Heizungssteuerung

[ThorstenGehrig]

Das wir uns richtig verstehen.
Ich meine nicht einen Brauchwasser sondern einen Heizungswasserspeicher.
Ich kann mir nicht vorstellen das Du bei deiner Gasheizung einen Heizwasserspeicher hast.
Eine Fußbodenheizung braucht keinen Speicher, da Das Speichervolumen des Fußbodens ausreicht.
Gruß NetFritz

Hi NetFritz,
äh - ja. Ich bin doch ein Heizungs-Laie - und du hast recht.
a) an meiner Gasheizung habe ich keinen Pufferspeicher (nur ein Brauchwasserspeicher)- das hab ich glatt verwechselt/vergessen
b) an der WP wird es aber ganz sicher einen Speicher für die WP geben. Vermutlich (wenn mein Heizungsbauer mir nichts anderes erzählt) sogar einen sehr großen - und einen Wärmetauscher für das Brauchwasser.
Dann kann ich über einen Kachelofen oder Sonnenenergie den Puffer auch aufladen (kommt aber erst in Schritt 2)

Gruß
Thorsten (der heute die 1-wire sensoren bekommen hat - und begeistert ist wie einfach/gut das läuft)

[AndreasK]

Hallo

Das wir uns richtig verstehen.
Ich meine nicht einen Brauchwasser sondern einen Heizungswasserspeicher.
Ich kann mir nicht vorstellen das Du bei deiner Gasheizung einen Heizwasserspeicher hast.
Eine Fußbodenheizung braucht keinen Speicher, da Das Speichervolumen des Fußbodens ausreicht.
Gruß NetFritz

Hallo,
im Grundsatz gebe ich dir Recht. Da Thorsten aber eine WP einbauen möchte, werden sicherlich auch Sperrzeiten des EVU's vorhanden sein, welche dazu führen, dass die WP in dieser Zeit nicht in Betreib gehen kann. Wenn nun kein Pufferspeicher für die Heizung vorhanden wäre, und das EVU über den Tag verteilt bis zu 6h die Spannungsversorgung abschaltet (was erlaubt ist), könnte dies dazu führen, dass die Fussbodenheizung in dieser Zeit langsam auskühlen könnte. Somit müsste die WP nach der Sperrzeit dieses Temperatur-Delta wieder mit einer längeren Laufzeit ausgleichen. Dies würde ein Puffspeicher überbrücken.
Ein weiterer Vorteil des Puffspeichers ist, dass die Einschalthäufigkeit der WP verringert werden könnte, was eine längere Lebensdauer der WP bedeuten könnte.

Andreas

[NetFritz]

Hallo

@ThorstenGehrig
natürlich hat die Heizung auch einen Speicher (gibt es sowas auch ohne - wenn man Fussbodenhz. hat? ).
Meine jetzige Gasheizung mit Fussbodenheizung hat auch einen Speicher.

Das wir uns richtig verstehen.
Ich meine nicht einen Brauchwasser sondern einen Heizungswasserspeicher.
Ich kann mir nicht vorstellen das Du bei deiner Gasheizung einen Heizwasserspeicher hast.
Eine Fußbodenheizung braucht keinen Speicher, da Das Speichervolumen des Fußbodens ausreicht.
Gruß NetFritz

[CrashMaster]

Also einen Temperaturfühler im Estrich ist kein Problem - aber der dürfte für die Heizung unrelevant sein. Ich will ja die Raumtemperatur messen, nicht die Estrichtemperatur - und der Estrich dürfte recht schnell warm sein - die Luft braucht sicherlich deutlich länger.

Ja das schon, ich dachte hier eher an einen zusätzlichen Messpunkt um ein Übersteuern zu verhindern ... damit es eine gleichmäßigere Regelung wäre. Das die RaumluftTemperatur die eigentliche Messgrößesein sollte dachte ich mir schon.

