Überschwingen bei Gira PI Heizungsregler

[willisurf]

Ok, das ist sinnvoll. Und mit einem auf Null begrenztem Ausgang erklärt sich dann wohl das Verhalten (muss ich nochmal in Ruhe durchdenken).

[Beleuchtfix]

Um noch einmal auf die Problematik bei swoarder zurückzukommen, wenn ich das richtig verstehe war um 20:00 Uhr nur ein kurzes Lüften, kein öffnen des Fensters für die ganze Nacht.
Zu dem Zeitpunkt reichte die im Boden vorhandene Energie (Oberflächentemperatur) schon nicht mehr aus, um die Temperatur zu halten, dennoch wurde noch 0% eingespeist. Nehmen wir mal an, dass die Zeitkonstante/Verzögerung des Bodens 3 Stunden beträgt, dann hätte schon deutlich früher etwas geheizt werden müssen. Während der nächsten Stunden fällt die Temperatur weiter ab, das Ventil öffnet immer weiter, aber die Oberfläche bleibt kühl bei gleichzeitigem Aufnehmen von Energie in den tieferen Schichten. Dann geht der Prozess in die umgekehrte Richtung.
bei DJ.Picasso kommen noch die besonderen Ventile dazu.
Die Ventile selber haben ja eine eigene Regelung, der automatisch ausgeführte hydraulische Abgleich. Ich weiß nicht, wie das System funktioniert, aber ich stelle mir vor, dass in manchen Räumen die System sich gegenseitig ungünstig beeinflussen.
Gruß Florian

[hyman]

Natürlich nicht, der P-Anteile wird dann negativ. Er reduziert dann den vorhanden I-Anteil.

Danke für diesen Hinweis. Auf diese Möglichkeit hätte ich auch selber kommen können, wo ich doch oben schon eine Formel samt Gedanken zum Umgang mit Werten unter 0% und über 100% gepostet habe. Die Formel für den P-Anteil hat also bei Euch nicht den von mir bei anderen Reglern beobachteten 50%-Offset, sondern lautet:

S = 50% * (Tist -Tsoll) / (P/2)

Begrenzt auf den Bereich [0% .. 100%] wird erst nach dem Summieren mit dem I-Anteil. Stimmt das jetzt so?

[hyman]

Zu dem Zeitpunkt reichte die im Boden vorhandene Energie (Oberflächentemperatur) schon nicht mehr aus, um die Temperatur zu halten, dennoch wurde noch 0% eingespeist. Nehmen wir mal an, dass die Zeitkonstante/Verzögerung des Bodens 3 Stunden beträgt, dann hätte schon deutlich früher etwas geheizt werden müssen.

Das deckt sich mit meiner Analyse. Unterschiedliche Auffassungen gab es darüber, wie man das erreicht. Da die meisten Regler einen D-Anteil nicht können, bleibt nur, die Sofortwirkung des P-Anteils im Verhältnis zum I-Anteil zu vergrößern. Also Proportionalbereich verringern, Nachstellzeit evtl. sogar verlängern.

Während der nächsten Stunden fällt die Temperatur weiter ab, das Ventil öffnet immer weiter, aber die Oberfläche bleibt kühl bei gleichzeitigem Aufnehmen von Energie in den tieferen Schichten.

Das kann so sein. Wirklich wissen tun wir es aber nicht, weil der Verdacht einer Nachtabsenkung/-abschaltung der Heizungsanlage nicht ausgeräumt ist.

[willisurf]

Im Thread ging es ja ursprünglich um die Gira Regler. Ich habe mal im X1 den PI-Regler und den Heizungsregler in den beiden Betriebsarten Heizen/Kühlen ausprobiert.

Generell lässt sagen, das beide Regler bei Tsoll = Tist einen P-Anteil von 0 haben und der Proportionalbereich sich jeweils auf den Wert ab der Solltemperatur bezieht. Also bei einem Proportionalbereich von 4K ergeben 1K Regelabweichung eine Stellgröße von 25% (bei 2K wären es 50%).

PI und Heiz/Kühlregler unterschieden sich jeweils über die Betriebsbereiche.

Der PI Regler arbeitet symmetrisch um den Sollwert und erzeugt bei -1K Regelabweichung +25% Stellgröße und bei +1K Regelabweichung -25% Stellgröße.

Der Heiz-/Kühlregler arbeitet jeweils nur in den Betriebsbereichen
Heizen Tist < Tsoll, sonst ist der Ausgang auf Null begrenzt
Kühlen Tist > Tsoll, sonst ist auch hier der Ausgang auf Null begrenzt

Tist21.jpg Tist23.jpg Tist23_Kühlen.jpg

[swoarder]

Danke für die rege Diskussion! Ich überlege auch schon ein paar Jahre an einer Lösung.

Zu den Fragen hier noch ein paar Antworten:
- der Sollwert steht konstant auf 22°C (keine Nachtabsenkung oder sonstiges)
- die Vorlauftemperatur war fast durchgehend bei 30°C (Gasbrennwert mit Pufferspeicher, der Vorlauf dieses Hausteils mit Fußbodenheizung wird daraus mit Mischer ausgekoppelt)
- die Isttemperatur liefert ein Zennio Taster montiert an einer dicken Mauer, der Taster bekommt keine Sonne.
- mdt Aktor parametriert auf Fußbodenheizung mit 4 K und 150 min.
- altes zweistöckiges Industriegebäude aus 1928, zu Wohnraum umgebaut, dicke Mauern, gedämmt auf besser als KFW 70.
- Wohnzimmer mit Küche, 15 x 6 m, Fensterfront an der langen Seite Richtung Süden.
- Fußbodenheizung im Estrich mit Holzfußboden.

