CO2-Abhängige Regelung für Abluft

[turtle1987]

Hallo, trotz kräftiger Bemühung der Suchfunktion konnte ich nichts Passendes finden und hoffe auf eure Hilfe.

Rahmenbedingung: Es gibt einen Besprechungsraum ohne Fenster. Für den Raum ist ein Ablüfter (Helios RR-EC-125) vorhanden. Der Lüfter kann über eine 0-10V Schnittstelle Stufenlos geregelt werden. Ich will den Lüfter über einen Analogausgang von MDE (AIO-0410V.01) steuern. Im Raum gibt es den Steinel True Presence Multisensor, der sowohl CO2 als auch VOC messen kann. Als Logikmodul habe ich einen Gira X1

Was ich erreichen möchte: Der Ablüfter soll grundsätzlich nur laufen, wenn der Raum benutzt wird. Das ist über den HLK-Kanal am True Presence einfach möglich. Die Lüftergeschwindigkeit soll dann CO2 oder VOC geregelt sein. Also zum Beispiel bei einen CO2-Wert von 600 ppm soll der Lüfter mit 10% starten und dann bei einem CO2-Wert von 1000 ppm auf 100% laufen. Dazwischen soll er sich stufenlos automatisch regeln.

Bin für Tipps dankbar.

[xrk]

Es ist in Gira X1 Logik-Editor gut realisierbar. Hier mein Vorschlag:

1. Eingangswert = Luftqualitätswert
2. Davon subtrahierst Du (-600 [ppm])
3. Und limitierst den Wert nach unten mit 0 ab (d.h. erlaubst keine negativen Werte)
4. Nun multiplizierst den vorherigen Ergebnis mit Faktor 0,225 um mit Differenz von 400 [ppm] 90 [Prozentpunkte] (=Steuerbereich) zu erreichen (Wert stammt vom Division (100-10)/(1000-600)=0,225)
5. Danach addierst zu vorherigen Ergebnis 10, d.h. den Startschwellwert
6. Und limitierst den Wert auf maximal 100 (d.h. erlaubst keine höheren Werte als 100)
7. Nun noch ein Logikgatter addieren, dass nur beim Präsenz den Ausgang über 0 erlaubt.

Ausgang wäre 0 falls keine da und zwischen 10 und 100 wenn Präsenz detektiert wird. Beim 600ppm und unten wäre Ausgang 10, beim 1000ppm und über wäre es 100. Daszwischen hängt der Wert linear von Luftqualität ab, z.B. bei 700ppm wäre Ausgang 32,5, bei 800ppm 55 und bei 900ppm 77,5.

[Gast1961]

Was ich erreichen möchte: Der Ablüfter soll grundsätzlich nur laufen, wenn der Raum benutzt wird.

Hat das einen Grund?

Szenario: Nach einem Meeting ist die Luftqualität schlecht, aber da die Personen den Raum verlassen wird nicht weiter gelüftet. Es wird erst zu Beginn des nächsten Meetings gelüftet, ggf mit hoher Drehzahl und lautem Lüfter.

Das Konzept, es an die Präsenz zu koppeln, kommt mir nicht so sinnvoll vor.

[Beleuchtfix]

Eventuell noch die Berechnung über ein Zeitglied triggern, dass nicht bei jeder Messung der Ventilator nachregelt, wobei ich nicht weiß, wie stark die Messwerte schwanken.
Gast1961 Volker, das könnte man mit einem entsprechenden Nachlauf und entsprechendem Hochregeln sicherlich auch noch optimieren. Optimal wäre sicherlich 10 Minuten vor eine Belegung noch mal intensiv zu lüften.
Gruß Florian

[turtle1987]

Danke euch! Hatte es mir zwar einfacher vorgestellt, aber jetzt habe ich es. Zumindest die Simulationen geben die korrekten Werte aus.

[hyman]

Ich verstehe ehrlich gesagt nicht, warum man sich heutzutage mit einer P-Regelung zufrieden geben soll. Nichts anderes ist das vom TE vorgegebene Verhalten.

Ich würde da einen PI-Regler einsetzen, den es im X1 als fertigen Baustein gibt. Und in der Tat: Ich würde den unabhängig von der Präsenz einfach machen lassen (richtige Parametrierung vorausgesetzt). Wenn keiner mehr da ist, geht die CO2-Konzentration ohnehin schnell runter (wenn weiter gelüftet wird), und dann geht der Lüfter irgendwann aus (und auch nicht wieder an, wenn niemand da ist, der weiteres CO2 erzeugt).

[Beleuchtfix]

Da du auch eine echte VOC Messung hast, kannst du auch die Abluft des neuen Teppichbodens berücksichtigen
Gruß Florian

[turtle1987]

ch würde da einen PI-Regler einsetzen, den es im X1 als fertigen Baustein gibt.

