Einige Worte über die Steuerungen

Die Steuergeräte der Firma TECH Controllers können in Hinsicht auf die Art des Ausgangssteuersignals in drei Gruppen eingeteilt werden:

Ein Regler mit unstetigem Ausgangssignal (zwei Einstellungen: EIN / AUS) schaltet die Zuluft ab, sobald die Solltemperatur im Kessel erreicht wird. Sinkt die Temperatur unter den Sollwert plus die Hysterese, schaltet sich der Ventilator erneut ein. Im Regler kann die Zuluftleistung eingestellt werden. Ein Nachteil dieser Lösung sind jedoch Temperaturschwankungen um den Sollwert, die bei einer großen Wärmeträgheit des beheizten Gebäudes besonders relevant sind.

Ein Regler mit unstetigem Ausgangssignal und „Sigma“-Regulierung verringert die Umdrehungszahl des Ventilators stufenweise, wenn die Kesseltemperatur sich dem Sollwert nähert. Erreicht die Temperatur den Sollwert, schaltet der Ventilator ab. Sinkt die Temperatur unter den Sollwert, wird die Zuluft zunächst in einem niedrigeren Gang eingeschaltet und die Ventilatorgeschwindigkeit bei weiterem Temperaturabfall schrittweise erhöht. Dadurch sind die Temperaturschwankungen und Überregulierungen deutlich geringer. Auch hier hängt die Regelgüte von der Wärmeträgheit des geregelten Objekts ab.

Ein Regler mit stetigem Ausgangssignal und PID-Regelung (Proportional-Integral-Differenzial-Regelung) berechnet die Zuluftleistung basierend auf der Kesseltemperatur und der Abgastemperatur am Kesselaustritt. Der Ventilator arbeitet dabei stetig; die Zuluftleistung wird direkt durch die gemessene Kessel- und Abgastemperatur sowie deren Differenzen zum Sollwert bestimmt. Vorteile des PID-Reglers sind die stabile Aufrechterhaltung der eingestellten Temperatur ohne unnötige Überregulierungen und Temperaturschwankungen. Zudem wird weniger Wärme durch den Schornstein abgegeben, was zu Brennstoffeinsparungen von mehr als 10 % führen kann. Die Auswahl eines geeigneten Ventilators ist hierbei wichtig.

Vergleichsmessungen an einem Verfüllkessel zeigen die Unterschiede zwischen einem Steuergerät mit unstetigem Ausgangssignal (EIN/AUS) und einem PID-Regler.

Das Diagramm zeigt die Leistung des Kessels mit dem Steuergerät EU-190: Dieses Steuergerät arbeitet mit einer Hysterese von 2 °C und weist für eine EIN/AUS-Regelung typische Schwankungen um den Sollwert auf. Reagiert der Kessel langsam auf Temperaturänderungen, können die Abweichungen vom eingestellten Wert größer ausfallen. Dennoch sind solche Regler in den meisten Fällen für die Beheizung von Gebäuden gut geeignet und bieten eine ausreichende Temperaturgenauigkeit.

Das Steuergerät EU-200 zeigt im Diagramm die erste Regelung nach dem Anheizen des Kessels. Danach wird die eingestellte Temperatur durch den Regler sehr präzise aufrechterhalten. Die Regelung erfolgt kontinuierlich, und die gemessene Temperatur bleibt stabil auf dem Sollniveau – selbst bei Instabilitäten des Heizkessels und des beheizten Gebäudes. Die Kurve unterhalb der Vorlauf- und Rücklauftemperatur zeigt die Abgastemperatur am Kesselaustritt, welche neben der Kesseltemperatur ein wesentlicher Arbeitsparameter für die Regelung darstellt.