Schlechtwertermittlung Taupunkt in ST

[Faolan]

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Guten Morgen zusammen,

ich benötige eine Funktion, die den schlechtesten Wert eines Taupunktes ermitteln kann. Gegeben ist eine Etage mit 50 Räumen. Von jedem Raum bekomme ich eine Taupunkttemperatur. Den schlechtesten Wert möchte ich an den Vorlaufregler übermitteln.

Mit dem MIN-Operator lässt sich das recht einfach machen. In diesem Fall muss ich 50 Messwerte vergleichen. Das ganze soll variabel sein, da sich die Raumanzahl auf den Etagen ändert. Die ganzen Einzelraumregelungen laufen alle schon in FOR-Schleifen und sind dementsprechend variabel gebaut.

Meine Frage, wie könnte man ein Array mit 50 Messwerten auf den kleinsten Messwert vergleichen?

Vielen Dank für Eure Ideen,
Faolan

 

[Larry Laffer]

Meine Frage, wie könnte man ein Array mit 50 Messwerten auf den kleinsten Messwert vergleichen?

Das ist recht einfach :
Du übernimmst den ersten Wert deines Arrays in deine Hilfsvariable MinWert.
Nun iterierst du du das Array und schaust ob ein anderer Wert kleiner als der bereits übernommene ist. Ist das so dann übernimmst du diesen Wert und machst mit der Schleife weiter. Wird in der Folge ein noch kleinerer Wert gefunden dann wieder den übernehmen. Am Ende hast du, unabhängig von der Anzahl der Array-Elemente auf alle Fälle den kleinsten Wert gefunden.
Falls du ggf. dann auch noch wissen möchtest welcher deiner Werte das war so benötigst du eine weitere Hilfsvariable in die du die Index-Nummer schreibst ...

 

[JSEngineering]

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Ich würde ggf. überlegen, ob man nicht im gleichen Durchlauf den Mittelwert ermittelt und die Abweichung dazu prüft, um so ggf. einen Alarm bei einem groben Ausreißer zu geben. Pauschal den kleinsten Wert zu nehmen, könnte ggf. zu Problemen führen, wenn entweder der Raum gerade eine Besonderheit hat oder ein Meßfühler defekt ist.

 

[Onkel Dagobert]

Ich würde mir zunächst einmal überlegen, ob nicht vielleicht die höchste Taupunkttemperatur für meinen Anwendungsfall relevant wäre .

 

[Heinileini]

Ich würde mir zunächst einmal überlegen, ob nicht vielleicht die höchste Taupunkttemperatur für meinen Anwendungsfall relevant wäre .

Wenn Faolan Ralfs Antwort verstanden hat, dann traue ich ihm/ihr zu, das Prinzip vom Suchen des minimalen Wertes auf das Suchen des maximalen Wertes zu übertragen bzw. umzuscheiben.
Falls doch nicht, dann habe ich hiermit vielleicht/hoffentlich dazu angeregt.

 

[Faolan]

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Vielen Dank Kollegen, natürlich habt Ihr recht.
Den Alarm im Raum habe ich schon, sollte auf der Etage dann ja auch so funktionieren:
// Taupunktalarm Raum ermitteln
// Wenn die Strangtemperatur kleiner oder gleich der Taupunkttemperatur ist, dann ist Taupunktalarm und
// die FBH wird weggeschalten. Dabei ist eine Reserve von 2K eingerechnet.
xTaupunktalarm := rStrangTempHzg -2 <= tD_EZR_Out_Enthalpy.rDewpointTemperature;

Vielen Dank für Euren Hinweis!

 

[Faolan]

Ich würde ggf. überlegen, ob man nicht im gleichen Durchlauf den Mittelwert ermittelt und die Abweichung dazu prüft, um so ggf. einen Alarm bei einem groben Ausreißer zu geben. Pauschal den kleinsten Wert zu nehmen, könnte ggf. zu Problemen führen, wenn entweder der Raum gerade eine Besonderheit hat oder ein Meßfühler defekt ist.

