Logik "Sonne ernten" - Konflikt mit ZSU?

[Vielfrass]

Hallo zusammen,

Ich stehe gerade vor einem Problem bei der Erstellung einer Logik.
Leider weiß ich nicht genau, wo das Problem überhaupt liegt.
Vom Gefühl her würde ich sagen, dass ich ein "Kompetenzproblem" mit einer Zeitschaltuhr habe, aber je mehr ich über das Problem nachdenke, desto größer wird das Brett vorm Kopf.
Kurz zur Sachlage:

Derzeit haben wir hier wieder mal eine Wetterlage mit niedrigen Temperaturen und gleichzeitig viel Sonne bei wenig Wolken.
Deswegen habe ich mir jetzt das Thema "Sonne ernten" auf den Tisch gelegt, das ich schon ewig vor mir herschiebe.
Bei sonnigem Wetter soll über die Fensterflächen Sonne "geerntet" werden und somit Heizenergie gespart werden.

Was passiert während Status "Sonne ernten":

HVAC-Status des RTR (Enertex MeTa) soll auf "Nacht" gesetzt werden, wenn:

• Es draußen hell genug ist (Vergleich von definierter Helligkeitsschwelle mit Werten aus Wetterstation)
• Die Beschattungsautomatik nicht aktiviert ist (derzeit noch über einfache Abfrage der absoluten Jalousieposition)
• Eine Heizbedarf besteht (Abgleich der aktuellen Raumtemperatur mit der Solltemperatur des RTR abzüglich eines Offsets)

So weit alles noch kein Problem.

Schwierigkeiten bekomme ich aber mit einer parallel laufenden ZSU:
Abhängig von Wochentag und Tageszeit schaltet diese mir ebenfalls meinen HVAC-Status (quasi als Nachtabsenkung).
Sofern "Sonne ernten" nicht aktiv ist, soll der HVAC-Status über die ZSU gesetzt werden.
Jetzt kommen sich die Logik und die ZSU meiner Meinung nach ins Gehege.
Idealerweise hatte ich es mir so vorgestellt:

• WENN: "Sonne ernten" aktiv
  • DANN: HVAC-Status = Nacht
• WENN: "Sonne ernten" inaktiv
  • DANN: HVAC-Status nach Vorgabe der ZSU setzen

Der Punkt, an dem ich nicht weiter komme ist das "Zurückschalten" von "Sonne ernten" zurück in den ZSU-Betrieb.
Derzeit verwende ich zwei separate KO für den HVAC-Status:

1. HVAC-Status "Sonne ernten" (fest definiert auf Nachtmodus)
2. HVAC-Status ZSU (abhängig von Wochentag und Zeit)

Wenn mein Betriebsmodus jetzt von "Sonne ernten" zur ZSU umschaltet, kann ich beim Wechsel einmalig den aktuellen Wert von "HVAC-Status ZSU" an den RTR übergeben. Aber was mache ich danach? Wie kann ich erreichen, dass der RTR danach auch dauerhaft (bis "Sonne ernten" wieder aktiv wird) mit Werten aus der ZSU beschickt wird.

Zwischenzeitlich hatte ich daran gedacht, sowohl Logik als auch ZSU direkt auf die KNX-GA schreiben zu lassen.
Während "Sonne ernten" hätte ich dann die ZSU gesperrt und anschließend wieder aktiviert.
Die Lösung fand ich aber irgendwie unbefriedigend, weil ich nicht direkt von Logik und ZSU aus auf KNX-GAs schreiben wollte und stattdessen lieber die Zwischenebene iKO hätte.

Anbei noch ein Screenshot zur Logik. Gesucht wird jetzt quasi eine Lösung für den Teil, der sich an die Ausgangsbox des LBS 888.
Logik-Sonne-ernten.png

Kann mir jemand helfen und den Knoten in meinem Hirn auflösen?
Bin mir eigentlich relativ sicher, dass die Problemlösung ziemlich trivial ist, aber ich sehe echt den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr...

