Benutzer­handbuch

Tipps und Tricks für die Arbeit mit dem Designer

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Anpassen einer Vorlage

Das einfachste Vorgehen, um ein benutzerdefiniertes Schema zu erstellen, ist eine bestehende, ähnliche Vorlage anzupassen. Vorteilhaft ist, dass die Steuerungen für die gleichbleibenden Teile bereits konfiguriert sind. Einige Hinweise:

• Nachvollziehbarkeit: Damit stets auf eine lauffähige Variante zurückgegriffen werden kann, nach einem Bearbeitungsschritt jeweils die Variante kopieren und das Projekt speichern. Zudem sollte die Simulation gestartet und die Resultate geprüft werden, damit Fehler möglichst früh erkannt werden.

• Tank ersetzen: Müssen an den Anschlüssen oder internen Komponenten des Tanks Änderungen vorgenommen werden, so muss ein neuer Tank ins Schema eingefügt werden. Darauf müssen Steuerungen überprüft werden und die entsprech­enden Fühler auf den neuen Tank gesetzt werden. Wird eine Komponente aus dem Schema gelöscht, werden auch die zugehörigen Referenzen in den Steuerungen gelöscht – daher empfiehlt sich erst nur die Rohrverbindungen zum alten Tank zu trennen und erst nach Einsetzen des neuen Tanks und anpassen der Steuerungen den alten Tank vom Schema zu löschen. So ist in den Steuerungen vor dem Löschen des alten Tanks noch erkennbar, welche Ein- und Ausgänge anzupassen sind.

Neues Schema zeichnen

Wenn nicht eine bestehende Vorlage angepasst werden soll, kann in folgenden Schritten vorgegangen werden, um ein komplett neues Schema zu zeichnen. Auch hier wird empfohlen, die Variante regelmässig als Sicherung zu kopieren. Wenn das zu zeichnende Schema komplex ist, kann es sinnvoll sein, zuerst eine vereinfachte Version zu designen und dann nach und nach auf einer funktionierenden Basis mehr Komplexität hinzuzufügen.

1. Alle Komponenten, die benötigt werden, auf der Zeichenfläche platzieren.

2. Komponenten verbinden. 

3. Simulation starten. Läuft die Simulation, kann Polysun das gezeichnete Schema rechnen. Wegen der fehlenden Steuerungen sind die Resultate noch nicht aussagekräftig (d.h. die Berechnung kann abgebrochen werden, es reicht zum Prüfen, ob die Simulation startet). Startet die Simulation nicht, wird eine Fehlermeldung mit einem Hinweis auf die Ursache angezeigt. Weitere Infos unter Problembehebung.

4. Nun können Schritt für Schritt die Steuerungen gesetzt werden. Es empfiehlt sich jeweils nach jeder hinzugefügten Steuerung zu prüfen, ob das Schema noch lauffähig ist.

5. Die Resultate prüfen, beispielsweise mit Hilfe der Komponenten-Resultate.

Steuerungs-Einstellungen

• Wo möglich variable Werte verwenden, z.B. in der Wärmeerzeuger-Steuerung links „Referenz für Temperatursensoren 1“ auf „Variabler Wert“ einstellen und rechts in „Eingänge Steuerung“ bei „Temperatursensor 1“ die Warmwasserbedarf-Solltemperatur auswählen. So kann die Warmwasser-Zapftemperatur einfach geändert werden, ohne dass die Steuerungen angepasst werden müssen.

• Soll der Status eines Mischventils oder der Durchsatz einer Pumpe durch eine Steuerung gesetzt werden, muss die Komponente dementsprechend eingestellt werden. Ansonsten wird der in der Komponente fix konfigurierte Wert verwendet.

• Dreiwegeventil:  Option “Verzweigungs-Modell” auf „Geregelter Wert“.
  Pumpe: Option „Durchsatz-bestimmend“ auf „Durchsatzvorgabe“

• Wenn mit einer Steuerung zu wenig Parameter zur Verfügung stehen, kann durch 2 parallel im Kreislauf gesetzte Pumpen mit je einer Steuerung eine ODER-Verknüpfung der beiden Steuerungen erreicht werden.

• Die Angabe der Tank-Schichten in den Steuerungen ist wichtig und sollte in Über­einstimmung mit den Stutzen und Wendelwärmetauscher sein. Dabei muss darauf geachtet werden, dass auf dem dargestellten Bild des Tanks die Stutzen und Wendel regelmässig verteilt sind, für die Simulation jedoch die im Tank-Katalog angegebenen Höhen massgebend sind. Insbesondere haben für Wärmepumpen-Systeme ausgelegte Tanks andere Stutzen-Höhen. Hilfreich ist mit der Maus über die Steuerung zu fahren, womit ersichtlich wird auf welche Höhe im Tank die Fühler zeigen.

