DE10013447C1

DE10013447C1 - Controlling air conditions in weather-dependent building or system area involves computing air conditioning system control data from model, weather forecast data, stored load data profiles

Info

Publication number: DE10013447C1
Application number: DE10013447A
Authority: DE
Inventors: Markus Werner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2001-12-13
Anticipated expiration: 2020-03-18
Also published as: EP1134508B1; EP1134508A2; DE50111066D1; EP1134508A3; ATE340975T1

Abstract

The method involves forming a computer model of the building or system region, automatically calling up weather forecast data (12) including future solar radiation intensity and wind speed, computing control data (30) for an air conditioning system based on the model, the weather forecast data and stored load data profiles (26) and transmitting the control data to the air conditioning equipment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Klimas in einem wetterabhängigen Gebäude- oder Anlagenbereich.The invention relates to a method for controlling the climate in a weather-dependent building or plant area.

Zur Steuerung von Klimadaten, wie Temperatur, Druck und Feuchtigkeit, in industriellen Anlagen, in denen beispielsweise wärmeempfindliche Produkte verarbeitet werden, ist es bekannt, mikroprozessorgestützte Regelungen vorzusehen. Bei diesen Regelungen werden aktuelle Klimadaten mit vorgegebenen Zielgrößen verglichen. Aufgrund einer Abweichung der Zielgröße von den aktuellen Klimadaten, d. h. beispielsweise einer Abweichung der gewünschten Temperatur von der aktuellen Temperatur, werden Steuerdaten berechnet. Bei einer Temperaturabweichung führt dies dazu, dass die Heizungs- oder Kühlanlage entsprechend gesteuert wird, um die gewünschte Temperatur zu erreichen und zu halten. Da die Steuerung auf einem Vergleich zwischen aktuellen Klimadaten und vorgegebenen Zielgrößen, d. h. gewünschten Klimadaten, beruht und die zu steuernde Anlage kapazitive Eigenschaften hat, werden die vorgegebenen Zielgrößen erst nach einer Reaktionszeit (Verzögerung) erreicht.To control climate data such as temperature, pressure and Humidity, in industrial plants, for example heat-sensitive products are processed, it is known to provide microprocessor-based regulations. With these Regulations are updated with current climate data Target sizes compared. Due to a deviation in the target size from the current climate data, d. H. for example one Deviation of the desired temperature from the current one Temperature, control data are calculated. At a Temperature deviation causes the heating or Cooling system is controlled accordingly to the desired Reach and maintain temperature. Because the controller is on a comparison between current climate data and predefined ones Targets, d. H. desired climate data, based and to controlling system has capacitive properties given target values only after a reaction time (Delay) reached.

Ist beispielsweise das Kühlen eines Gebäudebereichs erforderlich, da sich der Gebäudebereich aufgrund von Sonneneinstrahlung erwärmt, findet aufgrund der Zeitverzögerung zunächst eine weitere Erwärmung statt, bis durch die Kühlanlage eine merkliche Kühlung eintritt und die gewünschte Temperatur erreicht ist. Um die vorgegebene Zielgröße in möglichst kurzer Reaktionszeit zu erreichen, müssen die Kühl- bzw. Heizungsanlagen entsprechend groß ausgelegt werden. Dies hat hohe Investitionskosten zur Folge. Selbst bei sehr groß ausgelegten Kühl- bzw. Heizanlagen tritt stets eine gewisse Reaktionszeit auf. Ferner steigt beim Einsatz von Kühl- bzw. Heizungsanlagen, die für den herkömmlichen Betrieb überdimensioniert sind, der Energieverbrauch.Is, for example, the cooling of a building area required because the building area is due to Solar radiation warms up due to the time delay First, further heating up until through the cooling system noticeable cooling occurs and the desired temperature is reached. To the given target size in the shortest possible time To achieve response time, the cooling or Heating systems can be designed accordingly large. this has high investment costs. Even with very large designed cooling or heating systems always occurs a certain Response time to. Furthermore, when using cooling or Heating systems for conventional operation are oversized, energy consumption.

Moderne Kühl- und Heizanlagen weisen anstatt der in den Anschaffungskosten relativ günstigen Radiator-Luftheiz- oder -Luftkühlsystemen in den Fußböden oder den Wänden vorgesehene Rohrsysteme auf. Das Vorsehen von Rohrsystemen in der Baumasse hat gegenüber konvektiver Lufterwärmung bzw. Luftkühlung gesundheitliche Vorteile. Die Strahlungswärme bzw. -kälte wird insbesondere als angenehm empfunden. Bei derartigen in der Baumasse vorgesehenen Rohrsystemen wird die Baumasse, d. h. beispielsweise die Wand oder der Boden eines Gebäudebereichs, gekühlt oder erwärmt. Da es sich hierbei um eine große zu erwärmende bzw. zu kühlende Masse handelt, sind die Reaktionszeiten, bis eine vorgegebene Zielgröße der Klimadaten erreicht ist, äußerst lange. Die Baumasse weist je nach Material und Konstruktion eine hohe thermische Trägheit auf. Modern cooling and heating systems show instead of that in the Cost relatively cheap radiator or air heater -Air cooling systems provided in the floors or walls Pipe systems. The provision of pipe systems in the building mass compared to convective air heating or air cooling health benefits. The radiant heat or cold is felt particularly pleasant. With such in the Pipe systems provided for construction mass is the construction mass, d. H. for example the wall or the floor of a building area, chilled or warmed. Since this is a big one too warming or cooling mass is the Response times until a predetermined target of the climate data is reached, extremely long. The construction dimensions depend on Material and construction have a high thermal inertia.

Heutige Regelungskomponenten benötigen eine herstellerspezifische Software. Eine Kombination von Komponenten unterschiedlicher Hersteller ist damit nur bedingt möglich. Dies kann dazu führen, dass kostenintensiv verschiedene Systeme parallel betrieben werden müssen, da sie nicht miteinander kommunizieren können.Today's control components need one manufacturer-specific software. A combination of Components from different manufacturers are therefore only conditional possible. This can lead to being costly different systems have to be operated in parallel as they cannot communicate with each other.

Heutige Regelungskonzepte basieren weitgehend darauf, dass Hardware und Software der Regelung vor Ort in die zu regelnde Anlage oder das Gebäude integriert werden. Dies erfordert eine kostenintensive Parametrisierung und Optimierung der Anlage vor Ort durch Fachpersonal.Today's control concepts are largely based on the fact that Hardware and software regulating on-site in the to be regulated Plant or the building can be integrated. This requires one costly parameterization and optimization of the system Place by specialist staff.

Für die reale Anlage oder das Gebäude wird eine aktive Technik - beispielsweise eine Heizungsanlage - dimensioniert, die mit Hilfe einer angepaßten Regelung sicherstellen soll, dass im späteren Betrieb zukünftige Klimadaten eingehalten werden. Dabei wird heute entweder auf in der Vergangenheit gespeicherte und/oder auf momentan erfaßte Meßwerte zurückgegriffen. Die Antwort des Systems auf Wettereinflüsse wird durch Übertragungsfunktionen, beispielsweise Heizkennlinien, beschrieben. Diese können jedoch prinzipiell das thermodynamische Verhalten des Systems nur sehr grob beschreiben, da nicht nach den Einflüssen einzelner Komponenten, aus denen das System zusammengesetzt ist, unterschieden wird.Active technology is used for the real system or the building - For example, a heating system - dimensioned with With the help of an adapted regulation to ensure that in future operation, future climate data are observed. It is either saved on in the past and / or use currently measured values. The The system's response to weather influences is determined by Transfer functions, for example heating characteristics, described. In principle, however, these can thermodynamic behavior of the system only very rough describe, since not according to the influences of individual Components that make up the system, is distinguished.

