AKH-0800.03 Heizungsaktor 8-fach, 4TE, 24/230VAC - stetige PI-Regelung

[lori]

Hi zusammen,

ich hab mein KNX nun in HomeAssistant integriert, und da ist mir aufgefallen, das es Zeiträume gibt, wo das Stellventil meiner FBH sehr oft auf und zu geht. Als ich die vor ca. 2,5 Jahren in Betrieb genommen habe, habe ich gar nicht viel von den Standardeinstellungen verändert, zumindest nicht bewusst. Sehen tut man das ganz gut hier z.B. ab 23:45 Uhr.

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Konfiguriert ist der inegrierte Regler mit stetiger PI-Regelung + Sollwertverschiebung Komfort. Hier mal die Settings von dem Stellventil.
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Kann mir jemand sagen ob das normal ist, bzw. was ich falsch konfiguriert habe?

[Beleuchtfix]

Interessant wäre noch die Einstellung für den Ausgang, ihch nehme an PWM mit ca 10 Minuten. Das heßt schon mal, wenn du nicht 0% oder 100% benötigst schaltet der Aktor alle 10 Minuten. Das ist soweit richtig.
Aber:
Nach meiner Meinung ist deine Vorlauftemperatur (VL) der Heizung zu hoch. Um 16 Uhr war der Boden schon so weit aufgeheizt, dass bis Abends spät keine weitere Heizung mehr benötigt wurde. Morgens früh wird dann langsam nachgeheizt, bis der Boden zu warm ist. Bei richtiger VL sollte die Öffnungszeit eher bei >80% (= 8 Minuten) liegen, bei dir sind es gerade einmal 10%.

Gruß
Florian

[lori]

Hi Florian, danke für die schnelle Antwort. Hier mal noch die Einstellung am Ausgang:
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Bzgl. der Vorlauftemperatur, die ist aktuell
Vorlauftemperatur Sollwert: 33,5 °C
Vorlauftemperatur Istwert: 32,3 °C

In der Nacht habe ich den Ecomode/Nachtabsenkung eingestellt. Generell hab ich an der Heizkurve nicht rum gefummelt, das will ich auch nicht. Die mittlere Raumtemperatur (diese bestimmt ja direkt die Heizkurve) ist bei 21 °C.

Die Temperatur in den Räumen stimmt auch immer ziemlich exakt mit der Soll Temperatur überein, mich wundern eben nur die hohe Anzahl an Auf/Zu der Ventile.

Ich verstehe das aus deiner Erklärung leider nicht ganz, kannst du das bitte für einen Heizungsleihen wie mich noch mal etwas genauer erklären? Speziell diese Aussage versteh ich nicht:

Das heßt schon mal, wenn du nicht 0% oder 100% benötigst schaltet der Aktor alle 10 Minuten.

Das Ventil kennt doch nur auf und zu, keine Zwischenstellungen, zumindest bin ich immer davon ausgegangen.

[hyman]

Bzgl. der Vorlauftemperatur, die ist aktuell
Vorlauftemperatur Sollwert: 33,5 °C
Vorlauftemperatur Istwert: 32,3 °C

Da wir nix über die Wärmedämmung des Gebäudes oder über die Außentemperatur wissen, sagt uns das leider wenig. Aber wie Florian schon ganz richtig schrieb: Wenn die Einschaltdauer bei keinem Heizkreis je 8 Minuten innerhalb der 10 Minuten Zykluszeit erreicht, ist der Vorlauf zu warm. (Hinzuzufügen wäre allenfalls: Wenn die Einschaltzeiten bei verschiedenen Heizkreisen stark unterschiedlich sind, dann ist vermutlich der hydraulische und thermische Abgleich nicht oder fehlerhaft gemacht.)

In der Nacht habe ich den Ecomode/Nachtabsenkung eingestellt.

Bei einer Fußbodenheizung -- die sehr träge ist -- ist das vermutlich nur sinnvoll, wenn das Gebäude mäßig bis saumäßig wärmegedämmt ist.

Generell hab ich an der Heizkurve nicht rum gefummelt, das will ich auch nicht.

Die Heizkurve, die der Heizi eingestellt hat, ist nicht der heilige Gral (sondern meistens zu hoch eingestellt).