Hallo JSEngineering,
ich finde Deinen Vorschlag interessant und habe Deinen Vorschlag einmal mit Beispielwerten durchgerechnet. Ich habe eine Frage dazu:
Taupunkttemperaturen aus den Räumen:
Raum 1 = 16,543 Grad (RT = 28 Grad/Rel.LF. = 50%)
Raum 2 = 17,045 Grad (RT = 30 Grad/Rel.LF. = 46%)
Raum 3 = 23,189 Grad (RT = 32 Grad/Rel.LF. = 60%)
Raum 4 = 16,543 Grad (RT = 27 Grad/Rel.LF. = 53%)

Raum 3 ist zum Beispiel ein Besprechungsraum mit vielen Leuten, daher die hohen Werte. Der Schlechtwert ist 23,189 Grad. Konstruieren wir einen Sensorfehler, Raum 4 liefert 0 Grad. Der Mittelwert beträgt 14,19. Welchen Grenzwert einer Abweichung würde Sinn machen? Die Räume können sehr unterschiedlich sein, ein ULK läuft oft auch noch und entfeuchtet die Räume zusätzlich. Einen Mittelwert ohne Fehler als Vergleich habe ich nicht, es sei denn, ich würde historische Daten erheben und diesen dann vergleichen. Aber auch dieser würde stark variieren, da die Wetterlage sich ändert. Ein Taupunktalarm wird in jedem Raum errechnet, sodass bei einem Sensorfehler das Ventil im Raum geschlossen wird. Der Schlechtwert der Etage wirkt nur auf die Vorregelung des Heizkreises. Der Taupunktalarm im Raum ist nur eine 2. Sicherung, wenn die Vorregelung zu langsam sein sollte oder sich Extreme auftun.
Macht der Alarm beim Schlechtwert dann noch Sinn? Wenn ja, was würdest Du empfehlen?

 

[JSEngineering]

Hallo Faolan,

ich habe mich bis jetzt noch nie mit Klimatisierung beschäftigt, daher sind das bei mir keine fundierten Antworten.

Daher auch erstmal eine Verständnisfrage z.B. zu Raum 3: Die RT (also Raumtemperatur) beträgt bereits 32°C, die Taupunkttemperatur liegt bei 23°C, ist also bereits um 9°K überschritten. Welchen Sinn macht es also, die Vorlauftemperatur auf 23°C einzustellen?
Meiner laienhaften Meinung nach müßte ich doch die Vorlauftemperaturen nur nach Räumen regeln, deren Raumtemperatur unterhalb des Taupunktes liegt. Da der Taupunkt häufig unterhalb der gewünschten Raumtemperatur liegen wird, muß ich diese beiden Werte doch abgleichen und nach dem höheren regeln.

Vermutlich hast Du recht, daß es bei obiger Konstellation keinen Sinn macht, eine von mir angedachte Abweichung zu prüfen.

Ich würde aber ggf. sicherstellen, daß gewisse Werte nicht in der Ermittlung der Vorlauftemperatur berücksichtigt werden. Z.B. wenn Du ein Ventil schließt wegen Alarmen. Denn diese könnten dann Deine Regelung verfälschen.

 

[Faolan]

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Hallo Faolan,

ich habe mich bis jetzt noch nie mit Klimatisierung beschäftigt, daher sind das bei mir keine fundierten Antworten.

Daher auch erstmal eine Verständnisfrage z.B. zu Raum 3: Die RT (also Raumtemperatur) beträgt bereits 32°C, die Taupunkttemperatur liegt bei 23°C, ist also bereits um 9°K überschritten. Welchen Sinn macht es also, die Vorlauftemperatur auf 23°C einzustellen?
Meiner laienhaften Meinung nach müßte ich doch die Vorlauftemperaturen nur nach Räumen regeln, deren Raumtemperatur unterhalb des Taupunktes liegt. Da der Taupunkt häufig unterhalb der gewünschten Raumtemperatur liegen wird, muß ich diese beiden Werte doch abgleichen und nach dem höheren regeln.