Um die Komplexität der Vorgänge in größeren Gebäuden oder Anlagen detaillierter zu beschreiben, werden lernfähige und wissensbasierte Regelungssysteme, beispielsweise neuronale Netze, eingesetzt. Jedoch werden auch hier alle realen Komponenten zu einer "black box" zusammengefaßt, so dass bei unzulässigen Abweichungen zwischen Soll- und Istzuständen die Analyse der Rechenergebnisse nicht auf einzelne Komponenten hinweist, welche ursächlich für die Fehler verantwortlich sind.To the complexity of operations in larger buildings or Describing plants in more detail will be learnable and knowledge-based control systems, for example neuronal Nets. However, all are real here too Components combined into a "black box", so that at inadmissible deviations between target and actual conditions Analysis of the calculation results not on individual components indicates which are responsible for the errors.

In DE 42 02 688 A1 ist ein Verfahren zur Verbesserung der Vor hersage lokaler Wetterdaten, d. h. außerhalb eines Gebäudes auf tretender Temperaturen beschrieben.DE 42 02 688 A1 describes a method for improving the front predict local weather data, d. H. outside of a building temperatures described.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Klima in einem wetterab hängigen Gebäude- oder Anlagenbereich derart zu steuern, dass zukünftige Klimadaten mit möglichst geringer Zeitverzögerung und hoher Genauigkeit eine vorgegebene Zielgröße erreichen und einhalten.The object of the invention is to change the climate in a weather to control the dependent building or plant area in such a way that future climate data with as little time delay as possible and achieve a specified target size with high accuracy and adhere.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merk male des Patentanspruchs 1.According to the invention, the object is achieved by the note male of claim 1.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Gebäude- oder An lagenbereich als Rechenmodell abgebildet, so dass der ther mische Einfluss, von beispielsweise Wänden, in dem Gebäude an geordneten Maschinen, Lichtquellen u. dgl. bekannt ist. Erfin dungsgemäß werden bei dem Verfahren zur Steuerung des Klimas in einem Gebäude- oder Anlagenbereich automatisch Wettervorher sagedaten abgefragt. Durch die Abfrage der Wettervorhersage daten sind zukünftige Wetterdaten, wie Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und Sonneneinstrahlungs intensität, für bestimmte in der Zukunft liegende Zeitpunkte bekannt. Ferner ist zur Berechnung von Steuerdaten mindestens ein Lastdaten-Profil gespeichert. In dem Lastdaten-Profil sind bekannte gebäude- bzw. anlageninterne Einflüsse gespeichert. Hierbei handelt es sich beispielsweise um den zeitlichen Ver lauf von Wärmequellen, wie Maschinen, Beleuchtung u. dgl. und/oder um Feuchtigkeitsentwicklungen.According to the inventive method, the building or to area as a calculation model, so that the ther mix influence, for example walls, in the building ordered machines, light sources and. Like. Is known. Erfin In accordance with the method for controlling the climate in a building or plant area automatically weather forecast data asked for. By querying the weather forecast data are future weather data, such as temperature, air pressure, Air humidity, wind speed and sun exposure intensity, for certain times in the future known. Furthermore, at least for the calculation of tax data a load data profile is saved. In the load data profile are Known building or system influences stored. This is, for example, the temporal ver run of heat sources, such as machines, lighting and. the like and / or moisture development.

Mit Hilfe der Wettervorhersagedaten und dem Lastdaten-Profil werden sodann Steuerdaten zum Erreichen einer vorgegebenen Zielgröße zukünftiger Klimadaten berechnet. Bei den Klimadaten handelt es sich um physikalische Größen, die durch das Wetter beeinflußt sind, wie beispielsweise Temperatur, Druck, Feuch tigkeit, etc. Mit diesen Steuerdaten werden dem Gebäude- bzw. Anlagenbereich zugeordnete Klimageräte gesteuert. Durch Klima geräte wird der innere Zustand, d. h. die Klimadaten des Gebäudes bzw. der technischen Anlage, beeinflußt. Es handelt sich hierbei beispielsweise um Heizkörper, Kühlflächen, Lüftungsanlagen, etc. und in verfahrenstechnischen Anlagen beispielsweise auch um Wärmetauscher zur Entkopplung von Wärme und Kälte.With the help of the weather forecast data and the load data profile are then control data to achieve a predetermined Target size of future climate data calculated. With the climate data these are physical quantities caused by the weather are affected, such as temperature, pressure, humidity activity, etc. With this tax data, the building or Air conditioning units assigned to the system area are controlled. By climate devices become the inner state, d. H. the climate data of the Building or the technical system, influenced. It deals for example, radiators, cooling surfaces, Ventilation systems, etc. and in process engineering systems for example, also about heat exchangers for decoupling heat and cold.

Die berechneten Steuerdaten werden an die Klimageräte übermittelt. Die Übermittlung kann sofort nach der Berechnung stattfinden, so dass die Steuerdaten in den Klimageräten gespeichert werden und zu den berechneten Zeitpunkten entsprechende Schaltvorgänge auslösen. Es ist ebenso möglich, die Steuerdaten erst zu den entsprechenden Zeitpunkten an die Klimageräte zu übermitteln.The calculated control data is sent to the air conditioners transmitted. The transmission can be carried out immediately after the calculation take place so the control data in the air conditioners be saved and at the calculated times trigger appropriate switching operations. It is also possible the tax data only at the appropriate times To transmit air conditioners.

Soll in einem Gebäudebereich beispielsweise die Temperatur konstant gehalten werden, muß der Gebäudebereich in Abhängigkeit der zukünftigen Wetterverhältnisse und der durch interne Wärme-/Kältequellen hervorgerufenen Temperaturänderungen geheizt oder gekühlt werden. Ist aufgrund der Wettervorhersage z. B. bekannt, dass die Außentemperatur zu einem bestimmten Zeitpunkt sich derart verändern wird, dass die Raumtemperatur in dem Gebäudebereich über den gewünschten Sollwert, d. h. die zukünftige Zielgröße, steigen wird, kann die Kühlung des Raums bereits zu einem früheren Zeitpunkt einsetzen, zu dem die Raumtemperatur noch nicht aufgrund der erhöhten Außentemperatur erhöht ist. Hierbei wird erfindungsgemäß das Lastdaten-Profil berücksichtigt, da dies z. B. einen gewissen Ausgleich oder eine zusätzliche Erwärmung hervorrufen kann. Insbesondere bei in den Wänden und Böden verlegten Kühlrohren kann hiermit erreicht werden, daß vor der Erwärmung des Raums durch die erhöhte Außentemperatur die Temperatur der Wände und Böden bereits langsam abgesenkt wird, ohne dass sich hierbei die Raumtemperatur spürbar verändert. For example, the temperature in a building area must be kept constant, the building area in Dependency on future weather conditions and through internal heat / cold sources Temperature changes can be heated or cooled. Is due the weather forecast z. B. known that the outside temperature too a certain point in time will change in such a way that the Room temperature in the building area above the desired Setpoint, d. H. the future target size will increase, the Cooling the room earlier to which the room temperature is not yet due to the increased outside temperature is increased. Here will according to the invention takes into account the load data profile, since this e.g. B. some compensation or additional warming can cause. Especially in the walls and floors installed cooling pipes can be achieved with that before Warming of the room due to the increased outside temperature The temperature of the walls and floors is already slowly being lowered, without noticeably changing the room temperature.

Ohne Wettervorhersagedaten könnte erst zu einem Zeitpunkt reagiert werden, zu dem sich die Raumtemperatur bereits erhöht hat.Without weather forecast data, it could only be at a time react to which the room temperature is already increasing Has.

