Temperaturschwankungen bei FBH

[EPIX]

der Tread gleitet aber langsam ein bisserl in die Abteilung "Atomkernbeschrifter" ab.
Ich finde die "allgemein verständlichen" Beiträge informativ, praxisnah und einleuchtend - auch die verschiedenen Aspekte dazu...

Aber langsam

Ihr könntet es euch ja per PN ausmachen und am Ende einfach die gemeinsame Sichtweise darlegen - hilfreich und es wirkt nicht so "streitsüchtig"

Ansonsten wär die andere Möglichkeit:
gegenseitiges Schulterklopfen und

Just my 2 cents...

[tanzbaer]

Wieder nicht verstanden....

Die Aussage und der Diskussionsfaden war wenn im Haus konstante Temperatur haben möchte (Threadtitel) muss die abfließende Energie gleich der zufließenden sein (siehe deine umgeformte Formel die genau das besagt).

Hör mal auf Dir die Aussagen so zu verquicken, dass es Dir passt. Hast Du den Forumsnamen so gewählt weil Du dir galant nur das rausfilterst was Dir passt?

Du hast mehrere Sachen behauptet:

Aus dem Erhaltungssatz folgt dass Input == Output sein muss.

Das ist immer noch Quatsch und inzwischen hier mehr als ausreichend erklärt worden.

Deine Schlussfolgerung aus Deiner falschen Annahme habe ich nie angegriffen, die habe ich sogar bestätigt in #72.

Davon unbenommen ist deine Aussage richtig, dass in einem auf konstanter Temperatur gehaltenem Haus im Mittel abgegebene Wärmeenergie (Qab) = aufgenommener Wärmeenergie (Qauf) sein muss. Das resultiert aber nicht direkt aus dem von Dir zitierten Erhaltungsatz.

(Dass da oben ein Vorzeichenfehler drin ist oder Betragszeichen fehlen ist mir jetzt erst aufgefallen. ;-) Richtig wäre Qauf = -Qab. )
Und auch wenn ich mich wiederhole. Was im Mittel gilt, gilt noch lange nicht für jeden Zeitpunkt t. Du hast es doch selber mit der PWM schön beschrieben. Der Raum verliert in einer Stunde 600 Joule. Etwas vereinfacht gesagt ist es dann egal ob Du 600 Joule kontinuierlich reinschiebst mit der Leistung von 10Joule/min (Qab(t) = Qauf(t)) oder PWM mit 1 min an/1min aus mit der Leistung von 20 Joule/min bei an und 0 Joule/min bei aus. In Summe bleibt es für die Stunde bei Qauf = Qab, in der an Phase gilt aber Qauf=20Joule, Qab = -10 Joule und für die aus Phase Qauf = 0Joule, Qab = -10 Joule. Statisch hast Du durchgehend Input == Output, transient betrachtet immer Input!=Output. Das zu akzeptieren ist eine Grundvoraussetzung um überhaupt den ganzen Rest hier sinnvoll diskutieren zu können.

Und die zufließende Energie ist unabhängig der Vorlauftemperatur, weil es das Produkt aus Volumenstrom und Vorlauftemperatur ist. Die Aussage ist aber immer noch im Raum (siehe post 58, 71, 72,... das alleine eine Erhöhung der Vorlauftemperatur automatisch zu einer Erhöhung der Raumtemperatur (überhitzung) führt. Dies ist grundsätzlich immer noch falsch bei funktionierender ERR die den Volumenstrom bis auf 0 zurücknimmt so dass gar nichts hinzugefügt wird und nur Energie abfließt. Das ist der Aufhänger für die ganze Diskussion.

Mit dem Wust tue ich mir schwer. Da sind richtige Sachen drin, aber teils abenteuerlich begründet und dann ist mir unklar welche Annahme wann gilt.