Also ich meine es so das wenn der regler zu gemacht wird und der estrich wieder kälter wird bevor er zu kalt wird sollte der regler wieder aufgemacht werden so das die luft konstant bleibt .. so war das eher gedacht ...

Aber wie es sich genau verhält kann ich auch erst nächstes Jahr sagen wenn mein Haus steht und ich genug Messwerte habe .. denn auch ich werde 1Wire einsetzten und daher auf jeden Fall im estrich auch Sensoren haben.

[ThorstenGehrig]

Ich denke, Ihr müsst nicht unbedingt die Regelungstechnik neu erfinden, lest mal ein Regeltechnik-Lehrbuch... Wenn man dann die Begriffe P-, I- und D-Regler, die möglichen Kombinationen und den Unterschied zwischen Steuerung und Regelung verstanden hat, dann sieht das alles schon ganz anders aus!

Hi,
von open-loop hab ich schon mal gehört - also kein Feedback durch Raumtemperaturmesung... sowas will ich eigentlich nicht. Die Fenster sollen eh zubleiben (wg. Lüftungssystem).
tsja - so ein Regeltechnik-Lehrbuch fehlt mir gerade... ein Link zu Wikipedia oder hierhin hilft mir gerade NICHT - ich muss zugeben: ich versehe es nicht :-( für nachhilfe bin ich dankbar

Gruß
Thorsten

Nachtrag: jetzt hab ich noch ein bisschen gelesen. Die Frage die mir aufkommt: da ich (bis auf PWM) ein Heizungsthermostat eh nur "auf" oder "zu" stellen kann - ist der regelinput (je größer die differenz zum ziel umso größer der Eingriff in der Steuerung) ja nur begrenzt. Zudem überleg ich mir wirklich gerade ob die normalen Raumthermostate so "komplex" regeln?

[GKap]

Hallo CrashMaster!
Hallo ThorstenGehrig!

Ich denke, Ihr müsst nicht unbedingt die Regelungstechnik neu erfinden, lest mal ein Regeltechnik-Lehrbuch... Wenn man dann die Begriffe P-, I- und D-Regler, die möglichen Kombinationen und den Unterschied zwischen Steuerung und Regelung verstanden hat, dann sieht das alles schon ganz anders aus!

Man muss eben bei einer Fussbodenheizung grosse Zeitkonstanten einstellen, dann kann es funktionieren. Ob eine Einzelraumregelung aber wirklich sinnvoll ist, ist fraglich! Immerhin wirkt sich eine Änderung der Wassertemperaturen erst nach Stunden aus. Leider kann ich die Sinnhaftigkeit mangels eigener Erfahrung noch nicht wirklich beurteilen, aber in Kürze werde ich in der Lage sein, mit meiner eigenen Fussbodenheizung und Temperatursensoren in jedem Raum zu experimentieren!

Vielleicht ist eine Steuerung, also open loop, günstiger, auch das kann pro Raum - oder besser pro Heizkreis - extra gemacht werden, mit einer Heizkurve pro Heizkreis. Die Bedienung wäre die selbe wie bei einer Einzelraumregelung: ein Temperatursteller pro Raum. Vorteil: der Temperaturverlust durch offene Fenster wird nicht berücksichtigt, der "Regler" merkt nicht, dass die Temperatur runter geht und regelt nicht rauf! Ganz elegant wäre es, Einflussgrössen wie Sonneneinstrahlung oder Wind mit in die Berechnung einzubeziehen! Und mit einer Aufzeichnung der Temperatur könnte man kontrollieren, ob das Ergebnis passt! (Ich bin schon zur Homeserver-Schulung angemeldet, danach werde ich das Ding anschaffen und solche Steuerungen ausprobieren!)

