KNX/EIB Reglerparameter FBH

[heckmannju]

HI,

in meinem Passivhaus habe ich neben meinen beheizten Decken (Betonkernaktivierung auch noch Fussbodenheizung in den Bädern und Wohnzimmer verlegt.

Bei der Betonkernaktivierung will ich keine Regler verbauen damit ich den mindestumsatz der Wärmepumpe abnehmen kann.

Bei den Kreisen für Bad und Wohnzimmer sind normale ein/aus Stellglieder installiert (spannungslos geschlossen). In meinem Bedienteil wo der Regler drin ist ein Siemens UP277 stehen PI Regler und 2 Punktregler zur auswahl.

Welche ist den für FBH der bessere Regler und wie komme ich am besten an die "gute" Reglerparameter?

Viele Grüsse
Jürgen

[marian]

Oh, die Frage habe ich auch schon gestellt... bin mal auf die Antworten gespannt ob es eine Lösung gibt, den P und den I-Anteil sinnvoll zu ermitteln!

[heckmannju]

Hi,

ich hätte die Hoffnung das man sowas mit einer Heuristischen Methode .b. Ziegler und Nichols machen könnte. Wie man das aber dann praktisch machen könnte ist mir noch ein unbekannt.
VG Jürgen

[Hausbauer]

FBH im Passivhaus steuern

Hallo,

ich glaube, daß es dabei erheblich darauf ankommt, wieviel Watt Deine Heizung hat und wieviel Watt über die Fläche des zu regelnden Bereiches davon pro Stunde abgegeben werden sollen. Weiterhin ist meines Erachtens wichtig, wie schnell sich Dein Zimmer dann erwärmt.

Bei mir werkelt für die 180 qm FBH eine Wärmepumpe mit 1000 W Anschlusslestung - nicht mehr. Aus Erfahrung kann ich sagen, daß in dieser Konstellation eine Regelung gar nicht möglich ist. Allenfalls ein an/aus könnte den einen Raum ein halbes Grad kälter oder wärmer bekommen - nach frühestens 12 Stunden. Die Regelung ist hier also extrem Tage träge. Viel mehr Einfluß auf die Temperatur hat eine Stunde Sonnenschein...

Wenn Deine Heizung hingegen 2,5 kW Wärmepumpe für 150qm hat und die Heizschlangen nicht zu tief im Estrich liegen, dann spricht die FBH auch schneller an. Hier wären kurze Warmwasserflüsse, die immer wieder getriggert werden bis zum Erreichen der Zieltemperatur sinnvoll. Wenn das System überschwingt, muss die Pausenzeit angepasst werden und die Differenz zwischen Soll und Ist in die Dauer des Wasserflusses (gleichbleibende Wassertemperatur vorausgesetzt - sonst muss die auch noch mit einbezogen werden...)

Viel Erfolg ��

Björn

[GLT]

Indem man die Sprungantwort der Regelstrecke aufzeichnet?

Als Regler würde ich den PI-Regler wählen, da die träge FBH mit 2-Punkt gerne zum überheizen neigt.

Die Standardeinstellungen des PI-Reglers sind 3k/30min; diese würde ich vorerst so verwenden u. langfristig optimieren.

[heckmannju]

Indem man die Sprungantwort der Regelstrecke aufzeichnet?

.

Ja das mit der Sprungantwort aufzeichnen ist mir auch klar. Aber wie macht man das rein Praktisch?

[GLT]

Regler deaktivieren u. Anlage per Stellglied (Ventilsprung) provozieren - dann die Temperaturverläufe aufzeichnen. Anhand der Aufzeichnungskurve kann man die Streckenparameter Verzugszeit/Totzeit u. Ausgleichszeit gut grafisch ermitteln.

Den Verstärkungsfaktor kann man bei deaktiviertem I-Anteil (u. D-Anteil) solange erhöhen, bis ein periodisches Schwingen um den Sollwert erreicht wird.

Die ermittelten Werte führen über die Einstelltabelle zu den gewünschten Regelparametern.

Diese Verfahren eignen sich allerdings nur für unkritische Anlagen.

Alternativ kann man mit relativ konservativen Reglerparametern die Anlage provozieren (Sollwertsprung) u. anhand der Kurvenverläufe die Parameter anpassen.

Je nach Anlagenkonstellation ergibt sich bei sinkender AT ein "dynamischeres" Verhalten der FBH-Regelung durch Erhöhung der Einbringleistung der Vorregelung (VL-Temperaturerhöhung Wärmeerzeuger) was man ebenfalls berücksichtigen sollte.

[EPIX]

in der Realität ist jedoch noch ein weiterer Faktor wichtig:
- warme Zehen wenn man auf den Fliesen steht...

ich habe daher in der Früh und am Abend einen Mindetsdurchfluß definiert (25%) - egal was der Regler sagt....

[heckmannju]

Alternativ kann man mit relativ konservativen Reglerparametern die Anlage provozieren (Sollwertsprung) u. anhand der Kurvenverläufe die Parameter anpassen.

Je nach Anlagenkonstellation ergibt sich bei sinkender AT ein "dynamischeres" Verhalten der FBH-Regelung durch Erhöhung der Einbringleistung der Vorregelung (VL-Temperaturerhöhung Wärmeerzeuger) was man ebenfalls berücksichtigen sollte.

Okay ich fange also mit diesen Standart parametern an 3k/30min an warte bis es ein bischen kälter wird dann mach ich mein Experiment mit der Sprungantworten und stell dann die Reglerparameter nochmal ein. Das müsste ich dann aber da sich die Regelkreise gegenseitig beeinflussen ja theoretisch mehrmals machen.