Vergessen wir zunächst mal die ERR. Eingeschwungenes System, bestimmter Durchfluss, bestimmte VL Temperatur und Spreizung. Der Raum verliert Wärme Qab. Die dem Raum zugeführte Wärme ist proportional zum Durchfluss (Massenstrom) und der Differenz aus der mittleren Temperatur des Heizkreises (VL+RL)/2. Die freien Parameter VL und Durchfluss sind so eingestellt, dass die aus dem Heizkreis abgeführte Wärme Qauf = -Qab ist. Dann wird netto keine Wärme in den Raum eingeführt, ergo keine Temperaturänderung.

Jetzt drehen wir immer noch ohne ERR den Vorlauf hoch. Dadurch steigt die mittlere Temperatur (VL-RL)/2 des Heizkreises, damit erhöht sich die Temperaturdifferenz zum Raum, damit steigt der Wärmestrom Qauf in den Raum. In diesem Moment ist Qab + Qauf > 0. D.h. die innere Energie des Raumes steigt und damit seine Temperatur. Die erhöhte Temperatur des Raumes erhöht aufgrund der nun höheren Temperaturdifferenz nach aussen den Wärmestrom Qab und aufgrund der dadurch verringerten Wärmedifferenz verringert sich der Wärmestrom aus dem Heizkreis. Und zwar solange bis wieder das Gleichgewicht Qab +Qauf = 0 erreicht ist. Allerdings mit nun vom Betrag höheren Wärmeströmen Qab und Qauf.

Damit ist klar ersichtlich, dass in einem ungestörten Heizsystem erstmal die die Vorlauftemperatur sehr wohl die Temperatur im Raum und damit den Wärmestrom nach aussen und den Wärmestrom aus der Heizung beeinflusst.

Du hast dann am Ende Deine "grundsätzliche" Aussage auf eine aktive ERR Regelung bezogen. Ich nehme jetzt mal eine ideale ERR an. Keine Totzeit, kontinuierliche Regelung des Flusses.

Die ERR soll verhindern, dass sich der Raum erwärmt. Der Wärmefluss nach aussen bliebe dann konstant. Für den Wärmefluss in den Raum gilt dann, dass Quaf = -Qab sein muss. Die erhöhte Vorlauftemperatur erhöht aber die mittlere Heizkreistemperatur und damit den Wärmefluss in den Raum, also muss der Durchfluss verringert werden. Verringerter Durchfluss wiederum senkt die Rücklauftemperatur ab, die mittlere Temperatur sinkt, damit der Wärmeeintrag. Im Gleichgewichtspunkt gibt es dann einen geänderten Durchfluss durch den Kreis und eine geänderte Rücklauftemperatur mit resultierender höhere Spreizung.

Das alles war in dieser akademischen Allgemeinheit nie strittig. Strittig war in Teilen die Argumentation wie Du auf diese Ergebnisse gekommen bist und welche Praxisrelevanz sie haben.

Und PWM mit Weiten von Minuten sind ein Thema. (Beitrag #58) Einschwingvorgänge sind ein Thema und Pumpen die entweder gar nicht geregelt sind, oder nicht so perfekt regeln können wie notwendig sind auch ein Thema. (Beitrag #72)

Wer den Energiefluss im Haus und die grundlegenden Dinge des Energieerhatungssatzes nicht versteht mit dem braucht man auch keine transienten Vorgänge und Regelungstechnik (ERR) diskutieren. Und es hat jetzt tatsächlich mehr als 20 Posts gekostet das das auf den Punkt kommt.

Wenn man nichts mehr zu sagen hat wird man frech, ist das Deine Strategie? Was kostet es Dich zu sagen, meine Aussage aus #62 war so nicht korrekt, falsch ist, dass aus dem Erhaltungssatz Input == Output folgt, richtig ist, dass sich aus dem Erhaltungssatz der erste Hauptsatz der Thermodynamik herleiten lässt, und aus diesem für das konkrete Beispiel, dass genau dann Input == Output sein muss, wenn ich keine Änderung der inneren Energie haben möchte.