Zur Schalthäufigkeit:
Thermoelektrische Stellantriebe werden üblicherweise mit PWM angesteuert, aber mit Taktzeiten von vielen Minuten! Denn der Antrieb braucht schon ca. 2 Minuten für einen Weg und der PWM-Takt muss viel grösser als diese Zeit sein! D.h. ein solcher Antieb schaltet den ganzen Winter vielleicht alle 15 min ein und aus! Das finde ich auch nicht so toll vom Konzept, aber es scheint sich bewährt zu haben. Die Relais dazu schalten elektronisch, die haben sicher kein Problem damit, aber das Ventil und die Mechanik mit dem Wärme-Dehnelement könnten altern.
(Möhlenhoff hat als einziger mir bekannter Hersteller auch thermoelektrische Stellantriebe im Programm, die echt stetig regeln können, die müsste man dann mit Analogaktoren ansteuern)

NetFritz hat recht, dass die Wassertemperatur möglichst niedrig sein sollte. Es macht keinen Sinn alle Heizkreise gleichzeitig zu drosseln, so dass die Wärmepumpe eine höhere Wassertemperatur liefern muss. Das einzige was sinnvoll sein könnte ist, einige Heizkreise (z.b. auf der Südseite, bei starkem Sonneneinfall) ein wenig zu drosseln. Und das verträgt auch eine Wärmepumpe ohne Pufferspeicher!

wärmende Grüße
GKap

[ThorstenGehrig]

Hi,

Variante 2 könnte funktionieren. Aber ich denek du hast hier bereits den knackpunkt angesprochen die temperatur wäre über den Estrich bis zum Temperaturfühler eventuell zu träge das heist dein Messergebnis würde ziemlich "schaukeln" zwischen zu warm und zu kalt
Einen Temperatursensor im Estrich hast du nicht wirklich oder? weil der würde es ja deutlich schneller mitbekommen denke ich.

Also einen Temperaturfühler im Estrich ist kein Problem - aber der dürfte für die Heizung unrelevant sein. Ich will ja die Raumtemperatur messen, nicht die Estrichtemperatur - und der Estrich dürfte recht schnell warm sein - die Luft braucht sicherlich deutlich länger.
Die Estrichtemperatur ist eher für den Kühlbetrieb im Sommer interessant - da will ich ja wissen die kalt der Estrich ist um Kondenswasser zu verhindern.
Temperaturfühler hab ich als "1-wire" Lösung vor (siehe Wiregate) - und da kosten die teile Praktisch nichts (2 Adern im 1-wire Bus und 1,09 Euro pro Sensor).

Die Frage ist: wie machts denn ein "normaler " Raumtemeraturregler wie sowas hier.
Meine bisherigen Busch-Jaeger-Raumtemperaturregler machen von "gefühl" (wenn ich den Regler einstelle) eher sowas wie +- 2/3 Grad zwischen an und ausschalten... und da merke ich keine Temperaturschwankungen im Raum.

Gruß
Thorsten

[CrashMaster]

Also Variante 1 denke ich ist ungeeignet da hier bestimmt einige schaltvorgänge passieren und das ja nicht wirklich gut für Relais wäre. Und daher diese relativ schnell defekt gehen.

Variante 2 könnte funktionieren. Aber ich denek du hast hier bereits den knackpunkt angesprochen die temperatur wäre über den Estrich bis zum Temperaturfühler eventuell zu träge das heist dein Messergebnis würde ziemlich "schaukeln" zwischen zu warm und zu kalt

Einen Temperatursensor im Estrich hast du nicht wirklich oder? weil der würde es ja deutlich schneller mitbekommen denke ich.



Vielleicht wäre auch eine Variante 1b möglich sprich Variante 1 allerdings noch einen Zeitlichen Begrenzer so das ein Schaltvorgang nur alle x Minuten passiert. So das er nicht im SekundenTakt oder kurzen MinutenTakt Schaltet.


