Stellmotoren für Heizkörper

[ITler]

Bevor das jetzt jemand für allgemeingültig nimmt, sollte man die einschränkenden Randbedingungen dringend anmerken unter denen das nur gilt: Es gilt nur für Heizsysteme, die sehr niedrige Vorlauftemperaturen fahren. Dann kann der Selbstregeleffekt ausreichen. Oder in Gebäuden in denen kein nennenswert schwankende Fremdwärmeeintrag stattfindet. Bei Wohngebäuden ist das zweite meist nicht gegeben, da die größten Fenster oft nach Süden raus gehen.

In einer Diskussion gibt es wenige Aussagen die außerhalb des Zusammenhangs als allgemeingültig erklärt werden können.

Wie in Post 47 geschrieben rede ich von einem Öl-Brennwert-Gerät mit Vorlauftemperaturen über von > 50 Grad.
Eine höhere Vorlauftemperatur bedeutet aber immer einen höheren Energieverbrauch, egal mit welchem Wärme-Erzeuger.

Jede Heizung mus abschalten, wenn die Rücklauftemperatur der Vorlauftemperatur entspricht! Das ist nichts was ich steuern oder Regeln muss.
Es geht doch die ganze Zeit um die SOLL-Vorlauftemperatur! Und diese wird eben im Regelfall über die Außentemperatur geregelt!

[hyman]

Der Wärmebedarf, um das Haus auf der gewünschten SOLL-Temperatur zu halten, hängt fast ausschließlich von der Außentemperatur ab.

Bevor das jetzt jemand für allgemeingültig nimmt, sollte man die einschränkenden Randbedingungen dringend anmerken unter denen das nur gilt: Es gilt nur für Heizsysteme, die sehr niedrige Vorlauftemperaturen fahren. Dann kann der Selbstregeleffekt ausreichen. Oder in Gebäuden in denen kein nennenswert schwankende Fremdwärmeeintrag stattfindet. Bei Wohngebäuden ist das zweite meist nicht gegeben, da die größten Fenster oft nach Süden raus gehen.

Je nach Bauweise (insbes. Größe der Südfenster, Wärmedämmung) und Art der Heizung kann das auch ganz anders sein. Bei mir gilt z. B.:

• Draußen -5 Grad, Sonnenschein: Fast kein Heizbedarf, um die Mittagszeit gar keiner.
• Draußen -5 Grad, schattig: Durchgehend erheblicher Heizbedarf

Bei der klassischen Steuerung ist die Vorlauftemperatur auch immer höher als der tatsächliche Bedarf, so dass in allen Räumen Luft nach oben ist.

Hier geht es ja um eine Wärmepumpenheizung, da sollte man genau das nicht machen. Höhere Vorlauftemperaturen als tatsächlich benötigt sind unbedingt zu vermeiden. Die Wirkzahl geht sonst unnötig runter, die Heizung braucht dann zu viel Strom. Also entweder Verzicht auf Einzelraumregelung (ERR) oder zumindest Einstellung der Heizkurve so niedrig, dass die ERR kaum je abregeln (z. B: nur in zeitweise unbenutzten Räumen oder solchen, die von Sonneeinstrahlung proftieren).

Je niedriger die Vorlauftemperaturen sind, umso wahrscheinlicher fährt man ganz ohne ERR besser. Im besten Fall läuft das dann z. B. so:

• Fußbodenheizung, Soll-Raumtemperatur 22 Grad, Außentemperatur -5 Grad
• Vorlauftemperatur nach Heizkurve 26 Grad
• Wohnzimmer bekommt durch Südfenster reichlich Sonne ==> Boden erwärmt sich z. B. auf 28 Grad ==> Estrich gibt Wärme an durchfließendes Heizwasser ab ==> Raumtemperatur steigt weniger über den Sollwert an, als sie es beim Abregeln der FBH tun würde
• Wärmepumpe schaltet ab, da Vorlauftemperatur schon höher als nötig (würde sie nicht tun, wenn das Wohnzimmer abgeregelt wäre)
• Andere Räume, die keine Sonne bekommen, werden vom Wohnzimmer (statt von der abgeschalteten Wärmepumpe) mit Wärme versorgt

Weniger Aufwand als mit ERR. Und Strom gespart dazu...

[ITler]

Ich vestehe nicht was Du mit der dauerhaften Regelabweichung meinst.
Der Wärmebedarf, um das Haus auf der gewünschten SOLL-Temperatur zu halten, hängt fast ausschließlich von der Außentemperatur ab.

