale di comando valvola ? e il segnale di comando pompa sono calcolati in funzione di dell?errore di portata massica e dell?errore di temperatura di mandata fluido vettore
In accordo ad una forma di realizzazione, la funzione modello ? composta da una famiglia di trasformazioni affini combinate tra loro da un sistema fuzzy di tipo Takagi-Sugeno.
In accordo ad una forma di realizzazione vantaggiosa, il segnale di comando valvola ed il segnale di comando pompa sono calcolati anche in funzione del valore di portata massica o volumetrica desiderato del valore di temperatura di mandata post-valvola desiderato del valore la temperatura di mandata pre-valvola
della temperatura del fluido vettore a valle del terminale di scambio termico 101. In questa variante la temperatura di mandata pre-valvola e la temperatura del fluido vettore a valle del terminale di scambio termico 101 sono opportunamente ritardate nel tempo da una rispettiva linea di ritardo D2, D3, (ad esempio una funzione di trasferimento che ritarda il segnale di mandata pre-valvola e la temperatura del fluido vettore) per ottenere una temperatura di mandata prevalvola ritardata e una temperatura ritardata di fluido vettore a valle del terminale di scambio termico 101.
Preferibilmente, il valore stimato di temperatura di mandata post-valvola ? calcolato attraverso una terza linea di ritardo (ad esempio una funzione di trasferimento che ritarda il segnale) a partire da un primo valore di temperatura di mandata post-valvola
generato in uscita dalla funzione modello e il valore stimato di portata massica <? >? calcolato aggiungendo un secondo ritardo temporale predefinito ad un primo valore di portata massica generato in uscita dalla funzione modello
In accordo ad una forma di realizzazione, la temperatura di mandata pre-valvola ritardata la temperatura
di fluido vettore a valle del terminale di scambio termico 101 ritardata sono calcolate in funzione del segnale di comando valvola ritardato in accordo ad un intervallo di ritardo prestabilito e del segnale di comando alla pompa 2 ritardato in accordo ad un secondo intervallo di ritardo prestabilito.
In accordo ad una forma di realizzazione vantaggiosa, la temperatura di mandata pre-valvola ritardata la temperatura di fluido vettore a valle del terminale di scambio termico 101 ritardata e la temperatura di mandata post-valvola stimata sono calcolate attraverso linee di ritardo ausiliarie che elaborano il valore dei segnali di portata massica o volumetrica
? e ? rispettivamente stimati dalla funzione modello che a sua volta li calcola elaborando il valore del segnale di comando ? alla valvola 1 e il valore del segnale di comando alla pompa 2.
Con particolare riferimento alla figura 2, di seguito sar? maggiormente dettagliata la logica di processamento eseguita nell?unit? elettronica di controllo 14, per il controllo del sistema di regolazione per un circuito termoidraulico 1000.
In accordo con la forma di realizzazione di figura 2, il blocco rappresenta l?impianto reale, schematizzato nella figura 1, e al quale quindi arrivano il segnale di comando valvola e il segnale di comando pompa
Il blocco ? la funzione modello (o osservatore) che consente di stimare valori di uno stato di parametri non osservabili direttamente. La funzione modello insieme ai blocchi di ritardo speciali indicati a destra in figura 2 (D1, z<-dm>) costituiscono un predittore che modella l?impianto reale
Il blocco indicato con rappresenta il controllore, cio? la serie di istruzioni codice che sono eseguite dall?unit? di processamento 141 per calcolare il segnale di comando valvola u ed il segnale di comando pompa
Gli ulteriori blocchi D1, D2 e D3, rappresentano invece linee di ritardo particolari dotate di due ingressi, uno per la grandezza da ritardare, l?altro per una grandezza di tipo portata volumetrica o massica, impiegata al fine di realizzare un ritardo dipendente dai valori assunti da quest?ultima in istanti passati.
In accordo con una forma di realizzazione, il valore della grandezza in uscita dalla linea di ritardo particolare ? calcolato interpolando linearmente gli ultimi due elementi di una coda circolare contenente coppie di valori che rappresentano il valore assunto dalla grandezza in ingresso alla linea di ritardo particolare in istanti passati e la posizione corrente di ognuno di questi valori all?interno della linea di ritardo. In una formulazione vantaggiosa, le posizioni vengono aggiornate iterativamente in modo proporzionale alla portata fluido
e al passo di integrazione. Ogni qual volta la posizione dell?ultimo elemento in coda superi una lunghezza caratteristica associata alla linea di ritardo speciale (violazione della condizione sulla posizione), tale elemento viene rimosso dalla coda e re-inserito in testa alla coda diminuendo la sua coordinata posizionale della lunghezza caratteristica della linea di ritardo speciale e assegnando al valore della grandezza in ingresso il valore della grandezza in ingresso che questa ha nel momento in cui viene rilevata la violazione della condizione sulla posizione.
