Regelungstechnik
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=== Einfache Raumtemperatur-Regelung === | === Einfache Raumtemperatur-Regelung === | ||
| - | Die Regelung einer | + | Die Regelung einer Raumtemperatur mit Hilfe eines an einem Heizkörper angebrachten Thermostatventils ist ebenfalls ein einfaches, anschauliches Beispiel einer einfachen Regelung. Ziel ist das automatische Halten der Raumtemperatur (Regelgröße) auf einem gewünschten Wert (Sollwert), obwohl durch gelegentliches Öffnen der Fenster und Änderungen der Außentemperatur eine variable Wärmemenge aus dem Raum abgeführt wird. |
| - | Ein Thermostatventil ist entgegen seiner umgangssprachlichen Bezeichnung mehr als ein | + | Ein Thermostatventil ist entgegen seiner umgangssprachlichen Bezeichnung mehr als ein Ventil. Es ist Messglied, Regler und Stellglied zugleich. An ihm wird die gewünschte Solltemperatur (Sollwert) des Raumes eingestellt. Das Ventil verändert den Warmwasserstrom durch den Heizkörper und damit die Raumtemperatur. Die Flüssigkeit im Sensor (Dehnstoffelement) dehnt sich bei Erwärmung aus und stellt einen veränderten Istwert dar. Durch diese Dehnung wird die Ventilöffnung direkt verkleinert, wodurch sich der Warmwasserstrom durch den Heizkörper verringert. Nach einer Verzögerung sinkt die Temperatur im Raum. |
| - | [[Datei:Raumtemperaturregelung.png|thumb|300px|Regelung der Raumtemperatur | + | [[Datei:Raumtemperaturregelung.png|thumb|300px|Regelung der Raumtemperatur θ mit Thermostatventil am Heizkörper]] |
{| class="wikitable" style="float:left; width:480px;" | {| class="wikitable" style="float:left; width:480px;" | ||
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! width="75%"|Bedeutung im Beispiel<br />(Raumtemperatur-Regelung mit Thermostatventil) | ! width="75%"|Bedeutung im Beispiel<br />(Raumtemperatur-Regelung mit Thermostatventil) | ||
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| - | |style="text-align:center;" | | + | |style="text-align:center;" |Regelstrecke|| || || Zimmer und Heizkörper |
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|style="text-align:center;" | ''Störgrößen'' ||style="text-align:center;" | ''d'' ||style="text-align:center;" | ''z'' || Außentemperatur, Fenster-Stellung (geschlossen bis offen) und anderes | |style="text-align:center;" | ''Störgrößen'' ||style="text-align:center;" | ''d'' ||style="text-align:center;" | ''z'' || Außentemperatur, Fenster-Stellung (geschlossen bis offen) und anderes | ||
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| - | |style="text-align:center;" | | + | |style="text-align:center;" | Regelgröße||style="text-align:center;" | ''y'' ||style="text-align:center;" | ''x'' || Raumtemperatur |
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| - | |style="text-align:center;" | Messglied || || || | + | |style="text-align:center;" | Messglied || || || Dehnstoffelement im Thermostatventil |
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|style="text-align:center;" | Messgröße ||style="text-align:center;" |''y<sub>M</sub>''||style="text-align:center;" |''y<sub>M</sub>''|| Ausdehnung des Dehnstoffelementes | |style="text-align:center;" | Messgröße ||style="text-align:center;" |''y<sub>M</sub>''||style="text-align:center;" |''y<sub>M</sub>''|| Ausdehnung des Dehnstoffelementes | ||
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|style="text-align:center;" | Führungsgröße || style="text-align:center;" |''w''|| style="text-align:center;" | ''w'' || Position des Bodens des Dehnstoffelementes, die mit Drehknopf (mit °C skalierter Skala) am ''Thermostatventil'' eingestellt wird | |style="text-align:center;" | Führungsgröße || style="text-align:center;" |''w''|| style="text-align:center;" | ''w'' || Position des Bodens des Dehnstoffelementes, die mit Drehknopf (mit °C skalierter Skala) am ''Thermostatventil'' eingestellt wird | ||
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| - | |style="text-align:center;" | | + | |style="text-align:center;" |Sollwert der Regelgröße || || ||zum Beispiel 20 °C, zur entsprechenden Ausdehnung des Dehnstoffelementes gehört die entsprechend eingestellte Position seines Bodens |
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| - | |style="text-align:center;" | + | |style="text-align:center;" | Regelabweichung||style="text-align:center;" |''e'' <br />= ''w'' − ''y''||style="text-align:center;" |''e'' <br />= ''w'' − ''x''|| z. B. 2K |
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| - | |style="text-align:center;" | | + | |style="text-align:center;" | Regler|| || || Dehnstoffelement |
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|style="text-align:center;" |Steuergröße||style="text-align:center;" | ''u'' ||style="text-align:center;" | ''y'' || Position des Übertragungsstiftes am Dehnstoffelement (Übertragung auf das Ventil) | |style="text-align:center;" |Steuergröße||style="text-align:center;" | ''u'' ||style="text-align:center;" | ''y'' || Position des Übertragungsstiftes am Dehnstoffelement (Übertragung auf das Ventil) | ||
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| - | |style="text-align:center;" | | + | |style="text-align:center;" |Stellglied|| || ||Ventil im ''Thermostatventil'' |
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| - | |style="text-align:center;" | | + | |style="text-align:center;" |Stellgröße|| style="text-align:center;" |''u<sub>R</sub>''|| style="text-align:center;" |''u<sub>R</sub>''|| Stellung des Ventils (geschlossen bis offen) |
|} | |} | ||
[[Datei:RegelKreis.svg|thumb|300px|Blockschaltbild eines Standardregelkreises]] | [[Datei:RegelKreis.svg|thumb|300px|Blockschaltbild eines Standardregelkreises]] | ||