Ein Raum-Temperatur-Regler kann ja nur den IST-Zustand in EINEM Raum erfassen. Wenn hier die Sonne rein knallt würde die Heizung runter regeln, und die restlichen Räume auf der West-Seite würden kalt bleiben. Wären in diesem Raum die Thermostat-Ventile zu, würde die Heizung den Tank leer saugen und den Raum dennoch nicht auf Temperatur bringen können!

Die Außentemperatur lügt selten! Bei der klassischen Steuerung ist die Vorlauftemperatur auch immer höher als der tatsächliche Bedarf, so dass in allen Räumen Luft nach oben ist. Diese genaue Einstellung macht man ja nur um Energie zu sparen!

Natürlich kann man das alles viel besser machen, jedoch auch mit deutlich mehr Aufwand. So funktioniert es auch sehr gut, (vielleicht nicht 100% perfekt) und vor Allem ohne großen Aufwand.

[scw2wi]

In der Minimal-Version würden auch 2 von 4 genügen.

Aus der Messung der Innen- oder Außen-Temp. wird der Sollwert für die Vorlauf- oder Rücklauf-Temp. ermittelt.
Ich hab mal irgendwo gelesen, dass bei Systemen mit Mischer die VL und bei Systemen ohne Mischer die RL-Temp geregelt wird.

In beiden Fällen ist aber eine witterungsgeführte Außen-Temp. Regelung nachteilig, da sie eine dauerhafte Regelabweichung nicht verhindern kann, solange nicht die Innen-Temp. zusätzlich gemessen und berücksichtigt wird. Warum man das dann trotzdem so umständlich macht, ist mir schleierhaft.

Wenn man aber die Außen-Temp. gar nicht kennt, dann hat man ev. wieder das Problem, dass die Heizung zu langsam auf Temp-Änderungen reagiert.

Besser wäre es daher, zusätzlich zur Außen-Temp. zumindest in einem Raum die Innen-Temp zu messen und zu berücksichtigen.
Noch besser wäre es vermutlich, dass der RTR die Gesamtwärmemenge berechnet und meldet.

[cobrito]

Ich habe diese Logik der Heizungsbauer bis heute nicht verstanden.
Zur Regelung einer WP benötige ich doch im Wesentlichen bis zu 4 Temperaturwerte: Außen-, Innen-, Vorlauf-, Rücklauf-T.

Zumindest drei davon. Ich kann dir sagen, wie das grob gesagt bei meiner modullierenden WP (KNV/Nibe) funktioniert: Grundsätzlich kann man zwischen Außentemperatur- und Innentemperaturführung wählen. Man kann glaub ich auch mischen bzw. weitere Faktoren wie Wetterbericht einfließen lassen. Aber der Standardfall ist die Außentemperatur-Steuerung. Die eingestellte Heizkurve ergibt dann Außentemperatur -> Soll-Vorlauf. Also zB. bei 0 Grad außen, 30 Grad Vorlauf. Bei -10 Außen 35 Grad Vorlauf. Uns so weiter. Da kann man dann zwischen unterschiedlichen Kurven wählen (die halt am besten zu seinem Haus passt) bzw. auch eine eigene anlegen.

Die tatsächliche Vorlauf- und Rücklauftemperatur wird natürlich auch gemessen. Aus dem Verhältnis zwischen VL und RL bzw. auch dem Unterschied zu Soll-VL wird dann die Frequenz der WP geregelt, also wie viel sie tatsächlich arbeiten muss, um Soll-VL auch zu erreichen bzw. im Haus unterzubringen. Bei getakteten wird das dann ähnlich sein, außer dass die halt nur ein/aus können.

[ITler]

Ich kenne mich nicht aus, wie eine WP geregelt wird, da ich einen Öl-Brennwert-Gerät habe.

Hier gibt es schon auch noch Werte für Vorlauf (entspricht der Kesseltemperatur) und Rücklauf. Die benötigt er aber nach meiner Einschätzung eher für die Kessel-Steuerung, also wann geheizt wird und wann nicht.

Die Außentemperatur bestimmt die SOLL-Vorlauftemperatur und das macht für mich schon Sinn. Je nach Außentemperatur habe ich einen höheren Wärmebedarf, um die SOLL-Temperatur in den Räumen in gleicher Zeit zu erreichen, bzw. mit gleicher Wassermenge zu halten.

Die Tage an denen die Regelung nicht funktioniert, sind Tage wo beispielsweise ein kalter Wind für Auskühlung sorgt, dieser jedoch vom geschützt installierten Sensor nicht erfasst wird. An diesen Tagen könnte man in der Tat erkennen dass die SOLL-Temperatur nicht erreicht werden kann, und die Vorlauftemperatur entsprechend anheben.
Doch wie gesagt, das passiert bei mir an einer Hand voll Tage!