Durch das erfindungsgemäße Berücksichtigen von Wettervorhersagedaten können zum Erreichen vorgegebener Zielgrößen zukünftiger Klimadaten bereits frühzeitig Steuerdaten berechnet und an die Klimageräte übermittelt werden. Zukünftige Klimadaten können dadurch sehr exakt erreicht werden. Es finden beispielsweise keine starken Temperaturerhöhungen vor Erreichen der gewünschten Temperatur statt. Dies gilt ebenso für andere Klimadaten, wie die Luftfeuchtigkeit, den Luftdruck und andere wetterabhängige Klimadaten. Da die Klimageräte bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt, bezogen auf den Zeitpunkt, zu dem die vorgegebene Zielgröße der zukünftigen Klimadaten erreicht werden soll, angesteuert werden können, ist es möglich, erheblich kleinere Heizungs- und Kühlungsanlagen vorzusehen. Dies hat eine erhebliche Einsparung von Investitionskosten und Betriebskosten zur Folge. Es handelt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um ein vorausschauendes Steuerverfahren.By taking into account according to the invention Weather forecast data can be used to achieve predetermined Target values for future climate data at an early stage Control data calculated and transmitted to the air conditioners become. Future climate data can therefore be very precise can be achieved. For example, there are no strong ones Temperature increases before reaching the desired temperature instead of. This also applies to other climate data, such as the Humidity, air pressure and other weather dependent Climate data. Because the air conditioners were at a very early stage Time, based on the time at which the specified Target of future climate data should be achieved can be controlled, it is possible to significantly smaller To provide heating and cooling systems. This has one considerable savings in investment costs and operating costs result. It is the method according to the invention a predictive tax procedure.

Vorzugsweise sind in dem Lastdaten-Profil innerhalb des Gebäude- bzw. Anlagenbereichs auftretende Lasten gespeichert. In derartigen Lastdaten-Profilen sind bekannte, zu bestimmten Zeitpunkten auftretende Klimaänderungen bewirkende Einflüsse gespeichert. Beispielsweise kann hierin die Erhöhung interner Lasten durch das Einschalten von Licht oder bei Industrieanlagen durch das Inbetriebnehmen wärmeabgebender Maschinen o. dgl. gespeichert sein. Für die Klimasteuerung von Besprechungsräumen oder Hörsälen kann beispielsweise ein Belegungsplan als Lastdaten-Profil gespeichert sein. In Lastdaten-Profilen können ferner auch Luftfeuchtigkeitsveränderungen, die z. B. durch die Anwesenheit von Personen verursacht werden, gespeichert sein. Aufgrund gespeicherter Lastdaten-Profile werden bei der Berechnung der Steuerdaten für die Klimageräte bekannte interne Einflüsse auf das Klima bereits im Vorfeld berücksichtigt.Preferably, the load data profile within the Loads occurring in the building or system area are saved. Known load data profiles are to be determined in such load data profiles Influences that cause changes in time saved. For example, the increase in internal Loads by switching on lights or at Industrial plants by commissioning heat emitting Machines or the like can be stored. For the climate control of Meeting rooms or lecture halls can be, for example Allocation plan can be saved as a load data profile. In Load data profiles can also Humidity changes that z. B. by the presence caused by people. Because of saved load data profiles are used in the calculation of the Control data for the air conditioners known internal influences the climate is taken into account in advance.

Vorzugsweise werden die Lastdaten-Profile durch einen Vergleich mit in der Vergangenheit erzielten Klimadaten korrigiert. Es findet somit eine ununterbrochene Rückkopplung statt. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn Lastdaten-Profile zu Betriebsbeginn einer Heiz- bzw. Kühlanlage, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, teilweise nur schwierig vorhersehbar sind. Durch die Rückkopplung findet eine automatische Fehlerkorrektur von ggf. in dem ursprünglichen Profil enthaltenen Fehlern statt. Die Korrektur kann durch Gewichtung des gespeicherten Profils oder durch eine konkrete Änderung einzelner Werte in dem Profil erfolgen.The load data profiles are preferably compared corrected with climate data obtained in the past. It there is therefore an uninterrupted feedback. This is particularly advantageous if load data profiles too Start of operation of a heating or cooling system, which after the The method according to the invention works, sometimes only with difficulty are predictable. The feedback finds one automatic error correction of possibly in the original Profile contained errors instead. The correction can be done by Weighting of the saved profile or by a concrete one Individual values in the profile are changed.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ferner lokale Wetterdaten berücksichtigt. Durch das Messen lokaler Wetterdaten können die Wettervorhersagedaten korrigiert werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn für einen Gebäude- oder Anlagenstandort nur relativ ungenaue Wettervorhersagedaten von Wetterdiensten zur Verfügung gestellt werden können. Dies ist insbesondere in Gebieten der Fall, in denen nur für einen großflächigen regionalen Bereich eine Wettervorhersage zur Verfügung steht, so dass die Wettervorhersagedaten lokal unweigerlich eine gewisse Ungenauigkeit aufweisen.In a particularly preferred embodiment of the The method according to the invention also includes local weather data considered. By measuring local weather data, the Weather forecast data are corrected. This is particularly so then advantageous if for a building or plant location only relatively inaccurate weather forecast data from weather services can be made available. This is particularly true in Areas where only for a large area regional area a weather forecast is available so the weather forecast data is inevitably local have some inaccuracy.

Vorzugsweise werden die Wettervorhersagedaten durch einen Vergleich mit gespeicherten lokalen Wetterdaten für denselben oder einen vergleichbaren Zeitraum korrigiert. Entsprechen die Wettervorhersagedaten für einen Tag beispielsweise den Wettervorhersagedaten des Vortags und ist aus den lokalen Wetterdaten des Vortags eine Abweichung zwischen den lokalen Wetterdaten und den Wettervorhersagedaten bekannt, so können die Wettervorhersagedaten für den aktuellen Tag unmittelbar korrigiert werden. Ebenso ist es möglich, aus den zu mehreren vergangenen Tagen gemessenen lokalen Wetterdaten Mittelwerte zu bilden und diese als Vergleichsdaten für die Wettervorhersagedaten zu nutzen.The weather forecast data is preferably provided by a Comparison with saved local weather data for the same or corrected a comparable period. Correspond to the Weather forecast data for a day, for example Weather forecast data of the previous day and is from the local The previous day's weather data showed a discrepancy between the local ones Weather data and the weather forecast data known so the weather forecast data for the current day immediately Getting corrected. It is also possible to choose from several local weather data measured over the past few days form and use this as comparison data for the Use weather forecast data.

Vorzugsweise werden vorstehende Verfahrensschritte in regelmäßigen kurzen Zeitabständen von beispielsweise wenigen Minuten wiederholt. Die Abfrage von Wettervorhersagedaten wird hierbei nicht so oft wiederholt, da im allgemeinen nur in Abständen von mehreren Stunden oder länger neue Wettervorhersagedaten vorliegen. Durch das Wiederholen der Verfahrensschritte können lokale äußere Einflüsse, die in der Bestimmung der Steuerdaten für die Klimageräte nicht berücksichtigt werden, ausgeglichen werden. Es könnte sich hierbei beispielsweise um das Öffnen von Fenstern oder das unvorhergesehene Anschalten von die Klimadaten beeinflussenden Geräten handeln.The above method steps are preferably described in regular short intervals of, for example, a few Minutes repeated. The query of weather forecast data is not repeated so often, since generally only in Intervals of several hours or longer Weather forecast data are available. By repeating the Process steps can be local external influences in the Determination of the control data for the air conditioners not be taken into account, be balanced. It could be Here, for example, about opening windows or the unforeseen activation of the climate data influencing Devices.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Klimadaten-Profile vorgesehen. In Klimadaten-Profilen ist der geforderte zeitliche Verlauf der relevanten Klimadaten gespeichert. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen geforderten zeitlichen Temperaturverlauf in Abhängigkeit des Wochentages und der Tageszeit. Auf Grundlage der Klimadaten-Profile werden die einzelnen Steuerdaten für bestimmte Zeitpunkte berechnet. In den Klimadaten-Profilen sind somit die Zielgrößen für zukünftige Klimadaten in zeitlicher Abhängigkeit gespeichert, so dass es sich hierbei um Solldaten handelt. In a preferred embodiment, climate data profiles intended. In climate data profiles, the required time is History of the relevant climate data saved. This is about it is, for example, a required time Temperature curve depending on the day of the week and the Time of day. Based on the climate data profiles individual tax data calculated for specific times. In the climate data profiles are the target values for future climate data is stored as a function of time, so that this is target data.

