PI-Regler perfektes P und I ermitteln

[pegleg]

Hallo Zusammen,

nachdem ich letzten Winter damit verbracht habe meine Heizkurve (Aussentemperaturgesteuert) und den Hydraulischen Abgleich zu optimieren - ergebnis war ein perfekt geheiztes Haus - will ich mich nun an die Einzeraumsteuerung wagen.

Grund: ich würde gerne in den Schlafräumen eine leichte Tag-Nacht Absenkung unterbringen und die Heizkurve um 1 Grad nach oben verschieben um Störfaktoren besser ausgleichen zu können.

Aktuelle Parameter:
Fussbodenheizung im ganzen Haus sehr eng gelegt (10cm Abstand der Rohre)
Niedrigenergiehaus (Energieberater meinte PV-Anlage drauf und ich würde als Passiv durchgenen (EnEv 2014 ;-)
Rücklaufgesteuerte Heizkurve 24° (bei -20° Aussen) hat letzten Winter perfekt gepasst
Optimal eingestellte Heizkreise (alle Räume waren perfekt beheizt bei komplett geöffneten Stellventilen mit aussnahme der Schlafräume da wir hier die Stellventile bereits im Einsatz haben um niedrigere Temperaturen hin zu bekommen)
Ich habe für jeden raum einen Temperaturfühler und für jeden Heizkreis einen PI-Regler

Da ich für jeden Raum ein Temperaturdiagramm erstellen kann und ich auch 2 Testräume habe die ich kaum nutze
könnte ich diese zum Optimieren der PI-Regler verwenden.

Mit welchen Werten würdet Ihr starten?
Default meiner Aktoren für eine Flächenheizungen ist P=4K und T=150min

Ich habe aber auch schon gelesen das bei solch niedrigen Vorlauftemperaturen auch P=2K und T=30min verwendet wurde.
Andere Defaultwerte für Fussbodenheizungen sah ich bei P=4K und T=210min

Gibt es eine Möglichgeit diese Werte anhand der Temperaturkurve zu ermitteln?

Ich könnte beispielsweise einen Referenzraum auf 19° absenken und dann Stellventil komplett öffnen.
Kann ich aus der Steigung der Temperaturkurve irgend etwas ableiten?
Leider habe ich nur schrittweise empirische Verfahren gefunden um die Heizkurve zu optimieren, nicht aber diese aus den Gegebenheiten sauber abzuleiten.

Viele Grüsse
pegleg

[ididdi]

Ich mache diur wenig Hoffnung das du bei so einer guten Dämmung wirklich einen erfolgsversprechenden PI Regler zu Stande bringen wirst. Eher wird sich deine Frau über viel zu kalte Füße beklagen eh die Raumtemperatur auch nur spürbar absinkt.

[pegleg]

Das habe ich oft gelesen und gehört und doch widerlegt...
Wir haben im Haus 21°, im Schlafzimmer 17° und im Kinderzimmer (nur schlafen) 19°

[heckmannju]

Das habe ich oft gelesen und gehört und doch widerlegt...
Wir haben im Haus 21°, im Schlafzimmer 17° und im Kinderzimmer (nur schlafen) 19°

In einem KFW40 oder Passivhaus geht sowas nicht...

Was ist den eigentlich Perfekt für dich da gibt es in der Regelungstechnik viele Parameter...schnell auf den Endwert kommen, keine überschwinger usw. wenn das schon alles nicht klar ist würde ich es erst mal mit den defaults probieren. Die passen in 99% aller Fälle.

[pegleg]

Geht nicht gibt's nicht... warum erzählen das nur alle....
Ich lade gerne jeden ein der es nicht glaub bei mir vorbei zu kommen und schauen... warum sollte ich auch Blödsinn erzählen.
Das scheint mir so Installateurgeschwätz zu sein das sich manifestiert hat...
Und klar passen die Default-Werte... aber warum damit zufrieden geben wenn es auch besser geht...

Perfekt heisst für mich die Temperatur wird aufgebaut und gehalten... (da dies aber aktuell die max. Temperatur ist halt auch sehr langsam)

Da ich nun aber Einzelraumregelung betreiben will benötige ich die Regler.

Idee... Heizkurve parallel etwas anheben und mit den Reglern dagegenarbeiten...

Und natürlich den PI-Regler optimieren... schneller Anstieg mit minimalem Überschwingen...