Hört sich für mich nicht danach an das man das in der Praxis so macht weil das viel zu aufwendig ist. Gibt es keine Regler der sich die Reglerparameter selber einstellt?

[GLT]

Sicher gibt es die - nennen sich STR (self tuning regulator) u. sind im GLT-Bereich verfügbar, bei KNX eher weniger.

Bei Liegenschaften mit echter GLT werden die Regelungsprozesse optimiert, bei den typ. EFHs wohl leider weniger, da man das auch nicht bezahlen möchte u. auch keine Wartungen abgeschlossen werden.

Der Aufwand selbst ist überschaubar, da der Computer auch ohne Gesellschaft seine Arbeit verrichtet u. man nicht mit Thermometer, Uhr u. Notizblock dabei sitzt.

[lobo]

Hallo,

es stellt sich doch eher die Frage, wie Du auswerten willst, ob die Reglerparameter jetzt gut oder eher schlecht sind. Wenn Du im eingeschwungenen Zustand irgendwann z.B. eine Temperaturdifferenz von 0.5 °C hast ... liegt die dann an einer Störgröße oder an einem schwingenden System? Wenn die Regeldifferenz ausgeregelt ist - fehlt dann die Störgröße?

Selbst eine Sprungantwort würde ich bei den zu erwartenden sehr langsamen Regelstrecken als kaum hilfreich vermuten - immerhin ist da auch die Störgröße der Tag/Nachttemperatur und ggf. der unterschiedlichen Vorlauftemperatur überlagert. Ganz zu schweigen von der Sonneneinstrahlung und eventuell vorhandenen Benutzern oder der Einfluss einer Lüftungsanlage (und bei Dir der Betonkernaktivierung).

Dies Regler im KNX-Bereich sind sowieso keine klassisch ausgelegten Regler. Sie arbeiten nicht von einem Arbeitspunkt aus. Oberhalb der Solltemperatur ist der P-Anteil des Reglers "0", egal wie hoch die Differenz zwischen Soll und Ist ist. Ein Regler nach der reinen Lehre würde natürlich eine negative Stellgröße rausgeben (also immer eine Abweichung vom vorher berechneten Arbeitspunkt). Die eigentliche Regelung erfolgt daher hauptsächlich mittels P-Anteil. Nur beim Aufheizen spielt der P-Anteil wirklich eine Rolle.

Da schon der P-Anteil im Regler nicht linear arbeitet, sind auch die üblichen Auslegungsverfahren meiner Meinung nach nicht gültig. Ob man in einem Wohnraum die Temperatur wirklich relevant schwingen lassen kann ... und diese Schwingung auf den P-Anteil dieser Regler zurückführen kann? Hat das schon mal jemand belegbar durchgeführt?

Bei den einfachen Reglern und den zu erwartenden (teils schnellen) Störgrößen, aber sehr langsamen Regelstrecken würde ich mir über die Auslegung keine all zu großen Sorgen machen - und wenn überhaupt nur am I-Anteil feilen (da der das Gros der Regelung übernimmt). Dennoch fehlt Dir ein Bewertungskriterium dafür.

Viele Grüße,

Stefan

[heckmannju]

FBH Welche Reglerparameter habt ihr so für PI Regler?

H Stefan und GLT,

danke für eure Interresanten Beiträge. Ich habe gestern abend mal ein experiment gemacht wie lange es dauert bis sich die Temperatur ein kleinwenig ändert. Der Heizung habe ich mittels wiederstand vorgegauelt das es draussen sehr kalt ist. Und den Regler voll geöffnet.

Es hat über 40min gedauert bis die Raumtemperatur ein kleinwenig nachgegangen ist. Und über 4h bis die Raumtemperatur um 1 Grad gestiegen ist. Die nachstell Zeit würde sich ja dann nach Zeiger Nicols mit 133 (3,33 * 40) ergeben. Das ist sehr ähnlich zu den Reglerparametern die MDT für FBH empfiehlt 4k und 150min ich denke das ich mal mit diesen Parametern starte und die Sache beobachte.

Was habt ihr so als Reglerparmeter bei eueren Fussbodenheizungen eingestellt?

Viele Grüsse
Jürgen

[lobo]

Ich habe keine Fussbodenheizung, sonder Konvektoren. Zudem fahre ich eine viel höhere Temperatur meiner Heizung und senke auch noch nachts ab. Alles das würde dafür sprechen, tatsächlich die Reglerparameter besser einzustellen, aber da habe ich bisher keine Arbeit investiert, eben weil:

- ich keine Bewertungsgrundlage habe (durch realen Einfluss von Störgrößen)
- es halt warm wird in der Bude - und gut ist's

Daher denke ich auch, dass Du mit egal welchen Parametern halbwegs gut zum Ziel kommst.

Für Deinen Versuch müsstest Du schon ein paar mehr Messpunkte aufnehmen ... mindestens bis zum Umkehrpunkt und das dann mal an ein PT2-Glied fitten. Aufgrund Deiner Beschreibung könnte Deine angenommene Totzeit auch 20 oder 80 min sein.

Viele Grüße,

Stefan

[GLT]

Zum Thema TABS - im Praxishandbuch TGA Band2 Fa. Uponor (Beuth Verlag) wird auf deren Eigenheiten hinsichtlich Steuerung/Regelung eingegangen u. auch ein prädiktiver Lösungsansatz beleuchtet.

Wer Zugang zu HLH-Publikation des VDI-Verlages hat, findet in der Ausgabe 7/8 2014 einen entsprechenden Fachartikel.