Und wenn Du den Unterschied immer noch nicht verstehst. Bei Deiner Aussage muss immer Input==Output sein, so ein System wäre stabil. Es bliebe von selbst in diesem Punkt. Da braucht man über Regelung, etc gar nicht mehr diskutieren. Ein Haus ist aber nicht stabil, da musst Du von aussen erzwingen das die Energiebilanz ausgeglichen bleibt, also Input==Output gilt.

[Uwe!]

mittleren temperatur des heizkreises (vl-rl)/2.

(vl+rl)/2

[maitscha]

Nochmals eine kleine Frage zum ursprünglichen Thema des Threads: Wenn denn nun die Fußbodenheizung hydraulisch abgeglichen wurde und die Raumtemperaturen ohne Verwendung von Stellmotoren konstant sind, und dann für die ERR die Stellmotoren in Betrieb genommen wurden, wie verhält es sich dann bei euch wenn es nun zu einer deutlichen Aufwärmung des Raumes durch Fremdeinwirkung kommt, z.B. nach einem sonnigen Tag?

Ich denke in diesem Fall regeln die Stellmotoren ja zuerst mal auf 0% runter, da die Ist-Temperatur längere Zeit über der Soll-Temperatur ist. Dann nach einiger Zeit wenn der Raum wieder auskühlt fängt bei der Solltemperatur (die zu dem Zeitpunkt gleich der Ist-Temperatur ist) die PI-Regelung an die Stellmotoren zu öffnen. Das ganze dauert natürlich mal, da die Stellmotoren ja nicht sprunghaft auf 100% aufgehen und die Temperatur auch nicht gleich wieder steigt, da die FBH ja relativ träge ist. Kann das dann in etwa so ausschauen wie in dem angehängten Diagramm-Ausschnitt? (das grüne ist die Soll-Temperatur, das blaue die Ist-Temperatur und das gelbe die Öffnung der Stellventile).

[cava]

Ich denke in diesem Fall regeln die Stellmotoren ja zuerst mal auf 0% runter, da die Ist-Temperatur längere Zeit über der Soll-Temperatur ist.

Das hängt von mehreren Faktoren ab. Es kommt auf den Temperaturunterschied, die Dauer der Überhöhung und die Parametrisierung des Reglers an. Je nach Fall kann es sein, dass nur auf 80% zurück geregelt wird, auf 53% oder auf 11%. Wenn die Überhöhung zu hoch ist, zu lange vorliegt oder der Regler zu aggressiv konfiguriert ist, wird auf 0% geregelt werden und das von dir skizzierte Verhalten eintreten.

[maitscha]

Wenn die Überhöhung zu hoch ist, zu lange vorliegt oder der Regler zu aggressiv konfiguriert ist, wird auf 0% geregelt werden und das von dir skizzierte Verhalten eintreten.

Also das angehängte Bild hab ich von einem PI-Regler mit 240Min Nachstellzeit und 5K Proportionalbereich (MDT Standardeinstellung für FBH). Die Stellmotoren machen früher oder später zu und der besagte Effekt tritt ein. Ohne ERR/Stellmotoren würde der Effekt vermutlich nicht eintreten, vorrausgesetzt das System ist hydraulisch abgeglichen.

[EDIT]
Ok, ähnliches wurde auch schon hier diskutiert. Hier war man der Meinung dass auch die Implementierung der PI-Regelungen in div. Aktoren nicht ganz konform ist, Stichwort "Arbeitspunkt".
[/EDIT]

[Hochpass]

....

Nur interessehalber. Wie ist die X und Y-Achse skaliert?

Sieht man im ersten Bild einen Unterschwinger von 7 LSBs?

[maitscha]

Ja stimmt eigentlich, ohne Skalierung sind die Diagramme etwas wertlos. Hier nochmals das ganze Diagramm.