Un esempio di funzione modello ? ad esempio mostrata in figura 3. In accordo con una forma di realizzazione, il modello dell?impianto pu? essere realizzato attraverso un modello Takagi-Sugeno del sistema
Ci? significa che, in accordo ad una forma di realizzazione, le grandezze sono il risultato di una trasformazione affine delle grandezze e dove i coefficienti della matrice di trasferimento e il termine noto sono determinati a loro volta in funzione delle variabili
Analogam
risultato di una trasformazione affine delle grandezze e dove i coefficienti della matrice di trasferimento e il termine noto sono determinati a loro volta in funzione delle variabili
Inoltre, le matri
ed i termini noti sono ottenuti come combinazione convessa di un certo numero di modelli affini a coefficienti costanti dove i combinatori sono le funzioni di appartenenza delle variabili ad una opportuna griglia bidimensionale di insiemi fuzzy.
In accordo ad una forma di realizzazione alternativa, le grandezze e sono calcolate come combinazione convessa delle immagini delle grandezze
attraverso un certo numero di trasformazioni affini dove i coefficienti combinatori sono le funzioni di appartenenza delle variabili ad una griglia bidimensionale di insiemi fuzzy. Analogamente, le grandezze sono calcolate come combinazione convessa delle immagini delle grandezze attraverso lo stesso numero di trasformazioni affini, laddove i combinatori sono le stesse funzioni di appartenenza delle variabili e alla griglia bidimensionale di insiemi fuzzy.
Un esempio di controllore con ? mostrato in figura 4. In questo caso, le variabili e sono la somma algebrica di una componente in catena aperta, calcolata dal blocco e di una in catena chiusa, calcolata dal blocco
La funzione della componente in catena aperta del controllore ? quella di realizzare una particolare inversa della funzione modello che restituisca esattamente quei valori delle variabili di comando e che, insieme ai valori correnti di e vengono mappati dalla funzione modello proprio nei valori dei riferimenti e dati in ingresso al blocco
assieme ai valori
In una realizzazione conveniente tale blocco pu? essere implementato impiegando il metodo di Newton-Raphson generalizzato per il caso multivariabile.
La componente di feedback del controllore ? mostrata in figura 5. La funzione di questa componente ? quella di aumentare, sfruttando l?effetto della connessione in retroazione, la reiezione ai disturbi del sistema in catena chiusa, e attenuare a lungo termine gli effetti del residuo errore di modellazione.
Il progetto del blocco di retroazione pu? avvenire con diverse tecniche allo stato dell?arte, ma in una realizzazione vantaggiosa, questo componente ? realizzato utilizzando due controllori ad un ingresso ed una uscita di tipo proporzionale, integrale e derivativo, uno per la catena di controllo relativa alla temperatura l?altro per quella relativa alla portata volumetrica o massica collegati in serie ad un elemento disaccoppiato che pu? essere la matrice inversa dello Jacobiano della funzione modello calcolato nel punto ????
La determinazione sperimentalmente dei coefficienti dei modelli Takagi-Sugeno e in generale i parametri della funzione modello pu? avviene attraverso l?applicazione, attorno ai pi? significativi punti di lavoro, di tecniche di identificazione lineare note allo stato dell?arte oppure attraverso l?applicazione di qualsiasi altro metodo di identificazione di modelli parametrici noti al corrente o futuro stato dell?arte. Altrettanto importante ? la corretta determinazione della lunghezza caratteristica delle linee di ritardo speciali D1, D2 e D3. Questi parametri possono essere determinati con metodi di identificazione noti allo stato dell?arte, ma ancor meglio possono essere determinati in base alla misura sul campo della distanza percorsa dal fluido tra il corpo della valvola 1 e, rispettivamente, i sensori di temperatura 4, 5, 6.
Per quanto concerne il progetto e la conseguente taratura dei coefficienti del blocco di controllo essa pu? avvenire, proprio in virt? dell?utilizzo della funzione modello la funzione inversa e le linee di ritardo D1, D2 e D3, impiegando qualsiasi tecnica nota allo stato dell?arte.
Innovativamente, la presente invenzione consente di superare brillantemente gli inconvenienti citati in merito ai sistemi di controllo per la regolazione di impianti termoidraulici della tecnica nota.