Hab aber schon selbst etwas gefunden:
http://www.chemgapedia.de/vsengine/v...lagen.vlu.html

[evolution]

Auch wenn ich die ERR sehr schätze und ihren Komfortgewinn nicht missen möchte, so ist der Temperaturdifferenz (von Raum zu Raum) allein durch die KWL Grenzen gesetzt. So bekomme ich bspw. den Kellerraum niemals unter 17,5°C, obwohl dessen Heizkreis noch nie angesprungen ist. Gründe hierfür sind recht einfach. Der Wäremeeintrag durch die KWL und die umliegenden Räume reicht als Heizleistung aus, um den geringen Wärmeverlust durch die gute Außendämmung wett zu machen. Ähnlich sieht es im Schlafzimmer aus. Dieses wird durch das (mit 23,5°C geheizte) benachbarte Bad, die KWL und Sonneneinstrahlung auch im Winter aufgeheizt, sodass der Raum ohne Zuheizung nie unter 19°C fällt. Das ist genau genommen nicht optimal aber schlicht dem heutigen guten Dämmstandard geschuldet.

[pegleg]

Mag alles sein, aber darum geht es hier nicht...
Wenn du im Winter mal kräftig durchlüftest und ein Fenster in Kippstellung bringst bekommst du den raum doch auch runter ;-)
(Und jetzt kommt mir bitte keiner mit in eines so gut gedämmten Haus mit KWL hat man die Fenster zu zu lassen)

Ich stelle Euch mein Vorgehen und die Messwerte zur Verfügung wenn ich fertig bin...

[ididdi]

Also wenn ich dich richtig verstehe willst du aber nicht einen Temperaturunterschied zwischen den Räumen realisieren sondern eine Temperaturabsenkung erreichen. Und genau das wird bei einem (nach deinen Aussagen) Passivhaus ohne PV Anlage nicht funktionieren. Mach doch einfach das Experiment und schließe in einem Raum das Thermostat komplett und loge anhand der Visu mit wie lange das Absenken der Raumtemperatur um 2 Kelvin dauert ohne dass du das Fenster öffnest. Wenn du dich traust, kannst du das Ergebnis auch gern hier mitteilen. Aber dann auch bitte mit der Temperaturkurve oder zumindest dem log aus der ETS.
Selbst wenn ich in unserm Haus (und das ist nichts besonderes, gerade mal 35Ytong Steine) in den Kinderzimmern um 17Uhr die FBH ausschalte merkt man zwar schnell dass die Füße kalt werden, aber wenn die Kinder um 21 Uhr im Bett liegen ist die Temperatur gerade mal um 1-1,5°C gefallen. Selbst als ich letzes Jahr vor Weihnachten aus Versehen die Heizung im Wohnzimmer komplett ausgeschaltet habe und wir 3 Tage in Berlin waren ist die Temperatur gerade mal um 5°C gefallen.
Und ich schalte die Heizung übrigens nur in den Schlafzimmern ab, weil wir mit offenen Fenstern schlafen.

[pegleg]

Doch... wie ich geschrieben habe geht es um "eine leichte Tag-Nachtabsenkung" und zwar hauptsächlich in den Schlafräumen...
Die Absenkung kann man wie auch schon geschrieben durch gutes Durchlüften unterstützen...

Mir ist schon klar das meine gute Dämmung und die KWL da dagegen arbeiten... Aber ich bewege mich hier nicht im Labor -
Lüften und offene Fenster sind erlaubt.. demnach bekomme ich die Temperatur schon runter...

Wichtig ist - gerade in den Kinderzimmern - das die Temperatur dann morgends wieder auf normale Raumtemperatur gebracht wird und zwar PI-geregelt

Wir schlafen bei offenen Fenstern wenn es nicht gerade -20° draussen hat... Tagsüber übernimmt die KWL das Lüften

Aber ich versuche mal einen Testraum ohne äußere Störfaktoren (also Fenster) um 2° abzusenken... bin selbst auf das Diagram gespannt :-)

[lobo]

Hallo pegleg,

im Regelungstechnik-Labor haben wir seinerzeit gelernt, einen Regler so auszulegen, wie in Deiner recht schönen Referenz beschrieben ... also erst mal eine Sprungantwort aufnehmen und dann ggf. einfach einen ersten Parameterstart nach Ziegler/Nichols machen. Bei schnell schwingenden Systemen geht das auch prima nach dem Schwingungsvefahren.