Wärmeerzeuger-Steuerung

Wenn ein Wärmeerzeuger an einem Tank angeschlossen ist muss in der „Wärme­erzeuger-Steuerung“ der Wert für die Ausschaltbedingung auf die gleiche oder eine höhere Schicht zeigen als der Stutzen für den Rücklauf angebracht ist.
Beispiel einer falschen Steuerungs-Einstellung:

Der Rücklauf-Stutzen ist bei 60 %. Der Kessel stellt ein, wenn Schicht 8 (58.3-66.7 %) im Tank unter 50 °C sinkt. Als Ausschaltbedingung ist gesetzt, dass Schicht 6 (41.7 – 50 %) 60 °C warm ist. Dies wird nie erreicht, da der Kessel-Rücklauf auf 60 % oberhalb von Schicht 6 liegt und diese somit nicht effektiv aufwärmen kann. Aufgeheizt wird Schicht 8, wo der Rücklaufstutzen ist, und darüber. Dies solange bis die in der Steuerung konfigurierte Speicher-Maximaltemperatur erreicht wird, da die Ausschaltbedingung nicht greift.

Korrekt wird die Ausschaltbedingung auf die Schicht 8 oder eine höhere Schicht gesetzt.

Anschlussvervielfacher

Mithilfe dieses Bauteiles können hydraulische Komponenten bzw. Baugruppen mehrfach in die Simulation berücksichtigt werden. Der Vervielfacher wird beispielsweise im Vorlauf eines Kollektors zwischengeschaltet, um dann alle nachfolgenden Komponenten um den gewählten Multiplikationsfaktor mehrfach zu ergänzen. Für eine Funktionstüchtigkeit des Systems, ist es erforderlich im Rücklauf des Kollektors das Gegenstück, den Zuflussvervielfacher, zu setzen. Dieses Verfahren kann analog an beliebigen Stellen eines hydraulischen Kreislaufes durchgeführt werden.

Problembehebung

Schema läuft nicht

Kann die Simulation nicht starten, gibt die Fehlermeldung einen Hinweis auf die Ursache. Mögliche Probleme sind:

• Offene Rohrverbindungen (alle Anschlüsse, auch von Speichern müssen mit Rohren verbunden sein)

• Durchflussrichtung in einem Kreislauf nicht bestimmt, es fehlt eine Pumpe oder ein Dreiwegeventil. Ein Kreislauf kann auch überbestimmt sein, z.B. wenn zwei Pumpen in Serie im gleichen Kreislauf sind. Durchflussbestimmend sind folgende Komponenten
  • Pump
  • Kessel/Wärmepumpe mit interner Pumpe
  • Kalt- + Warmwasseranschluss
  • Dreiwegeventil
• Erscheint der Fehler ein Kreislauf sei zu komplex (Fehler-Nr 5070/21), muss möglicherweise ein Dreiwegeventil mit einem T-Stück ersetzt werden.

Simulation läuft langsam

Eine lange Simulationszeit weist auf ein Fehlverhalten während der Simulation hin. Treten grosse Temperaturdifferenzen zwischen zwei Berechnungs-Zeitschritten auf, ver­kleinert Polysun den Zeitschritt und rechnet nochmals, was die Simulationszeit ver­längert. Komplexe und/oder grosse Systeme haben grundsätzlich eine längere Simu­lationszeit.

Um den Fehler in einem solchen Fall einzugrenzen, hilft es nacheinander die Steuerungen auszuschalten und zu beobachten, in welchem Fall die Simulation schneller läuft. Dazu jeweils in der Steuerung in den Freigabezeiten alle Monate deaktivieren.

Ursache kann unter anderem eine Steuerung sein, die ständig ein- und ausschaltet oder eine Überdefinition der Fliessrichtung in einem Kreislauf, z.B. durch unnötige Dreiwege­ventile.

Zwei Fliessrichtungen in einem Rohr sollten vermieden werden. Insbesondere bei Rohren, die an einen Speicher angeschlossen sind, kann dies zu fehlerhaften Resultaten führen. Besser ist, einen zusätzlichen Stutzen zu verwenden (die Höhen der Stutzen sind über den Tank-Katalog veränderbar, so können z.B. auch die am Deckel eingezeichneten Stutzen als Anschluss weiter unten benutzt werden).

Schlecht positionierte Tank-Stutzen oder das Referenzieren einer zu tief- oder hoch­liegenden Schicht in einer Steuerung können ein Problem sein. Ein Hinweis auf dieses Problem gibt die Temperatur-Verteilung im Tank. Die einzelnen Tank-Schichten sind in den Komponentenresultaten, der tabellarischen und graphischen Auswertung ersichtlich.