Die mittlere Raumtemperatur (diese bestimmt ja direkt die Heizkurve) ist bei 21 °C.

Die Heizkurve wird überwiegend von der Art des Heizsystems und der Wärmedämmung des Gebäudes bestimmt. Nur am Rande wird sie von der gewünschten maximalen Raumtemperatur beeinflusst.

Die Temperatur in den Räumen stimmt auch immer ziemlich exakt mit der Soll Temperatur überein

Das sagt genau gar nix darüber, ob die Heizkurve richtig oder zu hoch eingestellt ist. Wenn z. B. die Heizkurve so viel zu hoch eingestellt ist, dass die doppelte benötigte Heizleistung bereit gestellt wird, dann werden einfach die Raumthermostate auf 50% Durchfluss einstellen. Je nach Wärmequelle verschwendet das trotzdem etwas bis ziemlich viel Energie.

mich wundern eben nur die hohe Anzahl an Auf/Zu der Ventile.
...
Das Ventil kennt doch nur auf und zu, keine Zwischenstellungen, zumindest bin ich immer davon ausgegangen.

Richtig, das Ventil kann mit einem thermischen Stellantrieb nur "auf" oder "zu". Wenn die volle Heizleistung, die durch die Vorlauftemperatur bereit gestellt wird, nicht benötigt wird, kann das Ventil nicht die ganze Zeit "auf" sein, weil es sonst zu warm wird. Nun könnte man auf die Idee kommen, dass man erst dann "zu" macht, wenn die Solltemperatur im Raum überschritten wird. Aufgrund der thermischen Trägheit der Fußbodenheizung wäre das aber viel zu spät -- der Estrich würde dann noch lange Zeit mit nahezu unveränderter Wärmeabgabe den Raum (über)heizen. Ähnlich wäre es umgekehrt, wenn man erst bei Unterschreitung der Solltemperatur wieder "auf" macht: Es dauert lange, bis überhaupt Heizleistung an den Raum abgegeben wird; in der Zwischenzeit wäre es schon deutlich zu kühl.

Deshalb macht man das anders: Der Regler errechnet den gewünschten Durchfluss durch den Heizkreis, der irgendwo zwischen 0% und 100% liegen kann (also nicht nur "auf" oder "zu"). Diesen gewünschten prozentualen Durchfluss nennt man Stellgröße. Da diese Stellgröße mit einem elektrothermischen Stellantrieb nicht direkt realisiert werden kann, wird der Antrieb getaktet: Soviel Prozent der Zeit "auf" wie die Stellgröße sagt, den Rest der Zeit "zu". Dieses Verfahren nennt man PulsWeitenModulation (PWM); Pulsweite meint dabei die Einschaltzeit. Dazu teilt man die Zeit in lauter gleiche Scheiben ein, Zyklen genannt. Die Zeitdauer eines Zyklus nennt man Zykluszeit (beim MDT-Heizaktor: "PWM Zyklus"); die ist bei Dir auf 10 Minuten eingestellt. Nehmen wir als Beispiel 80% Stellgröße; dann macht der Antrieb 8 Minuten auf und danach 2 Minuten zu, danach das Ganze von vorne. Damit hast Du -- unabhängig von der Stellgröße, sofern die nicht 0% oder 100% ist -- immer zwei Schaltvorgänge innerhalb der Zykluszeit von 10 Minuten: Am Anfang des Zyklus ein, irgendwann während des Zyklus wieder aus.

Grüße von Horst

[lori]

hyman vielen Dank für deine sehr detalierten Ausführungen, das hat schon mal sehr geholfen.

Da wir nix über die Wärmedämmung des Gebäudes oder über die Außentemperatur wissen, sagt uns das leider wenig. Aber wie Florian schon ganz richtig schrieb: Wenn die Einschaltdauer bei keinem Heizkreis je 8 Minuten innerhalb der 10 Minuten Zykluszeit erreicht, ist der Vorlauf zu warm. (Hinzuzufügen wäre allenfalls: Wenn die Einschaltzeiten bei verschiedenen Heizkreisen stark unterschiedlich sind, dann ist vermutlich der hydraulische und thermische Abgleich nicht oder fehlerhaft gemacht.)