Vorzugsweise werden die Klimadaten-Profile anhand der in dem Gebäude- bzw. Anlagenbereich gemessenen Klimadaten korrigiert. Hierbei können unvorhersehbare Einflüsse, d. h. insbesondere das menschliche Verhalten, erfaßt werden. Durch eine Korrektur des Klimadaten-Profils kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass eine Person auch an kalten Tagen häufiger lüftet als in dem ursprünglichen Klimadaten-Profil angenommen wurde.The climate data profiles are preferably based on those in the Corrected climate data measured in building or system area. Unpredictable influences, e.g. H. especially that human behavior. By correcting the Climate data profile can be taken into account, for example, that a person ventilates more often on cold days than in the original climate data profile was adopted.

Das Messen der aktuellen Klimadaten kann kontinuierlich erfol gen. Hierbei wird bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenz wertes automatisch eine neue Berechnung der optimalen Steuerda ten durchgeführt.The current climate data can be measured continuously Here, when a predetermined limit is exceeded automatically recalculates the optimal tax rate ten carried out.

Der zur Berechnung der Steuerdaten vorgesehene Algorithmus ist vorzugsweise derart aufgebaut, dass in einem Berechnungsdurch lauf eine Reihe von Steuerdaten für zeitlich unterschiedliche zukünftige Zielgrößen berechnet werden. Es handelt sich hierbei beispielsweise um Steuerdaten für die Klimageräte für einen Zeitraum von mehreren Stunden oder gar mehreren Tagen.The algorithm provided for calculating the control data is preferably constructed such that in a calculation by run a series of tax data for different times future target values are calculated. It is about this for example, control data for the air conditioners for one Period of several hours or even several days.

Das Rechenmodell, durch das die thermischen Einflüsse eines Ge bäude- oder Anlagenbereichs, d. h. beispielsweise Wände, in dem Gebäude angeordnete Maschinen, Lichtquellen u. dgl., möglichst gut erfasst sind, dient zur Berechnung der Steuerdaten hin sichtlich des thermischen Verhaltens. Das Gebäude bzw. die An lage ist auf einem Rechner als Simulationsmodell abgebildet. Dadurch kann bereits in einem frühen Planungsstadium des Ge bäudes die Steuerung für die Heizungs- und Klimaanlage ent worfen werden. Dies hat den Vorteil, dass auch die Auslegung der Heizungs- und Klimaanlage und die damit verbundenen Investitionskosten zu einem frühen Zeitpunkt definiert werden können.The calculation model by which the thermal influences of a Ge building or plant area, d. H. for example walls in which Buildings arranged machines, light sources and. Like., if possible well recorded is used to calculate the tax data visually the thermal behavior. The building or the To location is shown on a computer as a simulation model. As a result, the Ge remove the controls for the heating and air conditioning will be thrown. This has the advantage that the interpretation the heating and Air conditioning and the associated investment costs too can be defined at an early stage.

Es ist bekannt, Anlagen oder Gebäude, die wetterabhängige, thermodynamische Prozesse durchlaufen, schon in der Planungs- und Projektierungsphase mittels eines rechnergestützten Werkzeuges auszulegen und zu optimieren. In dynamisch rechnenden Simulationsprogrammen kommen mathematisch- physikalische Modelle zum Einsatz, die das thermodynamische Verhalten des Systems (Anlage oder Gebäude) genau beschreiben. Das Systemmodell ist erfindungsgemäß aus modularen, objektorientierten Softwarebausteinen zusammengesetzt, welche jeweils das Verhalten einer realen Komponente, beispielsweise ein Wandaufbau oder ein Ventil, mehr oder minder exakt beschreiben. Solche Module sind in Programmbibliotheken abgelegt und können zur Zusammenstellung beliebiger Systeme verwendet werden. Den verwendeten Simulationsmodellen werden des weiteren geforderte Klima-, Verfügbarkeits- und Lastdatenprofile vorgegeben, die mit Hilfe einer ebenfalls modellierten Regelung das Klima in dem modellierten System bestimmen.It is known to have facilities or buildings that are weather dependent, undergo thermodynamic processes already in the planning stage and project planning phase using a computer-aided To design and optimize the tool. In dynamic computing simulation programs come mathematically physical models that use the thermodynamic Describe the behavior of the system (system or building) exactly. According to the invention, the system model is composed of modular, object-oriented software modules, which the behavior of a real component, for example a wall structure or a valve, more or less exactly describe. Such modules are in program libraries filed and can be used to put together any systems be used. The simulation models used are further required climate, availability and Load data profiles specified, which also with the help modeled regulation the climate in the modeled system determine.

Der Einfluß des Wetters wird durch Verwendung sogenannter Testreferenzjahre dargestellt, welche für ein Jahr statistisch repräsentative Wettersituationen, beispielsweise im Stundenraster, auflösen. Das Wetter wird also für einen längeren Zeitraum als bekannt vorausgesetzt. Wird das Systemmodell mit diesem Wetter beaufschlagt, so ist mit Hilfe der Simulation der Einfluß des Wetters auf das thermodynamische Verhalten des Gebäudes bzw. der Anlage vorhersagbar.The influence of the weather is determined by using so-called Test reference years are shown, which are statistical for one year representative weather situations, for example in Hourly grid, dissolve. So the weather will be for you assumed a longer period than known. Will that System model exposed to this weather is so with help the simulation of the influence of the weather on the thermodynamic Behavior of the building or plant predictable.

Im Gegensatz zur Simulation steht dem realen System heute nur das Wissen über das Wetter der Vergangenheit bis zum aktuellen Betrachtungszeitpunkt zur Verfügung. Die Folge ist, dass das Klima in dem zu regelnden System prinzipiell nur zeitverzögert auf Einflüsse des Wetters reagieren kann. Diese Verzögerung versucht man durch große Reserveleistungen, beispielsweise einer Kühlanlage, zu kompensieren.In contrast to simulation, the real system only stands today knowledge of the weather from the past to the current Viewing time available. The result is that In principle, the climate in the system to be controlled is only delayed can react to influences of the weather. This delay one tries through large reserve capacities, for example a cooling system to compensate.

Stattdessen wird in der Erfindung das Wissen über die zukünftige Wetterentwicklung in die Regelstrategie eingebunden, somit das Wetter also für einen längeren zukünftigen Zeitraum als bekannt vorausgesetzt und eine an das reale System optimal angepaßte Regelstrategie vorausberechnet. Das System ist damit in der Lage, nicht nur zu reagieren, sondern aktiv vorausschauend zu agieren, mit der Folge, dass sich das daraufhin einstellende Klima in dem System minimal oder gar nicht vom geforderten Klimaprofil unterscheidet. Die Einstellung des geforderten Klimas wird mit deutlich kleineren Reserveleistungen erreicht, da das System statt kurzfristig mit hoher Leistung mit kleiner Reserveleistung vorausschauend über einen längeren Zeitraum gefahren werden kann.Instead, in the invention, the knowledge of the future weather development integrated into the control strategy, hence the weather for a longer future period assumed to be known and optimal to the real system adapted control strategy predicted. The system is there able to not only react but actively to act with foresight, with the result that then the climate in the system is minimal or even zero does not differ from the required climate profile. The Setting the required climate will be significantly smaller Reserve services achieved because the system instead of using short-term high performance with a small reserve power can be driven for a longer period of time.