Den Gedanken hatte ich auch schon mal, bekomme das aber nicht hin. Ein Bild meiner Logik habe ich angehängt. Das Problem geht für mich damit los, das der PI Regler bei allen Ist-Werten > Soll-Wert auf 0 geht --> ich brauche es ja genau andersherum. Außerdem kapiere ich ehrlich gesagt nicht, wo ich die Obergrenze für 100% Stellgröße (z.B. bei 1000 ppm) definieren kann. Bin da für konstruktive Vorschläge offen.

[hyman]

Ich hab das auch grad mal ausprobiert und dabei mehrere Probleme des PI-Reglers entdeckt:

1. Der Wirksinn ist nicht einstellbar. Steigt der Istwert, dann sinkt die Stellgröße. Passt für Heizung, brauchen wir für Lüftung aber grad andersrum.
2. Der Wertebereich für den Proportionalbereich ist eingeschränkt. Um bei einem Sollwert von 600ppm sicher zu stellen, dass bei 1000ppm der Regler ganz auf macht, wollte ich da 400[ppm] eingeben -- geht aber nicht, bei 100 ist Schluss.
3. Die Stellgröße ist nicht 0..100, sondern -100..100.

Gelöst habe ich das, indem ich

• die zu verarbeitenden Werte alle durch 10 teile, also z. B. Proportionalbereich 40
• die Stellgröße so umrechne, dass der Wirksinn passt und der Wertebereich 0..100 wird

Sieht dann (mit beispielhaften Simulationsdaten) so aus:

Lüftungsregler.png

Für den praktischen Einsatz wird man die Nachstellzeit noch vergrößern müssen.

Grüße von Horst

[hyman]

Da du auch eine echte VOC Messung hast, kannst du auch die Abluft des neuen Teppichbodens berücksichtigen

PS: Für VOC einen zweiten ähnlichen Regler, dann das Maximum (mein Baustein Statistikfunktionen) beider Stellwerte bilden und auf de GA für den Lüfter senden...

[turtle1987]

Vielen Dank! Das passt und ist übersichtlich. Ich multipliziere die Reglergröße mit -1, dann habe ich auch den positiven Wert und spare einen Schritt.
pi_regler_lüftung2.jpg

Nachtrag: das mit dem 10% beim Wert von 600 fehlt mir hier dann wieder ;-) Das muss ich dann noch mit ehr Bausteinen rein basteln.

[Beleuchtfix]

Geht das vielleicht mit einem Heizen/Kühlen Baustein?
Gruß Florian

[hyman]

Ich multipliziere die Reglergröße mit -1, dann habe ich auch den positiven Wert und spare einen Schritt.

Nicht ganz: Der Reglerwert kann auch +100 werden. Mit Deiner Multiplikation hast Du dann -100. Was soll der Lüfter damit machen? Rückwärts laufen?

Nachtrag: das mit dem 10% beim Wert von 600 fehlt mir hier dann wieder ;-)

Wozu brauchst Du diese willkürlichen 10%? Der Regler stellt den Wert möglichst so ein, dass die 600ppm gehalten werden. Wenn das bei 10% ist, gut. Vielleicht ist es aber auch bei einem anderen Wert. Sollte Dir egal sein, weil nicht die 10% wichtig sind, sondern die 600ppm.

[turtle1987]

Das Ganze ist inzwischen realisiert. Allerdings funktioniert das, was in der Simulation problemlos läuft, in der Praxis nicht. Wenn ich das richtig interpretiere ist der PI-Regler der Übeltäter:

Simulation:
GPA_Logik_Simulation.jpg
Online-Logik:
X1_Online_Logik.jpg

In der Simulation bekomme ich bei einem CO² Wert von 644,8 einen Wert von -16,2 aus dem PI-Regler, der 16% Lüfterleistung entsprechen würde. Wenn ich das in der Online-Logikbetrachtung richtig interpretiere, gibt diese den Wert 100 aus. Da liegt das Problem, ich hätte hier auch die -16,2 erwartet.

Hat jemand da einen schlauen Tipp für mich?

[hyman]

Ein PI-Regler gibt nicht unbedingt für einen bestimmten Eingangswert auch einen bestimmten Ausgabewert aus. Das wäre nur bei einem P-Regler so, was dann aber zu einer bleibenden Regelabweichung führt.

Bei Dir ist die Nachstellzeit auf 2 Minuten eingestellt. Das bedeutet: Der Regler wird im Verlauf von 2 Minuten die Stellgröße um so viel verändern, wie sie aufgrund der P-Anteils beträgt. Bei Dir also nochmal -16.2, gibt dann nach 2 Minuten -32.4, nach 4 Minuten -48.6 usw. Allerdings tut der Baustein das nur, wenn er auch ein neues Eingangstelegramm bekommt. Dafür sollte man durch zyklisches Senden spätestens jede Minute sorgen.

Die +100 erklärt das aber nicht...und dazu habe ich leider auch keine Idee. Mal den Gira-Support fragen?