Vermutlich hast Du recht, daß es bei obiger Konstellation keinen Sinn macht, eine von mir angedachte Abweichung zu prüfen.

Ich würde aber ggf. sicherstellen, daß gewisse Werte nicht in der Ermittlung der Vorlauftemperatur berücksichtigt werden. Z.B. wenn Du ein Ventil schließt wegen Alarmen. Denn diese könnten dann Deine Regelung verfälschen.

Die Raumregelung läuft separat und hat mit der Taupunkttemperatur nichts zu tun. Die Taupunkttemperatur gibt an, ab wann das Wasser aus der Luft kondensiert. Bei einem Umluftkühlgerät (ULK) ist das kein Problem, die haben einen Wasserablauf am Kühlkörper. Das wird entsorgt. In diesem Fall wird zusätzlich die Fußbodenheizung im Sommer als Grundlast zur Kühlung herangezogen. Da der Fußboden keine Ablaufvorrichtung hat, würde irgendwann Wasser auf dem Fußboden stehen, wenn ich mit dem Vorlauf aus dem Heizkreis die Taupunkttemperatur erreiche.
Zum Beispiel Du bekommst aus der Vorregelung 18 Grad Wasser in den Fußboden. Dann kühlt sich der Fußboden-Estrich auf 18 Grad ab. Hast Du im Raum jetzt 80% und 32 Grad (Gewitterluft) und ist der Fußboden 18 Grad kalt (Du möchtest ja die Raumluft auf 23 Grad senken), kondensiert Wasser auf dem Fußboden. Daher muss das Ventil abschalten. Nur das ULK kann weiterlaufen, was nebenbei die Raumluft entfeuchtet. Kühlen bedeutet immer entfeuchten. In Deinem Kühlschrank läuft deshalb immer das Wasser hinten an der Wand runter und wird in einem Trichter aufgefangen und in eine Schale auf dem Kompressor geleitet. Dort verdunstet es dann durch die Kompressorwärme in Deine Raumluft in der Küche.
Bei der Konstellation 54%/22 Grad (Aktuell meine Bürotemperatur) liegt der Taupunkt bei 12,26 Grad. Mein Boden dürfte also nicht kühler als 12 Grad werden, sonst kondensiert das Wasser aus und der Boden wird feucht. Das Thema mit den Schimmel an den Wänden funktioniert übrigens genauso.
Die Vorlauftemperatur wird in der Vorregelung im Heizkreis am Heizkreisverteiler gemacht. Kommt aus den Etagen jetzt ein Schlechtwert, muss die Temperatur im Heizkreis erhöht werden. Liegt der Schlechtwert des Heizstranges bei 12.26 Grad, darf die Regelung diesen Wert nie erreichen. Da das System sehr träge ist, muss ein Puffer mit einberechnet werden. Funktioniert das nicht rechtzeitig, schalte ich in den Räumen die Fußbodenkühlung aus. ULK kann weiterlaufen.
Eigentlich gibt es dafür sogenannte Taupunktfühler, die eine Kondensation detektieren können. Das wurde aber in der Planung nicht eingesetzt, warum entzieht sich meiner Kenntnis.
Dann habe ich Dich aber richtig verstanden, vielen Dank noch einmal auch an alle für Eure Hinweise. 38 Zeilen Code haben die Aufgabe dann erledigen können .

 

[JSEngineering]

Die Grundlagen zu Taupunkt etc. sind schon da....
nur bei "Vorlauf" denke ich landläufig an Heizung
Und daß Du eine Fußbodenheizung zum Kühlen nutzt, ist mir auch neu, da das ja nicht gerade wirklich effizient ist...
Aber dann macht es natürlich Sinn, den höchsten Taupunkt zu nehmen.
Wobei Du dann aber auch kontrollieren mußt, ob Du nicht bei irgendeinem Raum damit dann anfängst, zu heizen... Der Kunde hat das Kühlgerät auf 18°C eingestellt und Du heizt mit 23°C dagegen...

