Leute, ihr strapaziert meine Nerven. Aber echt.
Könnt Ihr, statt nach dem Seitenbetreiber zu rufen, nicht einfach Ruhe geben?
Jeder hat hier seine eigene Schreibe, ein paar User dabei eine sehr "ausgeprägte".

Genießt diese Vielfalt, aber reitet nicht weiter darauf herum. Das meine ich jetzt Ernst. Kein Fingerpointing mehr!

Die Zeit letztes Jahr im Herbst, in der ich das Forum mal ein paar Wochen vom Netz genommen habe, war eine Wohltat für mich.
Wenn sich das hier nicht bessert, werde ich mir wieder mal eine Auszeit nehmen.

Gruß
Thomas

.. wenn man das gelesen und akzeptiert hat, kann man es oben rechts wegklicken

Reglerparameter für elektronische Expansionsventile (EEV)

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PaulUwe
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Registriert: 29.07.2020, 10:29

Reglerparameter für elektronische Expansionsventile (EEV)

Beitrag von PaulUwe » 29.07.2020, 14:56

Hallo zusammen,
im Zuge meiner Recherchen zum (elektronisches Expansionsventil) EEV und dessen Regler bin ich auf diese Forum gestoßen und hoffe, ihr könnt mir etwas weiterhelfen.

Was ich bisher gelernt habe ist, dass ein thermisches Expansionsventil (TEV) im Prinzip durch einen P-geregeltes EEV funktionell ersetzt werden könnte. Man hätte wie beim TEV einen großen Offset (Minimale Überhitzung) und danach ein lineares / proportionales Verhalten der Überhitzung zur Verdampferleistung. Die Kombination von Offset und Proportionalitätsfaktor (Steigung der linearen Geraden) muss so gewählt werden, dass die Verdampferstabilitätskennlinie (exponentiell) (auch "Minimum Stable Superheat", MSS) nicht überschritten wird, weil das System sonst instabil wird und Schwingungen auftreten. Wir haben also zwei Parameter (Offset, Steigung), welche mir als lineare Funktion die Sollwerte der Überhitzung vorgeben. Diese werden bei TEVs ja durch Hardware-Verstellungen (Federung und Druckfläche) vorgegeben und durch "Ausprobieren" in Extrem-Umgebung eingestellt: wenn das System schwingt, wird die lineare Funktion per Offset nach rechts verschoben und/oder die Steigung verringert, bis das Schwingen aufhört. Das führt natürlich zu teilweise sehr großen Abständen zwischen der linearen Überhitzungs-Sollwert-Funktion und dem MSS.

Bild

Mit dem EEV und dessen Regler soll es wohl nun möglich sein, die Abstände zu minimiren und damit Überhitzung gleichmäßig geringer zu gestalten (vermutlich, weil mit dem I-Anteil eine präzisere Regelung möglich ist?). Graphisch: die lineare Funktion der Überhitzungssollwerte schmiegt sich also rechtsseitig an die Verdampferstabilitätskennlinie (MMS, exponentiell) an. Aber wie kann ich diese Kurve nun parametrisieren bzw. was ist jetzt die Stellgröße für den Regler? Dazu finde ich keine Informationen, wie diese (ebenfalls exponentielle) Sollgrößen-Kurve nun gebildet wird.
Ich gebe dem Regler ja etwas anderes vor, als die oben beim TEV (P-Regler) beschriebene Steigung mit Offset. Der I-Anteil (und ggf. der D-Anteil) des Reglers alleine verursachen ja nicht das "Anschmiegen" / die Minimierung der Überhitzung. Da müssen ja mE andere Führungsgrößen her.
Es handelt sich ja auch um keine fixe Überhitzung, da die bei geringerer Verdampferleistung ( f(Umgebungsluft, Druck, Luftfeuchte, ...) ) recht klein sein kann und bei größerer Verdampferleistung auch etwas größer sein muss. (linear wachsender Abstand?)

Wäre große Klasse, wenn mir da jemand den Ansatz erklären könnte.
Vielen Dank im Voraus!

PaulUwe


PS: mir ist schon klar, dass der EEV-Regler die Kältemitteltemperatur nach dem Verdampfer und den Druck auf der Niederdruckseite misst um (aus letzterem über die Verdamflungskennlinie des Kühlmittels die Verdampfungstempereatur und somit) die Überhitzung zu ermitteln.