[scw2wi]

Aber zum einen fehlt mir hier noch die Verbindung und zum Anderen finde ich es angenehm, dass es so simpel ist und quasi von alleine läuft.

Ich habe diese Logik der Heizungsbauer bis heute nicht verstanden.
Zur Regelung einer WP benötige ich doch im Wesentlichen bis zu 4 Temperaturwerte: Außen-, Innen-, Vorlauf-, Rücklauf-T.

Die Außen-T. dient doch max. zur Vorsteuerung, um die Trägheit des Systems zu kompensieren.
Einen geschlossenen Regelkreis kann ich da aber nicht erkennen, wie ja auch die mögliche dauerhafte Abweichung zeigt.

[ITler]

Ja, die Wassertemperatur im Heizkreislauf hängt von der Außentemperatur ab.

Sicher könnte ich mit KNX hier korrigierend einwirken. Aber zum einen fehlt mir hier noch die Verbindung und zum Anderen finde ich es angenehm, dass es so simpel ist und quasi von alleine läuft.

Wenn ich das Thema Heizung Mal angehe werde ich das ggf. Erweitern. Aber wegen den 5 Tagen im Jahr wo ich am Raumcontroller das Drehrad 2 Ticks nach oben drehen muss bin ich einfach zu geizig ein Modul zu kaufen, das ich in 2 Jahren vielleicht in die Tonne werfen kann.

[scw2wi]

An wenigen Tagen im Jahr (meistens in der Übergangszeit oder wenn ein recht eisiger Wind geht) genügt die Vorlauftemperatur nicht, um die Räume auf die gewünschte Temperatur zu bekommen. Dann muss ich an der Heizung die SOLL-Temperatur etwas erhöhen.

Wird die SOLL-Temperatur der Heizung nur nach der Außentemperatur geregelt?

Wenn du die SOLL-Temp in den gesamten Regelkreis mit einbindest, dann musst du die Temp in solchen Fällen nicht manuell erhöhen.

Es ist nur wichtig, die Zeitkonstanten unterschiedlich zu dimensionieren, damit keine Schwingung entsteht.

[ITler]

Der Temp.-Sensor sollte wohl am ehesten in der Mitte des Raums sein... oder wie hast du das bei dir gelöst oder ist es eben ein Zustand den man "akzeptieren" muss? Ich denke gerade noch an die Temp.Sensoren in den Präsenzmeldern an der Decke aber dort hat man natürlich die Abweichung, dass die Wärme im Raum eher nach oben steigt...

Das ist bei mir von Raum zu Raum unterschiedlich. Es gibt Räume wie das Wohn- oder Schlafzimmer, wo ich noch zusätzlich Schaltstellen im "inneren" des Raumes habe, und so dort die Temperatur abgreifen kann.
Dann gibt es Räume wie das Gästezimmer oder die Gästetoilette, wo es entweder nur einen Taster an der Türe gibt oder nur einen Präsenzmelder mit Temperatur-Erkennung. In diesen Fällen korrigiere ich die Temperatur über einen Offset-Wert zwischen 1 und 2,5 Grad, was in der Regel auch ganz gut funktioniert.

Um jedoch ehrlich zu sein nutze ich die Einzelraumregelung kaum noch.

Zum Einen habe ich die Anlage mittlerweile hydraulisch so gut abgegelichen, dass eigentlich alle Heizkreise immer voll geöffnet sein können/müssen um die ideale Temperatur zu erreichen.
Zum Anderen ist der Wärmeerzeuger so gut geregelt, dass abhängig von der Außentemperatur eigentlich immer die korrekte Vorlauftemperatur anliegt, um die Räume auf die gewünschte Temperatur zu bringen.

Somit regel ich eigentlich nur noch im Gäste-Zimmer und im Büro bei Nicht-Nutzung auf 18 Grad herunter, damit es nicht komplett auskühlt. In diesem Fall ist es mir dann komplett wurst, ob das genau 18 Grad oder 17 oder 18,5 Grad sind.

So komme ich persönlich ganz gut zurecht. An wenigen Tagen im Jahr (meistens in der Übergangszeit oder wenn ein recht eisiger Wind geht) genügt die Vorlauftemperatur nicht, um die Räume auf die gewünschte Temperatur zu bekommen. Dann muss ich an der Heizung die SOLL-Temperatur etwas erhöhen. Dafür fahre ich das restliche Jahr äußerst effizient.

[metrich]

... wäre es nicht auch eine Lösung, mit Temperaturreglern (z.B. MDT SCN-RT6REG.01) und 1-10v-Dimmaktoren dann proportional Stellantriebe (z.B. MÖHLENHOFF APR42405-00N) zu steuern? Das wäre vermutlich etwas günstiger als der Einsatz echter KNX-Ventilantriebe. Ich kann aber auch völlig daneben liegen, befasse mich noch nicht lange mit KNX.