 

[Faolan]

Die Grundlagen zu Taupunkt etc. sind schon da....
nur bei "Vorlauf" denke ich landläufig an Heizung
Und daß Du eine Fußbodenheizung zum Kühlen nutzt, ist mir auch neu, da das ja nicht gerade wirklich effizient ist...
Aber dann macht es natürlich Sinn, den höchsten Taupunkt zu nehmen.
Wobei Du dann aber auch kontrollieren mußt, ob Du nicht bei irgendeinem Raum damit dann anfängst, zu heizen... Der Kunde hat das Kühlgerät auf 18°C eingestellt und Du heizt mit 23°C dagegen...

Es ist ein 2-Rohrsystem, wo zentral umgeschaltet wird. Der Strang kann nur heizen oder Kühlen. Die Verriegelung des ULK ist nochmal ein guter Hinweis, das prüfe ich nochmal

 

[Onkel Dagobert]

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Für die Nachwelt die Vorgeschichte.
Man hätte den Thread auch fortführen können. Dann muss man nicht alles wiederholen.

 

[Faolan]

Für die Nachwelt die Vorgeschichte.
Man hätte den Thread auch fortführen können. Dann muss man nicht alles wiederholen.

Das verstehe ich jetzt nicht.

 

[Maagic7]

Jetzt noch mal grundsätzliches zu Temperatur, Taupunkt Regelung.
Wenn es um energieoptimiertes heizen, kühlen geht und eine Lüftungsanlage zur Verfügung steht, dann muss man für die Energieoptimierung die Enthalphie mit einbeziehen. Als Ausgangswerte für die Berechnung reichen Lufttemperatur und relative Luftfeuchte. Daraus bekommt man den Taupunkt und auch die Enthalphie.

Bei heizen, kühlen, trocknen muss man dann die Enthalphien vergleichen und herausfinden, ob es besser ist die Luft im Raum aufzuheizen, oder Frischtluft von aussen zuführen, bis bestimmte Werte erreicht sind. Manchmal ist es energetisch günstiger trocknere Luft von aussen zu holen und diese zu heizen, als zu feuchte Innenluft. Gleiches gilt für kühlen.
Diese Fälle treten hauptsächlich in den Übergangzeiten Frühjahr und Herbst auf.

Ich hab einen Baustein (SCL), der die Klimadaten von Luft berechnet. Sättigungsdampfdruck, Partialdruck, absoluter Wassergehalt, Wasserdampf Sättingskonzentration, Taupunkt, Ethalpie und Energiegehalt in Wh/m³.
Damit kann man dann auch berechnen wieviel Wasser bei Kühlung ausfallen wird. Wieviel Menge Wasser man zur Befeuchtung benötigt. Daraus kann man optimierte Luftmengenmischungen aus Aussenluft und Raumluft berechnen.

Wir hab das mal für industrielle Trockenkammern so gemacht, da ist aber das Problem etwas anders, da man dort immer die zu hohe Feuchte möglichst kostengünstig weg bekommen muss. Das geht in vielen Fällen nur mit ausfällen durch Kühlung unter den Taupunkt (+ gegenheizen).
Hier ist die Energieeinsparung beträchtlich, wenn man das optimiert!

Der Baustein müsste auf meinem Github Account stehen. Müsste m7(k)_ClimaticAirData oder so wein. Kann da jetzt leider nicht nachsehen.
Wenn das gebraucht wird, dann müsste ich das nochmals raussuchen!

hier der Link zur Library;

GitHub - Maagic7/Maagic7

Contribute to Maagic7/Maagic7 development by creating an account on GitHub.

github.com

 

[Faolan]

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Jetzt noch mal grundsätzliches zu Temperatur, Taupunkt Regelung.
Wenn es um energieoptimiertes heizen, kühlen geht und eine Lüftungsanlage zur Verfügung steht, dann muss man für die Energieoptimierung die Enthalphie mit einbeziehen. Als Ausgangswerte für die Berechnung reichen Lufttemperatur und relative Luftfeuchte. Daraus bekommt man den Taupunkt und auch die Enthalphie.