Ich habe das jetzt erstmal nur bei einem Ventil beobachtet, ich hab noch nicht alles integriert, ich würde mir aber auch mal andere Ventile im HA anschauen, speziell in mehreren Etagen (Keller, EG, OG). Der hydraulische Abgleich wurde gemacht, inwieweit der aber gut ist, kann ich nicht beurteilen.
Kurze Eckdaten zum Haus: Stadtvilla, 170qm Wohnfläche auf 2 Etagen + Keller ca. 100qm. Überall Fussbodenheizung (Sole Wasser mit 220m Tiefenbohrung). Das Haus hat keine Dämmung, wir haben uns für eine monolitische Bauweise mit Liapor entschieden. Meiner Meinung nach hat das Haus eine gute Dämmwirkung, zeigt sich z.B. das wir im Schlafzimmer im OG noch nie die Heizung anhatten, weil wir dort Soll-Temp. 17 Grad eingestellt haben. Es wird aber auch ohne Heizen nie unter 17,5 Grad (sicherlich auch durch das EG was nach oben abstrahlt).

Die Heizkurve, die der Heizi eingestellt hat, ist nicht der heilige Gral (sondern meistens zu hoch eingestellt).

Sicher nicht, aber ich würde an der Kurve selber ungern rumstellen.

Die Heizkurve wird überwiegend von der Art des Heizsystems und der Wärmedämmung des Gebäudes bestimmt. Nur am Rande wird sie von der gewünschten maximalen Raumtemperatur beeinflusst.

Da hast du Recht denke ich, in meinem Fall der Ochsner GMSW 10HK Plus kann ich als Leihe die gewünschte durchschnittliche Raumtemperatur einstellen, die ist aktuell bei 21 °C. Bzgl. der Ist-Vorlauftemperatur, die ist im Moment bei 34,5 °C, bei Außentemp. von -3,1 °C und Mittelwert Außentemperatur 1,0 °C (vielleicht dient das für euch Experten als guter Vergleichswert zur Bewertung).

Mein Fazit:
1) Meine KNX Einstellungen an den Heizkreis Aktoren scheinen Grundsätzlich richtig zu sein, seht ihr das auch so?
2) Aufgrund der Tatsache, das die Stellventile, innerhalb der 10 Minuten viele Phasen haben wo sie weniger als 80% geöffnet sind, ist eventuell die Heizkurve zu hoch eingestellt und damit die Vorlauftemperatur zu hoch. Ich würde daher mal versuchen, den Wert der durschnittlichen Raumtemperatur von 21°C auf 20°C zu reduzieren, haltet ihr das für sinnvoll?
3) Die Nachtabsenkung scheint etwas zu stark zu sein, da würde ich versuchen, diese etwas zu reduzieren, heißt nicht ganz so stark abzusenken.

Bzgl. meines Fazit würde ich mich über Feedback von euch freuen.

[hyman]

(Sole Wasser mit 220m Tiefenbohrung)

Ohne Wärmepumpe oder mit? Ohne wäre die Vorlauftemperatur bzgl Energieverbrauch natürlich unkritisch. Mit Wärmepumpe wäre sie entscheidend für einen möglichst niedrigen Stromverbrauch.

1) Meine KNX Einstellungen an den Heizkreis Aktoren scheinen Grundsätzlich richtig zu sein, seht ihr das auch so?

Da Deine Soll-Raumtemperatur ohne große Schwankungen erreicht wird, sehe ich das auch so.

den Wert der durschnittlichen Raumtemperatur von 21°C auf 20°C zu reduzieren, haltet ihr das für sinnvoll?

Das geht als Experiment in die richtige Richtung, wird aber wahrscheinlich nicht ausreichen. Bevor man grundlegender an die Heizkurve ran geht (ich weiß, wolltest Du eigentlich gar nicht) braucht man auf jeden Fall Daten aller Raumtemperaturregler, damit man weiß, wo man mit dem hydralulischen Abgleich steht.

3) Die Nachtabsenkung scheint etwas zu stark zu sein, da würde ich versuchen, diese etwas zu reduzieren, heißt nicht ganz so stark abzusenken.