In particolare, il sistema di condizionamento 1000 della presente invenzione consente in maniera vantaggiosa di controllare in modo accoppiato la valvola a tre vie e la pompa per ottenere una risposta pi? tempestiva, adeguata ed efficiente per il set point desiderato di temperatura nel volume di fluido considerato. In altre parole, grazie alla possibilit? di controllare congiuntamente la pompa e la valvola a tre vie, ? possibile realizzare un controllo tale da agire contemporaneamente sulla valvola e la pompa per cambiare il valore solo della portata o solo della temperatura. Ci? risulta particolarmente distintivo rispetto ai sistemi dell?arte nota che non prevedono di controllare sia la valvola che la pompa.
Ulteriormente, grazie alla presenza di una funzione modello adeguatamente calibrata, il sistema descritto pu? realizzare l?inseguimento accurato di traiettorie pre-programmate (ovvero note nel futuro in termini di temperatura e portata volumetrica o massica). Questa prerogativa rende l?invenzione molto utile anche nel contesto del controllo di processi industriali dove sia necessario, in generale, controllare simultaneamente temperatura e portata di un fluido vettore energetico. Alle forme di realizzazione della presente invenzione un tecnico del ramo, al fine di soddisfare esigenze specifiche, potrebbe apportare varianti o sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti.
Anche tali varianti sono contenute nell?ambito di tutela come definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (7)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema (1000) di regolazione per un circuito termoidraulico comprendente: - un circuito termoidraulico (20) comprendente: - una macchina termica (100), ad esempio un generatore di calore o un assorbitore di calore, adatta a riscaldare o raffreddare un fluido vettore, - almeno un terminale di scambio termico (101) adatto a scambiare calore con un carico termico, - un sistema di circolazione fluido vettore comprendente: - una conduttura di mandata (102) per trasferire il fluido vettore dalla macchina termica (100) al terminale di scambio termico (101), - una conduttura di ritorno (103) per trasferire il fluido vettore dal terminale di scambio termico (101) verso la macchina termica (100), - una valvola a tre vie (1) disposta lungo il condotto di mandata (102) e fluidicamente connessa con la macchina termica (100) e con il condotto di ritorno (103), la valvola a tre vie (1) essendo azionabile per miscelare il fluido vettore nel condotto di mandata (102) al fluido vettore nel condotto di ritorno (103), - una pompa (2) installata sulla conduttura di mandata (102) o sulla conduttura di ritorno (103) adatta a pompare il fluido vettore attraverso il sistema di circolazione fluido vettore; - almeno un primo sensore di temperatura (4), installato sulla conduttura di mandata (102) e adatto a misurare la temperatura di mandata post-valvola del fluido vettore a valle della valvola a tre vie (1) nella direzione di scorrimento del fluido vettore; - almeno un secondo sensore di temperatura (5), installato sulla conduttura di mandata (102) o all?interno della macchina termica (100), e adatto a misurare la temperatura di mandata pre-valvola del fluido vettore a monte della valvola a tre vie (1) nella direzione di scorrimento del fluido vettore; - almeno un terzo sensore di temperatura (6), installato sulla conduttura di ritorno (103) o all?interno del terminale di scambio termico (101), e adatto a misurare la temperatura di fluido vettore
    a valle del terminale di scambio termico (101) nella direzione di scorrimento del fluido vettore e a monte della valvola a tre vie (1); - almeno un sensore di flusso o portata (3) installato nel sistema di circolazione fluido per misurare una portata massica o volumetrica del fluido vettore in una regione del sistema di circolazione fluido; detto sistema di regolazione (1000) comprendendo inoltre un'unit? elettronica di controllo (14) operativamente connessa alla valvola a tre vie (1), al primo sensore di temperatura (4), al secondo sensore di temperatura (5), al terzo sensore di temperatura (6), al sensore di flusso o portata (3); in cui detta unit? elettronica di controllo (14) ? configurata per acquisire la temperatura di mandata post-valvola la temperatura di mandata postvalvola il valore di portata massica o volumetrica del fluido vettore, la temperatura di fluido vettore a valle del terminale di scambio termico (101), dal rispettivo sensore; in cui detta unit? elettronica di controllo (14) comprende un dispositivo di memorizzazione (140) nel quale ? memorizzata una funzione modello
    dell?impianto di riscaldamento (20) e un?unit? di processamento (141) configurata per calcolare i valori di: - un segnale di comando valvola adatto a determinare un valore di apertura della valvola a tre vie (1) per miscelare il fluido vettore proveniente dalla macchina termica (100) e dal terminale di scambio termico (101) in funzione di detto valore di apertura della valvola a tre vie (1); - un segnale di comando pompa adatto a regolare il valore di potenza erogata dalla pompa, cio? la portata massica o volumetrica del flusso di fluido vettore; in cui detta unit? di processamento (141) ? configurata per calcolare un valore stimato di temperatura di mandata post-valvola e un valore stimato di portata massica come valori di uscita della funzione modello