Zur Vorausberechnung der optimalen Regelstrategie werden dieselben Modelle wie in der Simulation in der Planungsphase verwendet. In Programmbibliotheken sind dazu modulare, objektorientierte Softwarebausteine abgelegt, welche jeweils das Verhalten einer realen Komponente, beispielsweise einen Wandaufbau oder ein Ventil, mehr oder minder exakt beschreiben. Des weiteren enthält die Programmbibliothek sog. Funktionsmodule, welche infrastrukturelle Aufgaben, wie die Messung und Archivierung von Wetterdaten, von Zustandsdaten des zu regelnden Systems, automatische Datenfernübertragung u. a., übernehmen. To calculate the optimal control strategy in advance the same models as in the simulation in the planning phase used. In program libraries there are modular, object-oriented software modules, which each the behavior of a real component, for example one Wall structure or a valve, more or less exactly describe. The program library also contains so-called Function modules, which infrastructural tasks, such as the Measurement and archiving of weather data, status data from the systems to be controlled, automatic remote data transmission u. a., take.

Alle Module sind bzgl. Schnittstellen- und Datenübertragungsprotokoll eindeutig definiert, so dass sie jederzeit wieder verwendbar, austauschbar und untereinander vernetzbar sind. Die Module können zwar herstellerspezifische Komponenten, wie Pumpen oder Fensterkonstruktionen, beschreiben, sind jedoch in der Vernetzung untereinander zu einem funktionstüchtigen System flexibel einsetzbar und nicht systemspezifisch. Es können also mit Hilfe der Programmbibliothek Modelle für Simulation, Steuerung und Regelung beliebiger Systeme zusammengestellt werden.All modules are interface and Data transfer protocol clearly defined so that it reusable, interchangeable and among each other at any time can be networked. The modules can be manufacturer-specific Components, such as pumps or window constructions, describe, but are to be networked with each other a functional system can be used flexibly and not system specific. So with the help of Program library models for simulation, control and Control of any systems can be put together.

In der Planungsphase wird die zu planende oder schon existierende reale Anlage bzw. das Gebäude detailliert als Simulationsmodell im Rechner abgebildet. Das erstellte Modell wird sowohl für die planerische Simulation als auch später zum Einsatz innerhalb der Regelung der realen Anlage verwendet. Beim Übergang von der Planung in den praktischen Betrieb wird das Simulationsmodell um Funktionsmodule ergänzt. Sie stellen die Schnittstelle des Rechenmodells mit dem zu regelnden System und mit Datenquellen, wie Wettermeßstation, Wettervorhersage etc., dar.In the planning phase, the one to be planned or already existing real system or the building in detail as Simulation model shown in the computer. The created model is used both for planning simulation and later Use within the control of the real plant. During the transition from planning to practical operation Function modules added to the simulation model. they provide the interface of the computing model with the system to be controlled and with data sources such as weather measuring station, weather forecast etc.

Mit Hilfe der Funktionsmodule kann ein Logbuch geführt werden, das im Störfall Hinweise auf die Störursachen gibt. Des weiteren kann das Wissen über Anlagencharakteristika archiviert werden, um für spätere Planungs- und Dimensionierungsaufgaben zur Verfügung zu stehen. Dieses Wissen kann für wissenschaftliche wie auch betriebswirtschaftliche Zwecke dienlich sein. Zur Fehler- und Störungserkennung werden in dem zu regelnden System relevante Zustände mittels Sensoren meßtechnisch erfaßt. Sie werden protokolliert und mit gespeicherten Sollwerten (Profilen) verglichen. Wird ein bestimmter Schwellwert der Abweichung zwischen Soll- und Istzustand überschritten, wird eine Warnung oder eine automatische Fehlerkorrektur innerhalb der Regelung ausgelöst.With the help of the function modules, a logbook can be kept that provides information on the causes of the fault in the event of a fault. Of Knowledge about plant characteristics can also be archived to be used for later planning and dimensioning tasks to be available. This knowledge can be used for scientific as well as business purposes be helpful. For error and fault detection in the system-relevant states to be controlled by means of sensors metrologically recorded. They are logged and with stored target values (profiles) compared. Becomes a certain threshold value of the deviation between target and A current warning or a warning is issued automatic error correction within the control triggered.

Die Komponenten der Programmbibliothek arbeiten plattformübergreifend, d. h. die Software kann in eine beliebige Hardware (Microcontroller, PC etc.) implementiert werden.The components of the program library work cross-platform, d. H. the software can be in any Hardware (microcontroller, PC etc.) can be implemented.

Das zur Steuerung der Klimadaten verwendete Rechenmodell kann als Software oder als Hardware, z. B. als Chip, vorhanden sein. Durch die Abbildung des Gebäude- bzw. Anlagenbereichs in dem Chip kann die erforderliche Rechenleistung und damit die Rechenzeit verringert werden.The calculation model used to control the climate data can as software or as hardware, e.g. B. as a chip. By mapping the building or plant area in the Chip can provide the necessary computing power and thus the Computing time can be reduced.

Vorzugsweise ist ein erster Zwischenspeicher vorgesehen, in dem die berechneten Steuerdaten gespeichert werden. Hierdurch können die Klimageräte auch bei einem Ausfall des Rechners über einen längeren Zeitraum mit Steuerdaten versorgt werden. Ein Ausfall des Rechners hat somit nicht zur Folge, dass die gesamte Klimasteuerung ausfällt.A first buffer is preferably provided, in which the calculated tax data are saved. Hereby the air conditioners can operate even if the computer fails be supplied with tax data for a longer period of time. On Failure of the computer therefore does not mean that the entire climate control fails.

Ebenso kann ein zweiter Zwischenspeicher vorgesehen sein, in dem die in dem Gebäude- oder Anlagenbereich gemessenen Klimadaten und lokalen Wetterdaten (Zustandsdaten) gespeichert werden. Somit kann auch bei vorübergehendem Ausfall der Meßsensoren in dem Gebäude- oder Anlagenbereich aufgrund vorhandener Zustandsdaten eine Berechnung durchgeführt werden.A second buffer store can also be provided, in the measured in the building or plant area Climate data and local weather data (status data) are saved become. Thus, even in the event of a temporary failure, the Measuring sensors in the building or plant area due existing state data a calculation can be carried out.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mittels eines einzigen Computers auch für mehrere Gebäudebereiche eines Gebäudes bzw. für mehrere Anlagenbereiche einer Anlage getrennt voneinander eingesetzt werden, so dass das Klima in diesen Bereichen getrennt voneinander gesteuert werden kann. The method according to the invention can be performed using a single Computers also for several areas of a building or for several plant areas of a plant separately from each other be used so that the climate in these areas can be controlled separately.

Erfindungsgemäß werden moderne Kommunikationsmittel, wie Internet, Intranet, ISDN, Telefon etc., eingesetzt. Sie dienen der Vernetzung mehrerer Subsysteme und zur Fernwartung und -optimierung. Auf diese Weise können Anlagenparameter und ggf. Modelle einzelner Anlagenkomponenten statt am Ort der Anlage kostengünstig von einem externen Rechenzentrum ferndiagnostiziert und geändert werden.According to the invention, modern means of communication, such as Internet, intranet, ISDN, telephone etc. used. You serve the networking of several subsystems and for remote maintenance and -optimization. In this way, system parameters and possibly Models of individual system components instead of at the location of the system cost-effectively from an external data center can be remotely diagnosed and changed.

Durch die Vernetzung ist es möglich, auf verteilte und/oder zentrale Rechenleistung zurückzugreifen.Through networking it is possible to distribute and / or access central computing power.