Mit freundlichen Grüßen,
Johannes

[lamiro]

Hallo Johannes,

ehrlich gesagt habe ich mir deinen Text nicht vollständig durchgelesen.
Aber guck dir mal an, was für Möglichkeiten deine Rollladenaktoren bieten. Eventuell kannst du da die Aufgabe des „Sonnetankens“ schon zum Großteil abbilden.

Viele Grüße,

Lars

[hyman]

Ich setz' bei mir in den Südzimmern einfach die Solltemperatur runter -- ohne die Betriebsart zu ändern. Das sollte bei fast jedem RTR über das Objekt "Sollwertverschiebung" möglich sein.

[baumhaus123]

Anderer Denkanstoß: wenn bei uns (wir haben sehr viele große Fensterflächen) große solare Wärmegewinne auftreten, wird ja die Raumtemperatur steigen. Daher reduziert der RTR dann ja ohnehin den Stellwert - bei andauerndem Temperaturanstieg dann auch bis auf Null, d.h. es fließt gar kein Heizungswasser mehr durch die Fußbodenheizung. Ich hatte daher auch noch nie das Bedürfnis, hier den Heizungsmodus zu verstellen. Das Ergebnis wäre ja dasselbe: der Durchfluss wird begrenzt, aber das macht ja wie gesagt der Regler ohnehin.

[jonofe]

Daher reduziert der RTR dann ja ohnehin den Stellwert - bei andauerndem Temperaturanstieg dann auch bis auf Null, d.h. es fließt gar kein Heizungswasser mehr durch die Fußbodenheizung.

Kann ich nur so bestätigen. Lediglich die Rolläden/Jalousien benötigen evtl. eine Logik, so dass sie bei hoher Helligkeit (>30klux = Sonne) und aktuellem Heizbedarf hochfahren/auf Durchsicht schalten.

[Vielfrass]

Hallo zusammen,

Vielen Dank für eure Vorschläge!

• Rolladenaktoren: Habe hier Aktorik von MDT verbaut. Die würde mir zwar eine Beschattungsautomatik bieten, aber das regele ich bereits über den Baustein von Yves. Davon abgesehen, darf ja ruhig auch beschattet werden, wenn es denn wirklich zu hell ist. Das ist schon in Ordnung so. Es geht mir nur um den Teilbereich zwischen "Hell, aber nicht beschattungswürdig" und "Helligkeitsschwelle für Beschattung überschritten".
• Verstellung der Solltemperatur wäre eventuell eine Lösung, aber auf der anderen Seite irgendwie nicht wirklich zufriedenstellend. Die Solltemperatur liegt ja nach wie vor beim alten Wert. Ich möchte sie nur nicht durch aktives Heizen, sondern passiv durch die Sonneneinstrahlung erreichen.

Euer Denkanstoß bzgl. RTR-Verhalten geht denke ich schon in die richtige Richtung. Eventuell habe ich hier noch ein Problem mit der Parametrierung.
Derzeit fange ich bei einem Schwellenwert von 60klux an zu beschatten. Der Wert ist im Vergleich zum Vorschlag von jonofe schon relativ hoch, allerdings ist das Gefühl von geschlossenen Jalousien (selbst mit Stellung auf Durchsicht) auf Dauer schon irgendwie beklemmend. Zumal wir mehr oder minder auf einem Hügel mit komplett freier Sicht in drei Himmelsrichtungen wohnen und uns damit der kompletten Aussicht berauben. Ziel ist also, so spät wie möglich zu beschatten.

Praktisch passiert im RTR ja genau das, was ihr angesprochen habt, schon. Wenn die Sollwertabweichung in Folge von Sonneneinstrahlung geringer wird, müsste der RTR reagieren und Stellgrad abbauen. Offensichtlich tut er das aber nicht beherzt genug. Momentan läuft der RTR im MeTa als PI-Regler mit 5K Prop.-Anteil und 240 Minuten Nachstellzeit. Damit fahre ich auch sonst, wenn keine Sonneneinstrahlung herrscht, überall gut.
Seht ihr in der Parametrierung irgendwo grundsätzlich Anpassungsbedarf? Einstellen durch Trial and Error würde ich bei den zahlreichen Störgrößen gerne vermeiden. Zumal die Parametrierung für die anderen Räume ja sowohl im Winter- als auch im Sommerbetrieb bisher passt.