In Deinem Fall: Testraum mit 50 % Stellgröße anfahren (mehrere Tage stehen lassen), dann meinentwegen auf 90 % hochstellen und für 1-2 Tage den Temperaturanstieg aufnehmen. Dabei hoffen, dass nicht all zu viele Störgrößen (Sonneneinstrahlung, Wärmequellen, starke Temperaturschwankungen außen, Übersprechen von einem auf den anderen Raum) auftreten. Dann Auslegung nach Ziegler/Nichols und am Ende die Systemantwort auf einen Sprung der Führungsgröße (Sollwertänderung) aufnehmen. Hier könntest Du dann eventuell sehen, ob Dein System leicht überschwingt (sollte nach Ziegler/Nichols meiner Erinnerung nach so sein) oder ob es schwingt oder sich aperiodisch annähert. Gemäß Deiner Anforderungen könntest Du dann noch ein wenig nachstellen.

So viel zur Theorie ... und jetzt vergiss das (meiner Meinung nach) schnell wieder, denn

1. wirst Du wahrscheinlich viele Störgrößen haben, die Deine Messung beeinflussen
2. funktionieren diese Regler eben nicht so, wie in der Regeltheorie (mit positiver und negativer Abweichung von einem Arbeitspunkt), sondern der P-Anteil ist bei den üblichen Reglern bei Soll=Ist immer "0" ... wenn es wärmer als gefordert ist, bleibt der P-Anteil "0" ... der Regler ist also unsymmetrisch und Du kannst davon ausgehen, dass das Überschwingen stärker als erwartet wird.
3. Ist die Auswertung, ob Dein Regler gut funktioniert wahrscheinlich kaum möglich ...
4. Kommt bestimmt jemand auf die Idee, Dir einen reinen I-Regler zu empfehlen.

Aber wenn Du Lust zum "Spielen" hast, würde mich die Sprungantwort zu Deiner Regelstrecke schon interessieren ... dann könnte man abschätzen, ob eine Nachtabsenkung bei Dir möglich ist.

... nur so viel: aus Komfortgründen würde ich eine Nachtabsenkungen verstehen ... aus Energiegründen nicht.

Viele Grüße,

Stefan

[heckmannju]

Wenn du im Winter mal kräftig durchlüftest und ein Fenster in Kippstellung bringst bekommst du den raum doch auch runter ;-)
(Und jetzt kommt mir bitte keiner mit in eines so gut gedämmten Haus mit KWL hat man die Fenster zu zu lassen)

Okay du must aber zugeben das schwachsinningen energetischen Verhalten und optimale PI-Reglereinstellungen rein logisch nicht wirklich zusammenpassen.

[pegleg]

Ich lebe in dem Haus nicht um Energie zu sparen sondern um mich wohl zu fühlen...
Das vergessen viele... man baut ein Haus nicht um Ihm zu dienen sondern darin zu leben

Wenn ich nunmal Nachts gerne bei offenem Fenster schlafe, dann ist das so...

Man könnte es auch so ausdrücken.. Nachts bringen immense Störgrößen mein System durcheinander und Morgens will ich es möglichst schnell wieder einregeln...

Und da dürfte P=2K oder P=4K einen Unterschied machen... und wenn es nur 10min sind :-P

Mir geht es nicht um eine Tag-Nachtabsenkung des gesamten Haus. Soweit bin ich auch schon das dies in meinem Fall überhaupt nichts bringt.

[heckmannju]

Hi,

da wird dir nix anderes übrigbleiben als es einfach mal auzuprobieren....

VG
Jürgen

[RBender]

Mhhhh Energie ist immer noch zu billig!!!! Vielleicht könnte man für bestimmte Personengruppen einen Zuschlag einführen!

[pegleg]

Scherzkeks... stelle mal die reinen Heizkosten den Herstellungskosten eine EFH gegenüber...
da könnte man besser an der Haustechnik (sprich Basisinstallation ohne KNX) sparen als das bisschen Energie das durch gekippte Schlafzimmerfenster flöten geht...

Ausserdem ist Energie nur in Deutschland teuer... schau dich mal in Europa - der Welt - um... Energie gerade in Form von Strom ist im Übermass vorhanden.
Das wird einem hier nur durch das EEG und das Gejammer der Grünen suggeriert.