Warum überhaupt eine Nachtabsenkung?

[En3rGy]

Wenn hier in Frage gestellt wird, ob die Einstellungen des Heizungsbauers passen. Wer kann denn die Heizung einstellen und die zugehörigen KNX Komponenten passend parametrisieren?

[lori]

hyman

Ohne Wärmepumpe oder mit? Ohne wäre die Vorlauftemperatur bzgl Energieverbrauch natürlich unkritisch. Mit Wärmepumpe wäre sie entscheidend für einen möglichst niedrigen Stromverbrauch.

Mit Wärmepumpe (Ochsner GMSW 10HK Plus). Genau die Vorlauftemperatur entscheided am Ende den Energieverbrauch.

Das geht als Experiment in die richtige Richtung, wird aber wahrscheinlich nicht ausreichen. Bevor man grundlegender an die Heizkurve ran geht (ich weiß, wolltest Du eigentlich gar nicht) braucht man auf jeden Fall Daten aller Raumtemperaturregler, damit man weiß, wo man mit dem hydralulischen Abgleich steht.

Dann werde ich alle Ventilzustände mal integrieren und mal eine Übersicht erstellen. Wie genau bewertet man die Qualität des Hydraulischen Abgleichs im Detail? Ich dachte, er bestimmt die Durchfluss Geschwindigkeit pro Ventil. Das heißt, wird in jedem Raum die gewünschte Temperatur erreicht, kann es dann überhaupt sein, das der hydraulische Abgleich schlecht ist?

Warum überhaupt eine Nachtabsenkung?

Die hab ich eingestellt, weil ich dadurch Energie sparen will. Die ist von 23:30-05:30 uhr aktiv. Es ist auf jeden Fall so, das auch danach die Soll-Raumtemperaturen nur geringfügig (~0,3-0,5°C) abweichen. Z.b. diese Nacht sind -8°C und trotzdem stimmen die Soll-Raumtemperaturen 8 Uhr ziemlich genau.

[lori]

En3rGy, der Heizungsbauer hat mir dazumal mitgegeben, das ich erstmal mit einer geringeren mittleren Raumtemperatur starten soll, und schauen soll ob es überall im Haus ausreichend warm ist/wird. Jedes Haus ist anders und man kann das dann im Nachhinein noch fein einstellen (vorher ist das wohl nahezu unmöglich perfekt zu treffen). Er sagte mir, das ich die Heizkurve durch die mittlere Raumtemp. die man an der WP einstellen kann, einfach ohne viel Aufwand beeinflussen kann.

Die KNX Komponenten hatte ich parametrisiert, aber wie oben beschrieben, bin ich da relativ nah am MDT Standard geblieben der in der ETS6 für den AKH-0800.03 Heizungsaktor eingestellt ist. Mir war nur wichtig das ich an den MDT Glastastert, die Soll-Ist Temperatur Einstellung habe.

[Beleuchtfix]

Zu # 7, meinst du das pauschal oder für dich speziell. Im Allgemeinen schraubt der SI nicht an der Heizung und der Heizi fasst die KNX Anlage nicht an.
Gruß Florian

[Beleuchtfix]

Den Hydraulischen Abgleich kannst du u.a so Testen, stelle mal in allen Räumen z.B. 30° ein und warte ein bis zwei Tage (ohne Nachtabsenkung. Dann hast du die maximale Temperatur in jedem Raum, die die Vorlauftemperatur erreicht. Sind einzelne Räume deutlich unterschiedlich muß am Durchfluss (siehe kleines Schauglas im HKV) gedreht werden, ist die Temperatur deutlich zu hoch, dann stelle die Vorlauftemperatur niedriger (an der WP z.B. über die Raumtemperatur. MMn sollte die erreichte Temperatur nur vielleicht 2° höher sein, als eure gewünschte Komforttemperatur.