Schon mal vielen Dank und Grüße,
Johannes

[hyman]

wird ja die Raumtemperatur steigen. Daher reduziert der RTR dann ja ohnehin den Stellwert - bei andauerndem Temperaturanstieg dann auch bis auf Null

Verstellung der Solltemperatur wäre eventuell eine Lösung, aber auf der anderen Seite irgendwie nicht wirklich zufriedenstellend. Die Solltemperatur liegt ja nach wie vor beim alten Wert. Ich möchte sie nur nicht durch aktives Heizen, sondern passiv durch die Sonneneinstrahlung erreichen.

RTR agieren von sich aus erst, wenn es schon zu spät ist. Wenn die Temperatur erst mal anfängt zu steigen, kann man bei einer auch nur mäßig trägen Heizung kaum noch rechtzeitig hinterher regeln. Ich habe Heizkörper und Massivbauweise, da war die Solltemperatur in der Regel an sonnigen Tagen um bis zu 2 Grad überschritten. Seitdem ich proaktiv runter stell, bevor die Raumtemperatur ansteigt ist es höchstens noch 1 Grad. Mit Fußbodenheizung ist es wahrscheinlich noch schlimmer (außer die läuft mit Vorlauftemperatur unter 30 Grad).

[Vielfrass]

RTR agieren von sich aus erst, wenn es schon zu spät ist. Wenn die Temperatur erst mal anfängt zu steigen, kann man bei einer auch nur mäßig trägen Heizung kaum noch rechtzeitig hinterher regeln. Ich habe Heizkörper und Massivbauweise, da war die Solltemperatur in der Regel an sonnigen Tagen um bis zu 2 Grad überschritten. Seitdem ich proaktiv runter stell, bevor die Raumtemperatur ansteigt ist es höchstens noch 1 Grad. Mit Fußbodenheizung ist es wahrscheinlich noch schlimmer (außer die läuft mit Vorlauftemperatur unter 30 Grad).

Die Problematik mit der trägen Regelstrecke bei FBH ist ja ein Problem, dass man hier im Forum schon an vielen Stellen diskutiert hat.
Prinzipiell kann man solche Regler durch entsprechende Parametrierung schon so hinbekommen, dass sie zufriedenstellende Ergebnisse liefern.
Von daher bin ich auch der Ansicht, dass es auch hier zum Ziel führen sollte - Ich glaube, man muss hier einfach nur die variable Störgröße "Sonneneinstrahlung" in den Griff bekommen.

Dazu war mein erster Ansatz jetzt, den Regler über den Wechsel in den Standby- oder Nachtmodus quasi "künstlich zu drosseln".
Die Probleme, die damit einhergehen, sind ja im Eingangspost beschrieben.
Die Lösung hätte eben den Charme, dass ich mehr oder minder nur einen einzelnen Wert hätte ändern müssen.

Die Ultima Ratio wäre wohl dann tatsächlich, die Reglerparameter in Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung anzupassen.
Aber so tief möchte ich eigentlich nicht in die Regelung eingreifen, wenn ich es nicht unbedingt muss.

[harry7922]

Hallo Johannes,

ich habe auch ein „Solarerträge“ Logik. Allerdings ändere ich dabei nicht den Heizmodus und auch nicht die Sollwerte.
Wenn die Sonne da ist, nutze ich den Hysterese Baustein und definiere darüber die min und max Temperaturen.
Dabei gehe ich gewollt über den eigentlichen Sollwert des RTR hinaus. Wenn die Sonne schon mal da ist, darf es auch etwas wärmer werden :-)
Ich nutze dabei auch die Bausteine von Yves und „missbrauche“ den Vorschalt-Baustein für den Fensterstaus von Yves um die Solarerträge zu triggern.

Zudem schränke ich zusätzlich die Logik anhand Aussentemperatur und Monat ein. Das würde mir aktuell bei deiner Logik noch fehlen.

Vielleicht hilft es Dir.

Gruß
Hardy

[Vielfrass]

Hallo Harry,

Vielen Dank für deinen Input!