Energiebedarf nicht gedeckt

Wird am Ende der Simulation diese Meldung angezeigt, kann dies verschiedene Ursachen haben. Nachfolgend eine nicht abschliessende Aufzählung:

• Speicher ist zu klein
• Speicher erreicht die benötigte Temperatur nicht
  • Freigabezeiten für die Zusatzheizung (Kessel/Wärmepumpe/Elektroeinsatz) sind zu kurz gesetzt in der Steuerung.
  • Kessel ist zu klein / Wärmepumpe und allenfalls Bohrloch sind zu klein
• In der Steuerung statt fixe Werte „Variabler Wert“ verwenden, z.B. um auf Warmwasser-Solltemperatur zu verweisen.
• Mischventil (beim Warmwasser und/oder Heizkreis) ist auf eine zu tiefe Temperatur konfiguriert. Wenn nötig eine Temperaturverschiebung konfigurieren, um Rohrverluste zu kompensieren.

Zusätzliche Ursachen, wenn der Warmwasserbedarf nicht gedeckt ist:

• Bei Tank-In-Tank System: Oberfläche oder Volumen des inneren Tanks ist zu klein
• Leitung zwischen Wärmequelle und Wasserhahn ist zu lang und hat somit einen grossen Wärmeverlust (Zirkulation nötig)
• Bei Frischwasserstation: Pumpe oder Platten-Wärmetauscher sind zu klein.

Zusätzliche Ursachen, wenn der Heizwärmebedarf nicht gedeckt ist (die gewünschte Temperatur im Gebäude wurde während der Heizperiode nicht immer erreicht):

• Die eingestellte Nacht-Temperatur im Gebäude ist zu tief im Gegensatz zur Tagestemperatur (die Aufwärmphase ist zu lang)
• Die Anzahl Konvektoren ist zu klein (in Konvektor-Einstellung „Anzahl Module automatisch“ auf „Ja“ stellen)

Ursachen, wenn der Kühlbedarf nicht gedeckt ist (= Gebäude war in der Kühlperiode über der gewünschten Temperatur)

• Kühlmaschine ist zu klein
• Anzahl Lüfter zu klein (in Lüfter-Einstellung „Anzahl Module automatisch“ auf „Ja“ stellen)
• In den Gebäudeeinstellungen wurden “Verschattung” und “Natürliche Belüftung” nicht gesetzt.

Begrenzungen

• TabRückschlagventil: In Polysun gibt es keine Rückschlagventile. In der Realität werden Rückschlagventile eingesetzt um Wartungsarbeiten zu ermöglichen, diese sind für die Simulation jedoch nicht von Bedeutung. Weiter werden Rückschlag­ventile dort montiert, wo ein ungewolltes Fliessen entgegen der Pumpen-Richtung bei ausgestellter Pumpe verhindert werden soll. In Polysun sind die Pumpen ideal, das heisst bei ausgestellter Pumpe fliesst nichts, weder in noch gegen die Pumpen-Richtung. Die Fliessrichtungen in den Rohren sind somit in jedem Fall durch die Pumpen und Dreiwegeventile eindeutig definiert, wodurch Rückschlagventile für die Simulation hinfällig werden.

• Vervielfacher: Generell sollte in einem Schema nur ein Paar Zufluss-/Ausflussvervielfacher eingesetzt werden.

• Parallele Tanks: Die Schaltung paralleler Tanks ist nicht zu empfehlen. Der Einsatz eines einzelnen, grossen Tanks bietet in den meisten Fällen eine gute Annäherung und eine stabilere Simulation. In Serie zusammengeschlossene Tanks sind möglich.

• Durchflusserzeuger / Dreiwegeventile: Pro Kreislauf muss genau 1 Durchflusserzeuger vorhanden sein.  Seriell geschaltete Pumpen sind nicht möglich. Werden Dreiwegeventile an Stellen eingesetzt, wo die Fliessrichtung schon definiert ist entsteht eine Überdefinition für den Durchfluss. Nachfolgend einige Beispiele:

Abbildung: Beispiele Dreiwegeventile – Das untere Ventil ist nicht nötig, da durch das obere Ventil und den Wendel definiert ist, wo das Fluid durchfliessen soll

Abbildung: Beispiele Dreiwegeventile – Ohne den Wendel im Tank ist das untere Dreiwegeventil nötig um festzulegen ob das Fluid beim zweitobersten Stutzen herausfliessen soll

Label

Die Eigenschaft einer Komponente lässt sich mit Hilfe eines Labels auf der Zeichenfläche darstellen. Zusätzlich lassen sich über das Label weiter Information zur Komponente darstellen, welche benutzerspezifisch sind.

Als weitere Möglichkeit kann der Benutzer denn Wert der Eigenschaft einer Komponente direkt über das Label ändern. Im Designer lassen sich über einen Klick auf eine Komponente, wobei der Label Knopf in der Symbolleiste ausgewählt sein muss, die wichtigsten Labels für die gewählte Komponente automatisch generieren.