Des weiteren ist durch die Vernetzung die Integration der modellgestützten Regelung in schon bestehende Gebäude- und Anlagenregeltechnik möglich.Furthermore, the integration of the model-based control in existing buildings and Plant control technology possible.

Die Regelung kann vom Ort der zu regelnden Anlage oder des Gebäudes getrennt werden. Die Investitionen und der Installationsaufwand vor Ort werden im Vergleich zu konventioneller Regelungstechnik reduziert. Am Ort der Anlage verbleiben lediglich Sensoren, Aktoren und Datenzwischenspeicher. Nach Bedarf werden außerdem Bedienelemente zur Einstellung gewünschter Profile (Klima, Lastdaten, Verfügbarkeit der Klimageräte) zur Verfügung gestellt. Mittels der Bedienelemente wird es dem Anlagenbetreiber ermöglicht, trotz Auslagerung der Regelung eigenständig Änderungen an Sollgrößen vorzunehmen. In einem Gebäude kann beispielsweise der Hausmeister ohne spezielle Fachkenntnisse die gewünschte Raumtemperatur in dem Klimadatenprofil oder die geplante Raumbelegung in dem Lastdatenprofil verändern. The regulation can depend on the location of the system to be regulated or the Building. The investments and the Installation effort on site will be compared to conventional control technology reduced. At the location of the system only sensors, actuators and Data cache. If necessary, also Control elements for setting the desired profiles (climate, Load data, availability of air conditioning units) posed. Using the controls, it will Plant operator enables, despite outsourcing the regulation to make changes to setpoints independently. In one For example, the caretaker can do without special Expertise the desired room temperature in the Climate data profile or the planned room occupancy in the Change load data profile.

Die eigentliche Berechnung der Regelstrategie kann extern von einem Dienstleister (Provider) übernommen werden. Er verfügt über Rechenleistung und die entsprechenden Simulationsmodelle. Der Provider übernimmt die Berechnung der optimalen Regelstrategie und sendet das Ergebnis automatisch, beispielsweise via ISDN, zu dem Gebäude zurück. Der Provider kann auf diese Weise mehrere Liegenschaften bedienen. Er verfügt dazu über die entsprechenden Rechenmodelle für jedes zu regelnde System. Sollten an einzelnen Systemen im Laufe der Betriebszeit Veränderungen, beispielsweise in einem Gebäude der Austausch eines Heizungsbrenners, vorgenommen werden, so tauscht oder ergänzt der Provider lediglich das entsprechende Modul in dem Systemmodell, um die Regelstrategie an die neuen Verhältnisse anzupassen. Im Sinne einer weiteren Reduktion des Installationsaufwandes vor Ort und der damit verbundenen Kosten kann die Einstellung der gewünschten Profile statt von Personal vor Ort auch von einem externen Provider übernommen werden. Dazu genügt z. B. eine Anweisung des Hausmeisters per E-Mail, Fax oder Telefon.The actual calculation of the control strategy can be done externally by a service provider. He disposes about computing power and the corresponding simulation models. The provider takes over the calculation of the optimal Control strategy and automatically sends the result, for example via ISDN, back to the building. The provider can serve multiple properties in this way. He has the appropriate calculation models for each regulatory system. Should individual systems in the course of Operating time changes, for example in a building of the Replacement of a heating burner, can be made so the provider simply exchanges or supplements the corresponding one Module in the system model to adapt the control strategy to the new one To adapt conditions. In the sense of a further reduction of Installation effort on site and the associated costs can set the desired profiles instead of staff can also be taken over by an external provider on site. For this, z. B. an instruction from the caretaker by email, Fax or telephone.

Unerlaubte Zugriffe von extern auf das rechnergestützte Regelungssystem werden durch geeignete Filter und Sicherheitsmechanismen an den Schnittstellen der Datenfernübertragung abgefangen.Unauthorized external access to the computer-aided Control system are through appropriate filters and Security mechanisms at the interfaces of the Remote data transmission intercepted.

Bei vorstehendem Verfahren ist es besonders vorteilhaft, dass es sowohl in der Planungsphase zum Entwurf und Pretest der Regelung einer Anlagen- und Gebäudetechnik als auch unmittelbar für den praktischen Einsatz in einem realen System geeignet ist. Hierdurch ist eine Doppelgenerierung des Rechenmodells - einmal für die Planung und einmal für den Betrieb der Klimageräte - vermieden. Dies hat eine erhebliche Reduzierung der Kosten zur Folge. Ferner werden Fehler durch doppelte Eingabe von Daten vermieden. Insbesondere ist die Kommunikation zwischen den einzelnen Bereichen bei Bau und Planung des Gebäudes bzw. der Anlage verbessert, da auf dasselbe Rechenmodell zugegriffen wird. Dabei ist freigestellt, ob die Regelstrategie am Ort des zu regelnden Systems oder extern an einem anlagenfernen Ort bestimmt wird.In the above method, it is particularly advantageous that it both in the planning phase to design and pre-test the Regulation of a plant and building technology as well as directly suitable for practical use in a real system is. This results in a double generation of the calculation model - once for the planning and once for the operation of the Air conditioners - avoided. This has a significant reduction of costs. Furthermore, errors are duplicated Avoid entering data. Communication in particular between the individual areas in the construction and planning of the Building or the system improved, because on the same Calculation model is accessed. It is optional whether the Control strategy at the location of the system to be controlled or externally a remote location is determined.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention is based on a preferred Embodiment with reference to the drawing explained.

Die Zeichnung zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.The drawing shows a schematic flow diagram of a preferred embodiment of the method according to the invention.

Von einer regionalen Wetterstation 10 werden zu fest vorgegebenen Zeitpunkten, beispielsweise alle zwölf Stunden, Wettervorhersagedaten automatisch abgefragt und in einem Zwischenspeicher 12 gespeichert. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Abfragen der Wettervorhersagedaten wird abhängig von der Häufigkeit der von der regionalen Wetterstation 10 zur Verfügung gestellten aktualisierten Wettervorhersagedaten und der spezifischen Konstanten, wie der thermischen Konstante eines Gebäudes bzw. einer Anlage 18, bestimmt.A regional weather station 10 automatically queries weather forecast data at predetermined times, for example every twelve hours, and stores it in a buffer store 12 . The time interval between two queries of the weather forecast data is determined depending on the frequency of the updated weather forecast data provided by the regional weather station 10 and the specific constants, such as the thermal constant of a building or a system 18 .

Von einer lokalen Wetterstation 14 werden aktuelle Wetterdaten übermittelt und in einem Zwischenspeicher 16 gespeichert. Die lokale Wetterstation 14 ist im Bereich des Gebäudes bzw. der Anlage 18, dessen Klima gesteuert werden soll, angeordnet.Current weather data are transmitted from a local weather station 14 and stored in a buffer memory 16 . The local weather station 14 is arranged in the area of the building or system 18 , the climate of which is to be controlled.

Bei der Fehlerkorrektur Wettervorhersagedaten 20 werden die Wettervorhersagedaten mit vorliegenden lokalen Wetterdaten verglichen. Hierbei findet ein Vergleich mit lokalen Wetterdaten aus der Vergangenheit statt, wobei es sich um einen mit dem zu steuernden zukünftigen Zeitraum vergleichbaren Zeitraum handelt. Ein vergleichbarer Zeitraum ist beispielsweise der Vortag oder ein anderer Tag, für den eine vergleichbare Wettervorhersage getroffen wurde. Es kann jedoch auch aus mehreren Tagen der Vergangenheit, die in der Summe über die Länge des betrachteten zu steuernden zukünftigen Zeitraums hinausgehen, mittels einer statistischen Auswertung ein vergleichbarer Zeitraum extrahiert werden.When weather forecast data 20 is corrected , the weather forecast data is compared with existing local weather data. This involves a comparison with local weather data from the past, which is a period that is comparable with the future period to be controlled. A comparable period is, for example, the previous day or another day for which a comparable weather forecast was made. However, a comparable period of time can also be extracted from several days in the past, which in total exceed the length of the future period to be controlled to be controlled.