Bezüglich der Hysterese stehe ich irgendwie gerade auf dem Schlauch und verstehe nicht richtig, wie du das meinst.
Eine Anpassung der Beschattung anhand von Außentemperatur und Jahreszeit möchte ich demnächst auch noch nachrüsten, ich glaube aber, dass sie bei meinem Problem nicht wirklich helfen würde. So wie ich es mir derzeit vorstelle, würde ich damit die Beschattungsperioden zusätzlich einschränken (z.B. dass mir im Sommer abends bei gutem Wetter nicht die ganzen Spaziergänger vom Feldweg aus ins Wohnzimmer glotzen...). Generell möchte ich die Beschattungszeiträume tagsüber aber ja so gering wie möglich halten.
Hast du eventuell einen kleinen Auszug deiner Logik zur Hysterese, den ich mir zum besseren Verständnis mal anschauen könnte?

Nochmal kurz ein paar Erläuterungen zu unserem Nutzungsverhalten - vielleicht liegt der Hund ja auch da begraben:

• Tagsüber haben wir für den Wohnbereich eine Solltemperatur von 23°C.
• Nachts lassen wir die Temperatur anderthalb Grad abfallen. Dazu wird der RTR am späten Nachmittag entsprechend in die Nachtabsenkung versetzt.

Problem ist, dass unser Haus, wie schon gesagt, extrem exponiert steht. Wir wohnen auf einer kleinen Kuppe, direkt am Feld mitten in einer Windschneise und mit nur einem Nachbarhaus auf der Nordseite. Das Haus heizt sich also nicht nur tagsüber extrem stark über die Fensterfronten auf, es kühlt nachts auch merklich aus.

Wenn ich die Heizung jetzt einfach noch früher oder noch stärker drosseln würden, wäre es morgens auch merklich kälter im Wohnbereich.
Und wenn wir keine Schützenhilfe durch die Sonneneinstrahlung bekommen, würde das Aufheizen durch die Träge FBH auch deutlich zu lange dauern.
Gleichzeitig haben wir das Problem, dass wir derzeit einfach viel zu viel Schützenhilfe durch die Sonne bekommen und eine Beschattung von früh morgens bis spät abends mit "Gefängnischarakter" auch nicht die Lösung sein kann.

Nur als Beispiel: Gestern hatten wir gegen 11:20 Uhr vormittags schon fast 24°C.
Meine Theorie, wie das passiert:

• Der Regler baut morgens durch die Sollwertabweichung ordentlichen I-Stellgrad auf (muss er bei dem trägen Regelverhalten einer FBH ja auch, sonst kommt er niemals zu Potte)
• Irgendwann hat er seinen I-Anteil komplett aufgebaut, die Heizung läuft also ordentlich an.
• Jetzt kommt aber durch die Sonne von außen innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums eine übermäßig große Störgröße dazu und die Sollwertabweichung schmilzt im wahrsten Sinne des Wortes dahin.
• Der Regler ist für eine solche Störgröße nicht gewappnet und bekommt seinen Stellgrad jetzt nicht schnell genug wieder abgebaut.
• Ich habe jetzt also mehr oder minder zwei "Heiz-Peaks" (maximaler I-Anteil im Regler und maximale Sonneneinstrahlung) parallel laufen und das ganze System läuft aus dem Ruder.
• Bis der Regler geschnallt hat, was passiert ist, ist der Sollwert schon lange gerissen. Und der Abbau des I-Anteils dauert ja auch noch eine ganze Weile.
• Nachmittags habe ich das selbe Spiel dann in umgekehrter Reihenfolge. Die Heizung ist quasi schon lange vor dem geplanten Umschalten in die Nachtabsenkung komplett runtergeregelt. Bis die Sonne untergegangen ist, ist dann auch die komplette Träge Masse im Fußboden mehr oder minder kalt geworden und es wird problematisch noch "schlückchenweise" nachzuheizen.