Wenn keine Sonne scheint wird die Solltemperatur von 22°C perfekt erreicht. Scheint die Sonne im Winter, bringt sie die Regelung durcheinander. Durch den flachen Sonnenstand und die große teils bodentiefe Fensterfront ist der Energieeintrag hoch, es wird warm.
Daß sich das Wohnzimmer aufheizt, stört nicht mal so, aber es kühlt Abends/Nachts auch aus und die Heizung braucht die ganze Nacht um das wieder auszugleichen.

Von"Hand" lässt sich das sehr gut kompensieren, indem ich den Sollwert prophilaktisch gegen 15 Uhr anhebe und später wieder senke. Damit ist der Unterschwinger weg. Das will ich natürlich nicht täglich tun.

Korrekt, wenn Isttemperatur größer Solltemperatur dauert es, bis der Stellwert Null erreicht, der aufgelaufene I-Anteil muss ja erst abgebaut werden. Bei Moduswechsel oder auch großen Sollwertänderungen wird der I-Anteil bei meinem mdt Aktor gelöscht.

Ich hatte auch schon andere Reglereinstellungen versucht, auch schärfere P-Anteile und kürzere Zeitkonstanten. Der Stellwert geht dann abends natürlich schneller hoch und es wird auch schneller warm. Aber es wird dann so viel Energie in den Estrich gepumpt, dass der Überschwinger umso größer war. Das Problem bleibt, der Regler ist einfach immer zu spät, egal in welche Richtung.
Deswegen der Gedanke zum Regler mit D-Anteil. Aus den Temperaturverläufen ist zumindest per Auge immer sehr gut zu erkennen, wann es wieder schief geht. Die zeitliche Ableitung des Temperaturverlaufs, vielleicht aus gemittelten Werten der letzten zwei Stunden, müsste doch ein klares Ergebnis bringen. Wie gut oder schwierig dies mit einem PID Regler gehen würde, möchte ich ausprobieren.

Leider habe ich bis jetzt keine käuflichen Heizungsaktoren mit PID Regler gefunden. Super wäre natürlich, wenn mdt ihren Heizungsaktor durch einen Regler mit D-Anteil ergänzen würde?

Danke und Grüße
Simon

[Beleuchtfix]

Vielleicht kannst du die Sonneneinstrahlung über die Helligkeit auswerten, z.B. 3 Stunden >40000 Lux oder so. Und dann nutzt du die Modi aus, normal benutzt du Standby, und bei Bedarf am späten Nachmittag auf Komfort mit 2 Grad mehr. Aber irgendwie musst du extern rechnen. Oder du. Umgehst den Heizungsaktor und rechnest alles selber, dann kannst du auch den D Anteil verwerten.
Gruß Florian

[hyman]

Da hilft nur: Sonneneinstrahlung schon anhand der Vorhersage berücksichtigen. Und zwar nicht durch spätnachmittägliches Anheben, sondern durch

• rechtzeitiges Absenken noch bevor die Sonneneinstrahlung den Raum anfängt aufzuheizen
• rechtzeitige Rückkehr zur Normalregelung noch bevor die Sonneneinstrahlung schwächer wird

So mach' ich das in meinem Wohnzimmer mit großen Südfenstern auch. Da ich Konvektoren habe, brauche ich nur ca. 1h Vorlauf. Mit Fußbodenheizung wird's eher Richtung 3..4h gehen, aber das ist mit OpenWeatherMap durchaus möglich und die Vorhersagen einigermaßen genau. An einem Tag mit viel Sonneneinstrahlung und 6,5°C Tageshöchsttemperatur draußen sieht das dann z. B. so aus:

WohnzimmerSonnenaufschaltung.png

Man sieht, dass

• der Regler schon ab 8:10 Uhr (wo die Sonne entweder noch gar nicht oder sehr schräg rein scheint) anfängt abzuregeln, obwohl die Raum-Solltemperatur da nach Nachtabsenkung noch gar nicht ganz erreicht ist,
• die Heizung bei einer Raumtemperatur von 20,2°C -- 0,2°C über Solltemperatur -- um 11:20 auf Null fährt, also noch bevor sich der Raum nennenswert über die Solltemperatur aufgeheizt hat,
• die passive Solarheizung nach leichter Überhöhung am frühen Nachmittag bis abends ausreicht

Das kriegt kein Regler ohne Wettervorhersage hin, schon gar nicht mit einer trägen FBH. Wer's nachbauen will, findet die Details hier.

[swoarder]

Danke hyman und Beleuchtfix, an eine wetterabhängige Vorsteuerung hatte ich auch schon gedacht. Wenn die Zeit es mal zulässt, habe ich jetzt genügend Input um mich da dran zu manchen.

[Beleuchtfix]

Dann berichte mal im nächsten Winter.

[hyman]

Siehe auch hier.