Bei heizen, kühlen, trocknen muss man dann die Enthalphien vergleichen und herausfinden, ob es besser ist die Luft im Raum aufzuheizen, oder Frischtluft von aussen zuführen, bis bestimmte Werte erreicht sind. Manchmal ist es energetisch günstiger trocknere Luft von aussen zu holen und diese zu heizen, als zu feuchte Innenluft. Gleiches gilt für kühlen.
Diese Fälle treten hauptsächlich in den Übergangzeiten Frühjahr und Herbst auf.

Ich hab einen Baustein (SCL), der die Klimadaten von Luft berechnet. Sättigungsdampfdruck, Partialdruck, absoluter Wassergehalt, Wasserdampf Sättingskonzentration, Taupunkt, Ethalpie und Energiegehalt in Wh/m³.
Damit kann man dann auch berechnen wieviel Wasser bei Kühlung ausfallen wird. Wieviel Menge Wasser man zur Befeuchtung benötigt. Daraus kann man optimierte Luftmengenmischungen aus Aussenluft und Raumluft berechnen.

Wir hab das mal für industrielle Trockenkammern so gemacht, da ist aber das Problem etwas anders, da man dort immer die zu hohe Feuchte möglichst kostengünstig weg bekommen muss. Das geht in vielen Fällen nur mit ausfällen durch Kühlung unter den Taupunkt (+ gegenheizen).
Hier ist die Energieeinsparung beträchtlich, wenn man das optimiert!

Der Baustein müsste auf meinem Github Account stehen. Müsste m7(k)_ClimaticAirData oder so wein. Kann da jetzt leider nicht nachsehen.
Wenn das gebraucht wird, dann müsste ich das nochmals raussuchen!

hier der Link zur Library;

GitHub - Maagic7/Maagic7

Contribute to Maagic7/Maagic7 development by creating an account on GitHub.

github.com

Vielen Dank für Deinen Hinweis. In Verbindung mit einer RLT sehe ich es auch so. Ziel dieser ganzen Aktion ist nur, dass der Fußboden nicht nass wird. Einfach wäre es mit einem Sensor gegangen, aber den hat man sich leider gespart. In diesem Fall regelt ein Einzelraumregelungsbaustein (DDC und Lib kommen von WAGO) den kompletten Raum. Leider passt der Baustein nur zu einem 4-Rohrsystem ohne ULK. Da muss man jetzt was drumrum bauen.

 

[winnman]

FBH abschalten wird in deinem Beispiel trotzdem zu nassem Boden führen. Bis sicher der Boden aufwärmt vergeht sehr viel zeit.
Hier muss mann wahrscheinlich viel früher mit ULK stärker eingreifen damit die Temperatur und vor allem die Feuchte weiter vom Taupunkt wegbleibt.

 

[Faolan]

FBH abschalten wird in deinem Beispiel trotzdem zu nassem Boden führen. Bis sicher der Boden aufwärmt vergeht sehr viel zeit.
Hier muss mann wahrscheinlich viel früher mit ULK stärker eingreifen damit die Temperatur und vor allem die Feuchte weiter vom Taupunkt wegbleibt.

Wie ich weiter oben schon ausgeführt habe, ist die Abschaltung im Raum nur die letzte Notbremse. Die Vorregelung greift schon viel früher Aufgrund der Schlechtwerte aus den Etagen ein, indem sie die Vorlauftemperatur erhöht. Die Auswertung dieser war auch Ursprung dieses Threads.

 

[Heinileini]

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Kühlen bedeutet immer entfeuchten.

Ist das wirklich so? Helft mal bitte einem Laien auf die Sprünge.
Entfeuchten heisst für mich, dass der WasserGehalt der Luft verringert wird. Aber auf welchem Wege soll das Wasser aus der Luft entfernt werden, wenn man gleichzeitig krampfhaft verhindert, dass sich Tau bilden kann?
Darum behaupte ich mal, das Kühlen kann nur solange auch "nebenbei" entfeuchten, wie sich Tau bilden kann.
Bleibt man beim Kühlen in dem TemperaturBereich oberhalb des TauPunktes, so hat das m.E. mit entfeuchten nichts zu tun.