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Alexander470815
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Re: Reglerparameter für elektronische Expansionsventile (EEV)

Beitrag von Alexander470815 » 29.07.2020, 16:19

Das wird darüber gehen das der Regler die Überhitzung immer weiter verringert bis das ganze instabil wird.
Und diesen Punkt wird er von Zeit zu Zeit immer wieder neu "ausmessen" und so nahe es geht daran entlangfahren.
Das ganze ist also eine Adaptive Regelung.

PaulUwe
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Re: Reglerparameter für elektronische Expansionsventile (EEV)

Beitrag von PaulUwe » 29.07.2020, 17:01

Ok, demnach eine ganze Nummer komplizierter als ein "einfacher" ( :lol: ) PID-Regler. Gibt es keinen einfacheren Weg?

Der Regler muss also ein Stück weit intelligent sein (--> KI):
  • Die reale Überhitzung muss also stetit auf ihr Schwingungsverhalten (nichtschwingend, aufschwingend, konstant-, abschwingend) hin überwacht und geprüft werden. Der Regler müsste also aus Frequenz, (Amplitude, vermutlich eher:) +/- Spitzenwerten, Mittelwerten das Schwingungsverhalten ableiten und entsprechend seine Führungsgröße (Soll-Überhitzung) selbst verändern. Das hieße jedoch auch, dass der Regler jedes mal bei Veränderung des Systems / der Systemumgebung eine wesentlich größere Überhitzung fährt und braucht wieder eine erhebliche Zeit, bis er das Optimum (kurz vorm Schwingen) erreicht hat.
  • Der Regler muss 'lernen' können: Bei Änderungen im System oder dessen Umgebung (Kühllast, Wärmelast, Leistung, ...) entstehen ebenfalls Schwingungen und darauf ggf. ein erneutes Einschwingen der Überhitzung. Zum Einen müsste der Regler diese 'äußeren' Einflüsse zunächst zu inorieren und wartet auf ein mögliches Einschwingen. Und wenn der Regler jedes mal bei Veränderung des Systems / der Systemumgebung zunächst eine wesentlich größere Überhitzung fährt, könnte er diese Startwerte merken bzw. optimieren. Letzteres erfordert jedoch eine n-Dimensionale Tabelle wegen der vielen Abhängigkeiten zu Leistung, sämtlichen Temperaturen, Luftfeuchte, Luft- und KM-Druck, ...)
Besonders bei Luft-Wärme-Pumpen mit regelmäßigem Abtau, welcher den vorherigen stabilen Zustand gewaltig durcheinander wirbelt, kein einfaches Unterfangen, wenn der Regler ständig neu die MSS anfahren muss.

Wirklich kein einfacher Weg.

Lger
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Re: Reglerparameter für elektronische Expansionsventile (EEV)

Beitrag von Lger » 30.07.2020, 08:32

Der ganze PID-Kram kommt von dem rechnerisch leicht beherrschbaren Verhalten der einfachsten vor-elektronischen Bauteile: Widerstand (P, nicht zeitabhängig), Kondensator (I über die Zeit) und Spule (D nach der Zeit). Über kurze Abschnitte (lokal sagen die Mathematiker auch hier) läßt sich jede Regelung durch geeignete Wahl des Proportionalitätsfaktors mit P-Reglern annähern. Bedeutung hat das ganze heute nur mehr theoretisch, weil da eine mega-elaborierte Stabilitäts/Optimierungs-Theorie daran hängt.

Seit es mit der Digitalisierung von Meßwerten einfach geworden ist, viele Stellgrößen in komplexen Regel-Algorithmen zielgerichtet zu verarbeiten (sogar Instabilitäten können lokal genützt werden!), ist die PID-Charakterisierung einer Regelstrecke nur mehr in kurzen Abschnitten zur Charakterisierung der Regelantwort verwendbar. Der Einbau von KI ist glücklicherweise(?) noch Zukunftsmusik, aber durchaus naheliegend für mich. Abgesehen davon, dass KI für mich absolut nichts mit Intelligenz zu tun hat.

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