Fuzzy-Logik in der Heiztechnik
Unser Ausflug in die Vergangenheit beleuchtet eine ungewöhnliche Kesselregelung
Die Kesselregelung „Vitotronic 150“ basierte auf Fuzzy-Logik, damals ein Novum. Bild: Viessmann Werke
Fuzzy-Regler mit Ein- und Ausgangsgrößen: als Beispiel ist eine von insgesamt 405 Regeln formuliert. Bild: Viessmann Werke
Der Begriff Fuzzy-Logik klingt irgendwie nach Digitalisierung und komplexer Mathematik. Beides stimmt irgendwie. Kaum zu glauben also, dass es bereits vor rund 20 Jahren Kesselregler gab, die auf dieser Basis funktionierten. Was steckt dahinter? Wir erklären es. Eine Zeitreise in die Vergangenheit.
„Die Fuzzy-Logik bezeichnet man auch als „unscharfe Logik“, weil sie nicht nur mit klaren Abgrenzungen wie heiß und kalt, sondern auch mit Zwischenwerten wie warm, sehr warm usw. arbeitet. Auch die Art und Weise, Schlussfolgerungen zu ziehen, ist bei der Fuzzy-Logik unscharf. Das heißt, sie arbeitet nicht mathematisch-exakt, sondern nach Regeln, die der menschlichen Erfahrung und Denkweise ähneln.“ So erklärte es der Kesselhersteller Viessmann im Jahr 2000 in einer Broschüre. Viessmann hatte nämlich um die Jahrtausendwende eine Heizungsregelung namens „Vitotronic 150“ im Sortiment, die auf Fuzzy-Logik basierte. Sie wurde speziell für einfache Heizungsanlagen mit direkt angeschlossenem Heizkreis ohne Mischer entwickelt. Damals ein Novum.
Kesselwasser-Schwankung ermittelt Wärmebedarf
Interessant – und nun sind wir beim eigentlichen Thema – war die Funktionsweise der Regelung. Die „Vitotronic 150“ hatte nämlich keinen Außentemperatur-Sensor. Sie regelte die Kesseltemperatur anhand mehrerer Eingangsgrößen, u.a. waren die Änderungen bei der Aufheizzeit maßgebend. Und das funktionierte so: Wenn sich durch Lüften und/oder Schwankungen der Außentemperatur die Raumtemperatur änderte, dann wirkte sich das über die Thermostatventile auf die durch die Heizkörper strömende Wassermenge und damit auf die Heizungsrücklauftemperatur aus. Und dadurch änderte sich letztlich auch die Kesselwassertemperatur, deren Werte ein Temperatursensor ständig an den Regler weitergab. Wie schnell die Kesselwassertemperatur dabei sank oder stieg, war das Maß für den Wärmebedarf. Aus Kesselwasser-Schwankungen wurde nicht nur der momentane Wärmebedarf ermittelt. Es konnten auch generelle Witterungstendenzen abgeleitet werden. Wenn es nämlich über mehrere Tage kalt war, dann hieß das für den Regler: „Es ist Winter“. 405 solcher Wenn-Dann-Regeln waren in dem System hinterlegt. Unterm Strich also ein durchaus cleverer Regelungsansatz.
Die „Vitotronic 150“ mit Fuzzy-Logik wurde bis zum Frühjahr 2011 angeboten. Ein Grund, sie aus dem Programm zu nehmen, war der steigende Absatz von Brennwertkesseln und der damit verbundene Rückgang bei der Heizwerttechnik. In anderen Bereichen wie industriellen Prozessen oder bei der Regelung von Müllverbrennungsanlagen kommt sie aber nach wie vor zum Einsatz.