Deswegen suche ich so verzweifelt nach einem Weg die Überschneidung dieser beiden Peaks irgendwie zu verhindern oder zumindest zu entzerren.
Klar - rigorose Beschattung wäre definitiv eine Lösung. Wenn ich den Schwellenwert für die Beschattung allerdings weiter nach unten setze, wären die Jalousien hier von morgens bis abends auf Durchsicht oder komplett geschlossen. Dann ist es mir lieber mittags zu warm oder ich lasse die teure Heizenergie zum Fenster raus.

Wenn der Verlauf über den Tag immer gleich wäre, ließe sich wahrscheinlich etwas durch Anpassung der Zeitpunkte für die Nachtabsenkung und das Wiedereinschalten der Heizung drehen. So bin ich aber auf eine möglichst flexible Lösung angewiesen, die das Problem mit der Trägheit der FBH bestmöglich kaschiert.

Grüße,
Johannes

[hyman]

Hallo Johannes,

das Problem mit der Trägheit der FBH

... wirst Du niemals mit dem Hinterherregeln eines RTR in den Griff bekommen. Du musst proaktiv -- schon Stunden vorher -- die Heizung drosseln, wenn Sonneneinstrahlung zu erwarten ist. Also Aufschaltung einer Wettervorhersage und/oder eines eigenen Sonnensensors. Oder wenigstens ein Temperatursensor in dem Bereich, der morgens als erstes von der Sonne beschienen wird...

Ich habe keine FBH (normale Heizkörper), und trotzdem war es bei mir genau so.

Grüße von Horst

[harry7922]

Hi Johannes,

nachdem ich deine Antwort gelesen habe, glaube ich dass Dir meine Logik mit einem Hysterese-LBS auch nicht weiterhilft.
Kann es sein, dass wenn deine Heizkreisverteiler zu träge reagieren (das hätte ich jedenfalls so verstanden) dass die Raumtemperaturen evtl. zu selten auf den Bus gesendet werden - und dementsprechend die Ventile noch offen sind, obwohl die Temperatur längst erreicht ist?

Was hast du überhaupt für eine Heizung und mit welchen Vorlauftemperaturen arbeitet die FBH?

Gruß
Hardy

[baumhaus123]

Kommt halt darauf an, was man haben möchte. Wenn die Raumtemp tunlichst nicht vom gewünschten Sollwert abweichen darf (ich könnte diese Anforderung aber nicht nachvollziehen), muss man sich da natürlich was überlegen. Aber wie schon oft geschrieben wurde: bei FBH ist das nicht realisierbar aufgrund der Trägheit. Hier wird aber dazu der Forecast schwierig: wenn du gleich am Morgen die Heizung ausstellst in der Erwartung von großen solaren Gewinnen, und sich dann diese unerwartete Wolke nicht mehr verzieht, wirds uU nicht warm genug. Deswegen steht die bei uns in zu wärmenden Zimmern immer auf "Komfort", der Regler macht bei Sonne dann eben zu. Und dass der Regler vielleicht nicht sofort zumacht, wenn die Temp zu steigen beginnt, ist denke ich zu vernachlässigen. Der Boden wärmt sich durch die Sonne am meisten auf, daher wird der Durchfluss in der FBH automatisch nicht allzuviel Wärme abgeben können.

Uns genügt das oben beschriebene Verhalten problemlos. Aktuell war es ja tagsüber oft sehr kalt gewesen (-15 Grad oder weniger), und dennoch hat die Sonne geschienen. Dann hatte es bei uns in Küche / Esszimmer eben auch mal ~24,5 Grad - stört uns aber nicht, dann zieh ich halt den Pulli aus und freue mich über ein warmes Zimmer ohne Heizungsunterstützung und mache die Türen auf, damit sich die Wärme im Haus verteilt. Zusätzlich hat das Zimmer dann mehr Reserven für die kalte Nacht. Und bevor es zu warm wird kann man dann ja immer noch einen Verschattungsbaustein triggern der dann zumacht, um die Temperatur nicht noch weiter ansteigen zu lassen.

[DerSeppel]

Vielleicht habe ich das Ausgangsproblem nicht ganz verstanden, aber:
- Du kannst doch die ZSU erst mal ein iKo stellen lassen, welches du dann in deiner Logik verwendest.
- Die ZSU kannst du aus einer Logik heraus aktivieren/deaktivieren, per iKo?