Dann kommt der Test zur Nachtabsenkung, du stellst Abends auf 10° und liest morgens die Raumtemperatur ab, hier kannst du den Wärmeverlust des Hauses testen

Meistens stellt der Heizi alles etwas zu hoch ein, weil man kann ja überall noch etwas drosseln
Gruß Florian

[lori]

Den Hydraulischen Abgleich kannst du u.a so Testen, stelle mal in allen Räumen z.B. 30° ein und warte ein bis zwei Tage (ohne Nachtabsenkung. Dann hast du die maximale Temperatur in jedem Raum, die die Vorlauftemperatur erreicht. Sind einzelne Räume deutlich unterschiedlich muß am Durchfluss (siehe kleines Schauglas im HKV) gedreht werden, ist die Temperatur deutlich zu hoch, dann stelle die Vorlauftemperatur niedriger (an der WP z.B. über die Raumtemperatur. MMn sollte die erreichte Temperatur nur vielleicht 2° höher sein, als eure gewünschte Komforttemperatur.

Dann kommt der Test zur Nachtabsenkung, du stellst Abends auf 10° und liest morgens die Raumtemperatur ab, hier kannst du den Wärmeverlust des Hauses testen

Okay verstehe, das ergibt Sinn. Ich versuch das mal zu testen und Bereichte dann. Kann aber etwas dauern.

[hyman]

wird in jedem Raum die gewünschte Temperatur erreicht, kann es dann überhaupt sein, das der hydraulische Abgleich schlecht ist?

Ja, natürlich kann das sein. Wenn die Vorlauftemperatur zu hoch ist, kann jeder Raum die Solltemperatur erreichen mit entsprechend gedrosseltem Durchfluss.

Das ist der typische Zustand, in dem Heizungsbauer eine neu errichtete Heizungsanlage hinterlassen: Heizkurve zu hoch, fällt nicht auf, weil's die Raumtemperaturregler richten. Auch ein schlampiger hydraulischer Abgleich wird ggf. so kaschiert. Stellt der Heizi die Heizkurve richtig ein, ist das Risiko von Beschwerden -- "wird nicht warm genug" -- viel größer, also macht er das lieber nicht. Es mag Ausnahmen mit entsprechendem Berufsethos geben ...

Senkt man in so einer Anlage die Vorlauftemperatur ohne weitere Maßnahmen ab, kann es Räume geben die weiterhin die Solltemperatur erreichen und andere die das nicht mehr schaffen.

Aus meiner Sicht ist die richtitge Vorgehensweise um die Energieeffizienz Deiner Anlage ohne Komfortverlust zu optimieren (in dieser Reihenfolge):

1. Alle Stellgrößenverläufe protokollieren. Gibt es große Unterschiede zwischen den Räumen, was die maximale Stellgröße im Tagesverlauf angeht, dann ist zunächst der hydraulische Abgleich zu verbessern (alles in kleinen Schritten; Kontrolle anhande des Stellgrößenverlaufs für mindestens einen ganzen Tag):
   • In Räumen die höhere maximale Stellgröße haben, den Durchfluss erhöhen
   • In Räumen, die niedrigere maximale Stellgröße haben den Durchfluss senken
   • Alternativ geht auch was Florian (Beleuchtfix) vorgeschlagen hat, wenn Abweichungen von der Solltemperatur während der Test- und Einstellarbeiten OK sind.
2. Sobald die maximalen Stellgrößen in allen Räumen etwa gleich sind, die Vorlauftemperatur/Heizkurve absenken, bis die Maximalwerte um 80% liegen. Je nach Witterung
   • Bei eher mildem Wetter -- Plusgrade, aber Heizung wird gebraucht -- den Offset (Parallelverschiebung) reduzieren
   • Bei knackig kaltem Wetter -- deutliche Minusgrade -- die Steigung reduzieren
3. Sollte es irgendwann mal nicht mehr warm genug werden, obwohl die Stellgröße des betreffenden Raums zwischen 80 und 100% liegt, umgekehrt je nach WItterung:
   • Bei eher mildem Wetter -- Plusgrade, aber Heizung wird gebraucht -- den Offset (Parallelverschiebung) etwas erhöhen
   • Bei knackig kaltem Wetter -- deutliche Minusgrade -- die Steigung etwas erhöhen
4. Sollten sich erneut Differenzen zwischen den maximalen Stellgrößen verschiedener Räume ergeben, gehe zurück zu 1.