 

[Heinileini]

Der Kunde hat das Kühlgerät auf 18°C eingestellt und Du heizt mit 23°C dagegen...

Ja, hier geht es darum, zwei konträre Anforderungen unter einen Hut zu bringen und dabei trotzdem möglichst wenig Energie zu "verschwenden".
Das sollte man schon im Auge behalten, während man noch plant, wie man es realisieren will.
Die Entfeuchtung würde ich als separate Funktion sehen, die in einem Gerät nur einen kleinen Anteil des gesamten LuftVolumens "bearbeitet", d.h. stark herunterkühlt, dabei radikal entfeuchtet und dann wieder aufheizt - quasi per WämePumpe bzw. PeltierElement. Diese getrocknete Luft wird anschliessend mit der restlichen RaumLuft gemischt.

 

[Faolan]

Ist das wirklich so? Helft mal bitte einem Laien auf die Sprünge.
Entfeuchten heisst für mich, dass der WasserGehalt der Luft verringert wird. Aber auf welchem Wege soll das Wasser aus der Luft entfernt werden, wenn man gleichzeitig krampfhaft verhindert, dass sich Tau bilden kann?
Darum behaupte ich mal, das Kühlen kann nur solange auch "nebenbei" entfeuchten, wie sich Tau bilden kann.
Bleibt man beim Kühlen in dem TemperaturBereich oberhalb des TauPunktes, so hat das m.E. mit entfeuchten nichts zu tun.

Man muss den Anwendungsfall unterscheiden. Grundsätzlich kann kältere Luft weniger Wasser aufnehmen als warme Luft. Wird der Taupunkt unterschritten, wird Wasser ausgefällt und wird sichtbar. Das siehst Du an den Wasserflecken unter Deinem Auto, an der Wand, im Kühlschrank oder beim ULK, wo das durch einen Schlauch abgeführt wird. Wenn mein Ziel die Abkühlung der Raumluft ist, dann ist die zwangsweise dabei auftretende Entfeuchtung ein Nebeneffekt. In einem Lagerraum im Museum für Bilder will ich bestimmte Temperaturen und Feuchte erreichen, um die Bilder nicht zu beschädigen. Dann muss die RLT Feuchte und Temperatur regeln. Das funktioniert unterschiedlich, mit Beimischung von Außenluft, Raumluft oder direkte Befeuchtung durch Dampf oder Verdunstung. Je nachdem, wo ich gerade günstig das Medium erhalten kann. Im Winter kann man durch Beimischung von trockener Außenluft entfeuchten, muss aber mehr Heizenergie aufwenden.
In meinem Anwendungsfall Büro kommt die grundsätzliche Konditionierung in manchen Räumen über die Lüftungsanlage. Nicht alle Räume haben das. Die Feuchte und die Temperatur wird jedoch über die Lüftungsanlage zentral geregelt. Im Raum selbst regle ich das, was ich zentral nicht bereitgestellt bekomme. Zum Beispiel eine Grundlast der Kühlung über die FBH und wenn das nicht reicht über das ULK. Die Entfeuchtung ist nur nebensächlich. Mein Problem befasst sich damit, den Fußboden zu schützen. Das ULK hat einen Schlauch, was das Kondenswasser des Kühlaggregates ableitet. Der Fußboden hat das nicht. Also muss ich die Fußbodenkühlung so fahren, dass der Taupunkt nie auf dem Fußboden erreicht wird. Daher vergleiche ich auch die Temperatur der FBH mit der Taupunkttemperatur des Raumes, die ja auch die Raumtemperatur enthält. Taupunkttemperatur und Raumtemperatur sind nicht das Selbe. Dazwischen liegt die rel. Feuchte und der Luftdruck.