Bei der Fehlerkorrektur findet ein Vergleich der vorliegenden Wettervorhersagedaten mit einem entsprechenden Vergleichszeitraum statt. Hierbei wird festgestellt, inwiefern die Wettervorhersage der regionalen Wetterstation 10 auf die lokale Wetterstation 14 an dem Gebäude bzw. der Anlage 18 übertragbar ist bzw. inwieweit diese korrigiert werden muß. Gegebenenfalls findet eine Korrektur der Wettervorhersagedaten statt. Auf diese Weise werden systematische Abweichungen zwischen regionaler Wettervorhersage und tatsächlich lokal eintretendem Wetter erkannt und kompensiert.When the error is corrected, the weather forecast data is compared with a corresponding comparison period. It is determined to what extent the weather forecast of the regional weather station 10 can be transferred to the local weather station 14 on the building or the system 18 or to what extent this has to be corrected. If necessary, the weather forecast data is corrected. In this way, systematic deviations between regional weather forecast and actually local weather are recognized and compensated for.

Die Fehlerkorrektur 20 wird immer dann durchgeführt, wenn entweder eine neue Wettervorhersage vorliegt, oder zwischen in der Vergangenheit vorhergesagtem und fehlerkorrigiertem Wetter und dem lokal tatsächlich gemessenen Wetter eine Abweichung eintritt, die über einen zulässigen Schwellwert hinausgeht. Nach Abschluß der Fehlerkorrektur 20 wird über eine Starteinheit 28 die Berechnung der Steuerdaten 30 gestartet.The error correction 20 is always carried out when either a new weather forecast is available or a deviation occurs that exceeds a permissible threshold value between weather forecast and error-corrected weather in the past and the weather actually measured locally. After completion of the error correction 20 , the calculation of the control data 30 is started via a starting unit 28 .

Bei der Fehlerkorrektur Klimadaten 34 erfolgt zunächst nur ein Vergleich zwischen dem geforderten Klimadaten-Profil 36 und den im Vergleichszeitraum gemessenen Klimadaten 22. Überschreitet die Differenz zwischen gefordertem und tatsächlichem Klimadaten-Profil einen Schwellwert, so wird aus dem ursprünglich geforderten Klimadaten-Profil 36 innerhalb der Fehlerkorrektur 34 ein modifiziertes, den gemessenen Trend überbewertendes Klimadaten-Profil berechnet. Ist dieser Vorgang abgeschlossen, wird über die Starteinheit 28 eine erneute Berechnung der Steuerdaten 30 mit dem modifizierten Klimadaten- Profil gestartet, die über die Klimageräte in dem Gebäude bzw. der Anlage dem gemessenen Trend entgegenwirken.When climate data 34 is corrected, initially only a comparison is made between the required climate data profile 36 and the climate data 22 measured in the comparison period. If the difference between the required and the actual climate data profile exceeds a threshold value, a modified climate data profile, which overestimates the measured trend, is calculated from the originally required climate data profile 36 within the error correction 34 . When this process is complete, the starting unit 28 starts a new calculation of the control data 30 with the modified climate data profile, which counteracts the measured trend via the air conditioning units in the building or the system.

In dem Gebäude 18 werden mittels Sensoren Klimadaten, wie die Lufttemperatur, die Luftfeuchtigkeit oder der Luftdruck und ggf. Verbrauchsdaten, wie die elektrische Leistung für Kunstbeleuchtung oder für den Betrieb von Maschinen, gemessen, gespeichert und zur Fehlerkorrektur 24 und 34 übermittelt. Die Klimadaten werden in einem Zwischenspeicher 22 gespeichert.In the building 18 , climate data, such as the air temperature, air humidity or air pressure and possibly consumption data, such as the electrical power for artificial lighting or for the operation of machines, are measured, stored and transmitted for error correction 24 and 34 by means of sensors. The climate data are stored in a buffer 22 .

Bei der Fehlerkorrektur Lastdaten 24 werden gespeicherte Lastdaten-Profile 26 überprüft. Bei den gespeicherten Lastdaten-Profilen handelt es sich um bekannte Einflüsse auf das Klima. Dies betrifft beispielsweise das Einschalten wärmeerzeugender Geräte zu einem gewissen Zeitpunkt. Durch Vergleich der aktuellen Klimadaten mit dem geforderten Klimadaten-Profil 32 und den Lastdaten-Profilen 26 werden aktuelle Lastdaten berechnet. Nach einer statistischen Auswertung solcher in der Vergangenheit bis zum aktuellen Zeitpunkt berechneten und gespeicherten Lastdaten werden die von gespeicherten Lastdaten-Profilen 26 gelieferten Werte korrigiert. Hierbei werden die gespeicherten Lastdaten-Profile, d. h. die vorher z. B. zum Zeitpunkt der ersten Inbetriebnahme der Anlage oder des Gebäudes bestimmten Lastdaten, mit den berechneten aktuellen Lastdaten verglichen. Aufgrund des Vergleichs erfolgt eine Gewichtung des vorhandenen Lastdaten- Profils oder eine konkrete Änderung des gespeicherten Lastdaten-Profils. When the load data 24 is corrected, stored load data profiles 26 are checked. The stored load data profiles are known influences on the climate. This applies, for example, to switching on heat-generating devices at a certain point in time. By comparing the current climate data with the required climate data profile 32 and the load data profiles 26 , current load data are calculated. After a statistical evaluation of such load data calculated and stored in the past up to the current point in time, the values supplied by stored load data profiles 26 are corrected. Here, the stored load data profiles, ie the previously z. B. load data determined at the time of the first commissioning of the system or the building, compared with the calculated current load data. Based on the comparison, the existing load data profile is weighted or the saved load data profile is specifically changed.

Auf Grundlage der Fehlerkorrektur der Wettervorhersagedaten 20 und der Fehlerkorrektur der Klimadaten 34 wird die Starteinheit 28 gestartet. Die Starteinheit 28 verfügt über Kontrollmechanismen, die die zeitlichen Abstände der Neuberechnung von Steuerdaten 30 koordinieren. Auf diese Weise wird beispielsweise der Tatsache Rechnung getragen, dass durch das Gebäude eine Zeitverzögerung auftritt, bis die Anregung durch die berechneten Steuerdaten 40 über die Messung der sich daraufhin einstellenden Klimadaten 22 erfolgt. Die Starteinheit 28 bewirkt nach Freigabe des internen Kontrollmechanismus den Start der Berechnung der Steuerdaten 30.The starting unit 28 is started on the basis of the error correction of the weather forecast data 20 and the error correction of the climate data 34 . The starting unit 28 has control mechanisms which coordinate the time intervals for the recalculation of control data 30 . In this way, for example, the fact is taken into account that there is a time delay through the building until the excitation by the calculated control data 40 takes place via the measurement of the climate data 22 which then arises. After the internal control mechanism is released, the starting unit 28 starts the calculation of the control data 30 .

