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In dem Beitrag wird ein Regelkonzept für die Beladung eines Schichtladespeichers zur Warmwasserversorgung vorgestellt. Die Beladung erfolgt über die dem Speicher vorgeschalteten Komponenten Wärmetauscher und Brenner des betrachteten Heizungssystems. Dem Reglerentwurf liegt ein dynamisches Modell zugrunde, das aus fünf partiellen Differentialgleichungen für Brenner und Wärmetauscher besteht. Für den modellbasierten Reglerentwurf wird ein modularisierter Ansatz verfolgt, bei dem Brenner und Wärmetauscher separat betrachtet werden. Für den Brenner wird auf Basis eines reduzierten, nichtlinearen Galerkin-Modells mit Hilfe der Ein-/Ausgangslinearisierung ein entsprechendes Regelgesetz hergeleitet. Die Trajektorienfolge für die Austrittstemperatur des Wärmetauschers wird durch eine Vorsteuerung mit unterlagerter PI-Regelung realisiert. Dabei wird die Vorsteuerung durch Inversion der transzendenten Übertragungsfunktion des linearen verteilt-parametrischen Modells des Wärmetauschers sowie mit Hilfe einer numerischen Laplace-Rücktransformation auf Basis des Weeks-Algorithmus berechnet.

Beladungsregelung einer Brennwerttherme mit Schichtladespeicher (Control of a Heating System with Stratified Storage Tank)