    dell?impianto di riscaldamento (20) e in cui detta unit? di processamento (141) ? configurata per calcolare un errore di temperatura di mandata fluido vettore e un errore di portata massica o volumetrica di fluido vettore, in cui detto errore di temperatura di mandata fluido vettore ? calcolato dall?unit? di processamento (141) in funzione di un valore di temperatura di mandata post-valvola desider della temperatura di mandata post-valvola ato e valore stimato di temperatura di mandata post-valvola
    e in cui detto errore di portata massica o volumetrica di fluido vettore, ? calcolato dall?unit? di processamento (141) in funzione di un valore di portata massica o volumetrica desiderato del valore di portata massica o volumetrica del fluido vettore misurato e del valore stimato di portata massica o volumetrica
    detti segnale di comando valvola e segnale di comando pompa essendo calcolati in funzione di detto errore di portata massica e detto errore di temperatura di mandata fluido vettore
  2. 2. Sistema (1000) secondo la rivendicazione 1, in cui la funzione modello ? composta da una famiglia di trasformazioni affini combinate tra loro da un sistema fuzzy di tipo Takagi-Sugeno. 3. Sistema (1000) secondo la rivendicazione 1 o 2 , in cui il segnale di comando valvola ed il segnale di comando pompa sono calcolati anche in funzione del valore di portata massica o volumetrica desiderato
  3. del valore di temperatura di mandata post-valvola desiderato del valore la temperatura di mandata pre-valvola della temperatura del fluido vettore a valle del terminale di scambio termico (101), in cui detta temperatura di mandata pre-valvola e detta temperatura del fluido vettore a valle del terminale di scambio termico (101) sono opportunamente ritardate nel tempo da una rispettiva funzione di trasferimento di ritardo (D2, D3), per ottenere una temperatura di mandata pre-valvola ritardata e una temperatura di fluido vettore a valle del terminale di scambio termico (101) ritardata. 4. Sistema (1000) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il valore stimato di temperatura di mandata post-valvola ? calcolato attraverso una terza linea di ritardo a partire da un primo valore di temperatura di mandata post-valvola
  4. generato in uscita dalla funzione mod e in cui il valore stimato di portata massica calcolato aggiungendo un secondo ritardo temporale predefinito ad un primo valore di portata massica generato in uscita dalla funzione modello
  5. 5. Sistema (1000) secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui la temperatura di mandata pre-valvola ritardata
    e la temperatura di fluido vettore a valle del terminale di scambio termico (101) ritardata sono calcolate in funzione del segnale di comando valvola
    ritardato in accordo ad un intervallo di ritardo prestabilito e del segnale di comando pompa
    ritardato in accordo ad un secondo intervallo di ritardo prestabilito.
  6. 6. Sistema (1000) secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui la temperatura di mandata pre-valvola ritardata
    la temperatura di fluido vettore a valle del terminale di scambio termico (101) ritardata e la temperatura di mandata post-valvola stimata sono calcolate attraverso linee di ritardo ausiliarie che elaborano il valore di segnali di portata massica o volumetrica rispettivamente stimati dalla funzione modello che a sua volta li calcola elaborando il valore del segnale di comando alla valvola 1 e il valore del segnale di comando alla pompa 2.
  7. 7. Metodo di controllo per un sistema di regolazione per un circuito termoidraulico (1000) in accordo ad una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, detto metodo di controllo comprendendo le seguenti fasi operative: - prevedere un?unit? elettronica di controllo (14) comprendente un dispositivo di memorizzazione (140) nel quale ? memorizzata una funzione modello
    dell?impianto di riscaldamento (20) e un?unit? di processamento (141); sull?unit? di processamento (141): - calcolare un valore stimato di temperatura di mandata post-valvola e un valore stimato di portata massica come valori di uscita della funzione modello
    dell?impianto di riscaldamento (20); - calcolare un errore di temperatura di mandata fluido vettore in funzione del valore di temperatura di mandata post-valvola desiderato della temperatura di mandata post-valvola misurato e del valore stimato di temperatura di mandata post-valvola - calcolare e un errore di portata massica o volumetrica di fluido vettore in funzione di un valore di portata massica o volumetrica desiderato del valore di portata massica o volumetrica del fluido vettore misurato e del valore stimato di portata massica o volumetrica
    - calcolare il segnale di comando valvola e il segnale di comando pompa in funzione di detto errore di portata massica e detto errore di temperatura di mandata fluido vettore
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