So tastet man sich an die richtige Heizkurve heran -- die Vorlauftemperatur liefert immer gerade ein bißchen mehr Heizwärme als tatsächlich benötigt wird, so dass die Raumtemperaturregler etwas Regelreserve haben (von 80% bis 100%). Wenn Du diese Einstellung erreicht hast, wirst Du wahrscheinlich feststellen, dass die Heizung nach der Nachtabsenkung länger braucht um wieder auf Solltemperatur zu kommen. Was uns zum nächsten Thema bringt ...

Warum überhaupt eine Nachtabsenkung?

Die hab ich eingestellt, weil ich dadurch Energie sparen will. Die ist von 23:30-05:30 uhr aktiv.

Bei Wärmepumpe und Fußbodenheizung kann es sein, dass die Nachtabsenkung keine Energieeinsparung bewirkt, schlimmstenfalls sogar das Gegenteil. Es gibt zwei gegenläufige Effekte:

• Du sparst nachts Heizwärme, weil die geringere Raumtemperatur auch zu geringeren Wärmeverlusten führt. (Um einzuschätzen, wie viel das sein kann, hilft der von Florian vorgeschlagene Test.)
• Du erzeugst die Heizwärme mit einer schlechteren Wirkzahl, weil Du zur Wiederaufheizung eine höhere Vorlauftemperatur benötigst. (Die Raumtemperaturregler brauchen mehr Regelreserve, sonst dauert die Aufheizung zu lange.)

Ich würde daher dazu neigen, ohne Nachtabsenkung zu fahren und die Regelreserve so klein wie möglich zu machen -- vielleicht sogar unter 20%.

Grüße von Horst

[lori]

hyman vielen Dank für die ausführliche Erklärung. Ich hab das denke ich ziemlich gut verstanden, hier dennoch ein paar restliche Verständnis Fragen.

Zu 1)

In Räumen die höhere maximale Stellgröße haben, den Durchfluss erhöhen

Das bedeutet ja, das sich dann die Stellgröße wieder reduziert, weil es ja schneller Warm wird im Raum, und dadruch der Regler schneller das Ventil schließt. Macht man das in dem Fall nur, damit man sich für die Ventile von "beiden" Seiten annähert? Weil eigentlich will man ja 100%, das würde ja bedeuten, das ich den Druchfluss veringern müsste?

Zu 1 noch mal grundsätzlich. Müssen dazu ALLE Räume im Haus auf die gleiche Temperatur beheizt werden, oder kann ich da die normalen Soll Temperaturen belassen, diese bilden ja die Wirklichkeit ab?

Sobald die maximalen Stellgrößen in allen Räumen etwa gleich sind, die Vorlauftemperatur/Heizkurve absenken, bis die Maximalwerte um 80% liegen. Je nach Witterung

Das heißt, wichtig ist für Punkt 1 gar nicht, das möglichst alle Stellgrößen zwischen 80-100% liegen, sondern das sie relativ gleich sind. Ein reduzierung der Heizkurve sollte dann dazu führen, das ich dann bei allen Ventilen eine gleichmäßige Erhöhung der Stellgrößen erreiche.

Ich würde daher dazu neigen, ohne Nachtabsenkung zu fahren und die Regelreserve so klein wie möglich zu machen -- vielleicht sogar unter 20%.

Das kann durchaus sein, die Nachtabsenkung hab ich schon mal auf 19 Grad (Mittlere Raumtemp. erhöht), die kann ich dann auch wieder ganz abschalten. Meinst du mit Regelreserve die Zeit in der die Stellventile geschlossen sind?

Grüße Marcus

[Beleuchtfix]

Es muss nicht jeder Raum die selbe Temperatur haben, sondern die Designtemperatur erreichen, so will man im Bad vielleicht 24 Grad erreichen, im Wohnraum 21 und im Schlafzimmer vielleicht nur 19.
Du musst da etwas experimentieren und ein Gefühl dafür bekommen, wie die einzelnen Stellwerte voneinander abhängig sind und sich auf dein Haus auswirken.
Ziel ist es, mit der niedrigste möglichen Temperatur alle Räume warm zu bekommen und möglichst wenig Energie dabei zu verbrauchen.
Viel Erfolg, Florian