VG metrich

[flip2021]

Die Ist-Temperatur kann man auch als Mittelwert zwischen zwei Temperaturmesspunkten bilden. Z.B: im Schalter neben der Tür (mit Display, Einstellmöglichkeit, etc.) und einem weiteren Schalter in der diagonalen Raumecke. So hat man Zugluft Probleme deutlich reduziert. Achtung: Schalter in Außenwänden unbedingt gut von hinten Dämmen (die Dose muss ins Mauerwerk komplett dicht sein).

Je nach Vorlauftemperatur, Raumgröße, Ansprechverhalten, etc. KANN eine Steuerung von "normalen" Heizkörpern mit Thermoelektrischen Antrieben schwierig sein. Bei Heizkörpern ist häufig (natürlich nicht immer) eine Lösung auf Basis von Stellantrieben, welche das Ventil exakt in Position fahren und dort halten besser. Die billigen Supermarkt Antriebe machen das schon nach diesem Prinzip. Leider gibt es im KNX Bereich diese Geräte nur in sündhaft teuer.

Weitere Überlegung: Wenn ihr die Leitungen alle erneuert: Zentraler Heizkreisverteiler (wie bei einer Fußbodenheizung) und darin dann eine Kombination aus Heizungsaktor und mechanischem Stellantrieb (ähnlich der üblichen Heizungsaktoren mit Thermoelektrischem Antrieb). Da gibt es z.B. von evoknx eine Lösung.

Danke für die super Idee mit dem Mittelwert, das würde sich in dem ein oder anderen Raum bei mir sicher auch realisieren lassen :-) Ja das mit den sündhafteren KNX Stellmotoren für Heizkörperventile hatte ich auch schon gelesen. Da wir leider die Heizungsrohre nicht neu verlegen ist die Umsetzung mit dem zentralen Heizkreisverteiler leider nicht möglich... Im Zweifel lege ich zu jedem Heizkörper eine 230V Leitung und einmal Bus und teste das in einem Raum mit einem thermoelektrischen Billigantrieb, falls das nichts ist, wird das Stück für Stück auf KNX Stellmotoren umgebaut (vllt. gibt es in Zukunft auch günstigere Modelle)

[gbglace]

Weitere Überlegung: Wenn ihr die Leitungen alle erneuert: Zentraler Heizkreisverteiler (wie bei einer Fußbodenheizung)

Hab ich mir auch gegönnt und finde das gut am Heizkörper nur das reduzierte Design zu haben mit Blindstopfen.

[tobiasr]

Die Ist-Temperatur kann man auch als Mittelwert zwischen zwei Temperaturmesspunkten bilden. Z.B: im Schalter neben der Tür (mit Display, Einstellmöglichkeit, etc.) und einem weiteren Schalter in der diagonalen Raumecke. So hat man Zugluft Probleme deutlich reduziert. Achtung: Schalter in Außenwänden unbedingt gut von hinten Dämmen (die Dose muss ins Mauerwerk komplett dicht sein).

Je nach Vorlauftemperatur, Raumgröße, Ansprechverhalten, etc. KANN eine Steuerung von "normalen" Heizkörpern mit Thermoelektrischen Antrieben schwierig sein. Bei Heizkörpern ist häufig (natürlich nicht immer) eine Lösung auf Basis von Stellantrieben, welche das Ventil exakt in Position fahren und dort halten besser. Die billigen Supermarkt Antriebe machen das schon nach diesem Prinzip. Leider gibt es im KNX Bereich diese Geräte nur in sündhaft teuer.

Weitere Überlegung: Wenn ihr die Leitungen alle erneuert: Zentraler Heizkreisverteiler (wie bei einer Fußbodenheizung) und darin dann eine Kombination aus Heizungsaktor und mechanischem Stellantrieb (ähnlich der üblichen Heizungsaktoren mit Thermoelektrischem Antrieb). Da gibt es z.B. von evoknx eine Lösung.

[flip2021]

Der Heizungsaktor ist für solche Antriebe ausgelegt. Man kann die im schaltenden 2-Punkt Betrieb nutzen (EIN/AUS wie Heizungsregler mit Bimetallschalter) oder im PWM-Betrieb wo die Heizleistung quasi stufenlos durch zyklisches EIN/AUS geregelt wird.

Hallo Volker, danke ☺das beruhigt mich. Das heißt der Aktore regelt dann mittels PWM auf Basis der Schaltzeiten (Ein/Aus) die Stellung des Ventils