[Vielfrass]

Hallo zusammen,

Vielen dank für all die Vorschläge!

Ich denke, nach dem, was bisher alles als Feedback kam, dass ich hier vielleicht Wünschen hinterherjage, die an der Stelle etwas vermessen sind.

Kurz zum Setup der Heizung:

• Fußbodenheizung mit Fernwärmeanbindung
• Fernwärme, bzw. Nahwärme kommt aus einem BHKW direkt um die Ecke
  • Vorlauftemperatur ist nicht zu 100% konstant. Meistens irgendwo um die 37°C, kann aber durchaus mal um zwei Grad nach oben und unten schwanken
• Der Wohn- und Essbereich hat zwei separate Heizkreise (1x Wohnen, 1x Küche), die aber parallel über einen Kanal im Heizungsaktor beschickt werden.
• Der Heizungsaktor bekommt seinen Stellgrad über den RTR des MeTa
• Heizungsaktoren stehen auf 10 Minuten PWM-Zyklus, Änderung des Stellgrads wird 5-minütlich und bei Änderung auf den Bus gesendet
• RTR sendet Stellgröße ab 2% Änderung, zusätzlich zyklisches Senden alle 10 Minuten und zyklisches Schalten alle 15 Minuten (den zyklischen Schaltwert eventuell verkürzen?)

Zum Allgemeinen:

• Größtes Problem ist glaube ich das, was Matthias in seinem letzten Post beschrieben hat. Der Forecast hat ja nur eine bestimmte Genauigkeit. Da reicht ja schon eine größere Wolke, um einem die Logik zu verhageln. Deswegen kann man meiner Meinung nach nicht im Voraus, sondern nur live anhand der aktuellen Helligkeit regeln. Man kann das Ganze eventuell über Zeitfunktionen etwas optimieren, aber ganz in den Griff bekommen wird man es wohl nicht.
• Prinzipiell habe ich auch kein Problem damit, wenn es im Wohnzimmer mal etwas wärmer ist, als geplant. In den letzten Wochen hatten wir es aber tatsächlich so extrem, dass wir täglich die Fenster ankippen und die Beschattung runterfahren mussten. Auf dem Papier waren es da vielleicht nur anderthalb Grad mehr als im RTR hinterlegt, aber gefühlt war es deutlich mehr. An dem Punkt hat dann vor allem die Frau interveniert - also tut der Mann, was er kann...

Vielleicht habe ich das Ausgangsproblem nicht ganz verstanden, aber:
- Du kannst doch die ZSU erst mal ein iKo stellen lassen, welches du dann in deiner Logik verwendest.
- Die ZSU kannst du aus einer Logik heraus aktivieren/deaktivieren, per iKo?

So hatte ich es ursprünglich auch geplant. Wenn ich aber die ZSU per iKo deaktiviere, ist sie ja beim "Zurückschalten" nicht zwingend aktuell (wenn sie zum Beispiel über einen Schaltzeitpunkt hinweg deaktiviert war). Ich will also, dass die ZSU durchläuft, sie darf nur keine Werte schreiben.
Der Wert müsste dann abhängig vom iKO "Sonne ernten aktiv?" entweder direkt aus der ZSU oder aus einem anderen, fest definierten iKO geholt werden. Jetzt, wo ich mir das Problem nochmal vergegenwärtige, sollte das ja eigentlich über einen Wertumschalter relativ einfach umzusetzen sein.

Ist am Ende halt nur die Frage, ob es zielführend ist.

Die ordentliche Lösung wäre wahrscheinlich, die Reglerparameter (und nicht den Reglerstatus) anhand eines Wetterforecasts entsprechend "schärfer" einzustellen.
So tief möchte ich aber nicht in die Regelung eingreifen. Im Zweifelsfall mache ich da wohl mehr kaputt, als ich verbessere.
Von daher wohl die pragmatische Lösung -> Frau besänftigen, Fenster auf, Jalousien runter und glücklich sein. Ist ja meist nur für ein paar Tage im Jahr!