Die Berechnung der Steuerdaten erfolgt über ein Anlagen- bzw- Gebäudemodell 36. Bei dem Gebäudemodell handelt es sich um die Abbildung des zu steuernden Gebäude- bzw. Anlagenbereichs 18 auf einem Rechner mit Hilfe eines Simulationsprogramms. Mit Hilfe des Simulationsprogramms sind eine Vielzahl unterschiedlicher Bausteine, beispielsweise für Wände, Fenster, Heizköper, Beleuchtung, Maschinen etc., abgebildet. Aus diesen einzelnen Modulen kann der Anlagen- bzw. Gebäudebereich 18 mathematisch nachgebildet werden. Es ist somit eine exakte Abbildung des Gebäude- bzw. Anlagenbereichs auf dem Rechner möglich. Je nach Anforderung an die Genauigkeit des Steuerverfahrens kann das Modell auch entsprechend vereinfacht sein. Hierdurch wird die Anzahl der Rechenoperationen verringert.The control data is calculated via a system or building model 36 . The building model is the mapping of the building or plant area 18 to be controlled on a computer using a simulation program. With the help of the simulation program, a variety of different building blocks, for example for walls, windows, radiators, lighting, machines, etc., are shown. The plant or building area 18 can be mathematically simulated from these individual modules. An exact mapping of the building or plant area on the computer is thus possible. Depending on the requirements for the accuracy of the control process, the model can also be simplified accordingly. This reduces the number of arithmetic operations.

Der abgebildete Gebäude- bzw. Anlagenbereich kann ferner auch als Hardware, beispielsweise als Chip, aufgebaut werden. Dies hat den Vorteil, dass die Rechengeschwindigkeit erheblich erhöht wird. The building or plant area shown can also as hardware, for example as a chip. This has the advantage that the computing speed is considerable is increased.

Dem Anlagen- bzw. Gebäudemodell 36, d. h. dem der Steuerung zugrundeliegenden Rechenmodell, werden zur Berechnung der Steuerdaten korrigierte Lastdaten-Profile 24 sowie korrigierte Wettervorhersagedaten 20 zur Verfügung gestellt. Ferner werden bei der Berechnung der Steuerdaten 30 Verfügbarkeits-Profile 38 der Klimageräte berücksichtigt. In Verfügbarkeits-Profilen 38 ist gespeichert, zu welchem Zeitpunkt bestimmte Klimageräte einsetzbar sind. Beispielsweise können Wärmepumpen ggf. nur zu bestimmten Zeiten eingesetzt werden, da mit den Stromerzeugern häufig Verträge bestehen, die die Nutzung der Wärmepumpen zu Spitzenzeiten untersagt. In derartigen Verfügbarkeits-Profilen 38 kann ferner hinterlegt werden, dass bestimmte Geräte beispielsweise auf Nachtstrombasis arbeiten und daher nur zu bestimmten Nachtzeiten verfügbar sind. Es ist ferner möglich, die Verfügbarkeits-Profile 38 aufgrund gemessener Daten zu ändern.Corrected load data profiles 24 and corrected weather forecast data 20 are made available to the system or building model 36 , ie the computing model on which the control is based, for calculating the control data. Furthermore, availability profiles 38 of the air conditioning units are taken into account when calculating the control data 30 . Availability profiles 38 store the time at which certain air conditioning units can be used. For example, heat pumps may only be used at certain times, since contracts often exist with the power generators that prohibit the use of the heat pumps at peak times. In such availability profiles 38 it can also be stored that certain devices work, for example, on a night-time basis and are therefore only available at certain night times. It is also possible to change the availability profiles 38 on the basis of measured data.

Mit Hilfe eines Berechnungsalgorithmus werden auf Grundlage des Rechenmodells 36 Steuerdaten für Klimageräte berechnet. In dem abgebildeten Rechenmodell 36 sind beispielsweise die Raumgrößen in dem Gebäude 18, die thermischen Konstanten der einzelnen Wände, die thermischen Konstanten von in dem Gebäude befindlichen Gegenständen oder Geräten u. dgl. berücksichtigt.With the help of a calculation algorithm, 36 control data for air conditioning units are calculated on the basis of the calculation model. In the computer model 36 shown , for example, the room sizes in the building 18 , the thermal constants of the individual walls, the thermal constants of objects or devices located in the building and the like. Like. considered.

Die berechneten Steuerdaten werden an einen Zwischenspeicher 40 übermittelt. Zu den ebenfalls berechneten Zeitpunkten werden die Steuerdaten an die in dem Gebäude bzw. der Anlage 18 vorgesehenen Klimageräte übermittelt. Der Zeitpunkt, zu dem Steuerdaten für eines der Klimageräte übermittelt werden, liegt vor dem Zeitpunkt, zu dem eine Zielgröße zukünftiger Klimadaten, d. h. beispielsweise eine in einem Raum zu einem zukünftigen Zeitpunkt gewünschte Temperatur, erreicht werden soll.The calculated control data are transmitted to an intermediate memory 40 . At the times also calculated, the control data are transmitted to the air conditioning units provided in the building or system 18 . The point in time at which control data for one of the air conditioning units is transmitted lies before the point in time at which a target value for future climate data, ie for example a temperature desired in a room at a future point in time, is to be achieved.

Im Falle einer wetterabhängigen Anlage kann es sich bei den in dem Rechenmodell abgebildeten Bausteinen z. B. um Pumpen, Speicher, Rohrnetze, Ventile, Wärme- oder Kältequellen usw. handeln. Entsprechend ist auch die Regelung selbst modelliert.In the case of a weather-dependent system, the in the building blocks shown z. B. pumps, Storage, pipe networks, valves, heat or cold sources, etc. act. The control itself is modeled accordingly.

Claims

1. Method for controlling the climate in a weather-dependent building or plant area, with the steps:

- mapping of the building or plant area as a computing model,
- automatic retrieval of weather forecast data ( 12 ), including the future intensity of sunlight and the future wind speed,
- Calculating control data ( 30 ) for the building or the system area associated air conditioning units based on the computing model, the weather forecast data ( 12 ) and stored load data profiles ( 26 ) to achieve a predetermined target size, predetermined in the form of a future climate data profile , and
- Transmission of the control data to the air conditioners.

2. The method according to claim 1, in which known loads, in particular thermal loads, occurring in the load data profiles ( 26 ) within the building or system area are stored.

3. The method according to claim 1 or 2, in which climate data ( 22 ) in the building or system area who measured and the stored load data profiles ( 26 ) by a comparison with the measured and / or in the climate data profiles ( 32 ) required climate data are corrected.

4. The method according to any one of claims 1-3, in which local weather data ( 16 ) for correcting the weather forecast data ( 12 ) are measured.

5. The method of claim 4, wherein the current weather forecast data ( 12 ) are corrected by comparison between local weather data ( 16 ) stored in the past and data predicted for the same time period for the same or a comparable time period.

6. The method according to any one of claims 1-5, wherein the weather forecast data ( 12 ) in predetermined time intervals, preferably 12 hours, are queried.

7. The method according to any one of claims 1-6, in which a Climate data profile is provided in which the required temporal course of future climate data is stored.

8. The method according to claim 7, in which climate data ( 22 ) are measured in the building or system area and the stored climate data profile ( 32 ) is corrected by a comparison with the measured climate data.

9. The method according to claim 8 or 7, wherein a calculation of the control data ( 30 ) is carried out automatically when a change in the weather forecast data ( 12 ) or the climate data profile ( 32 ) exceeds a limit value.

10. The method according to any one of claims 1-9, wherein a series of control data ( 30 ) is calculated for different future target values.

11. The method according to any one of claims 1-10, wherein the computing model ( 36 ) is composed of individual modular model elements.

12. The method according to claim 11, wherein the computing model ( 36 ) is provided as hardware and / or software.

13. The method according to any one of claims 1-12, wherein the control data ( 30 ) are stored in a buffer ( 40 ).

14. The method according to any one of claims 1-13, wherein the measured climate data are stored in a buffer ( 22 ).

15. The method according to any one of claims 1-14, wherein the Climate of several building areas of a building or several Plant areas of a plant using a computer can be controlled separately.

16. The method according to any one of claims 1-15, in which meh rere buildings and / or systems by an external computer be controlled by remote data transmission.