Nur so eine Idee .. Keine Ahnung ob das Sinn macht .. ich habe es noch nicht im Einsatz .. man müßte herausbekommen wie träge deine Heizung reagiert denke ich zumindest

Gruß
Thomas

[ThorstenGehrig]

Hallo

Hat deine WP einen Speicher, wenn nicht geht keine Einzel-Raumtemp.-Regelung.
Ich persönlich und auch viele WP-Spezialisten halten von einer Einzelraumreglung bei WP nichts.
Eine WP muss mit möglichst niedriger Vorlauftemp. laufen so hat sie den höchsten Wirkungsgrad.

natürlich hat die Heizung auch einen Speicher (gibt es sowas auch ohne - wenn man Fussbodenhz. hat? ).
Meine jetzige Gasheizung mit Fussbodenheizung hat auch einen Speicher. Über Raumthermostate steuere ich die Raumtemperaturen - das möchte ich über KNX auch wieder tun.
Sofen ich das überblicke steuert sich meine jetzige Heizung über Außentemeratur UND zwei Temperatursensoren die messen wieviel Temperaturunterschied zwischen Vor- und Rücklauf an der Heizung vorliegt. Dadurch kann die Steuerung feststellen ob/wieviel wärme abgenommen wird (inkl. verlusst durch zirkulation).
Für mich klingt das (durch die thermisch sehr träge Fußbodenheizung) durchaus okay.
Durch die Abbildung dieses Konzepts erhoffe ich mir a) eine Messung/Visualisierung der Temperaturen pro Raum
b) eine Steuerung für längere Abwesenheiten (z.B. Urlaub)
Also eigentlich nichts weltbewegendes....

Passt das so? Und wie soll ich die Steuerung Programmieren?
Variante 1:
Termostat auf wenn ist < soll
Termostat zu wenn ist > soll

oder
Variante 2:
Termostat auf wenn ist < soll-0,5 grad
Termostat zu wenn ist > soll+0,5 grad

Bei Variante 1 könnte ich mir vorstellen dass die Stellmotoren sehr häufig auf/zu/auf/zu.... machen
Bei Variante 2 müsste das entwas ruhiger sein - die Frage ist nur ob man die schwankung merkt und wie schnell der Raumtemperaturfühler die Temperatur erfasst...

Ich bin neugierig auf die Kommentare/Antworten!

Gruß
Thorsten

PS: Die Raumtemperaturmessung soll auch im Sommer für die Kühlung über die Fussbodenheizung (Wasser Wasser WP) genutzt werden. Aber das ist wohl eine ander "Sommer-Regelkreis"

[NetFritz]

Hallo

Hat deine WP einen Speicher, wenn nicht geht keine Einzel-Raumtemp.-Regelung.
Ich persönlich und auch viele WP-Spezialisten halten von einer Einzelraumreglung bei WP nichts.
Eine WP muss mit möglichst niedriger Vorlauftemp. laufen so hat sie den höchsten Wirkungsgrad.
Gruß NetFritz
Der mit WP 30 Jahre heizt.

[MatthiasS]

Ja, man kann. Die PWM macht der Aktor. Einfache thermische Antriebe wie der gezeigte genügen.

[ThorstenGehrig]

Hi,
da ich erst nicht vorhatte meine Fussbodenheizung sofort mit KNX auszustatten - und durch den Wiregate-Thread mich jetzt dazu entschieden habe doch eine Termperaturmessung in allen Räumen (plus extras wie Estrichtemperatur) durchzuführen habe ich mir mal einen Gira Heizungsaktor 6-fach 101800 bei ebay bestellt...

Jetzt meine Frage: kann man an einen normalen Heizungsaktor normale stellantriebe anschließen - z.B. Stellantrieb, 230V, Stellmotor,Fussbodenheizung bei eBay.de: Heizung (endet 07.10.09 10:47:39 MESZ)

Und ist die PWM mit jedem Stellantrieb möglich? Oder braucht man spezielle KNX-Stellantriebe?

Eigentlich hatte ich vor in jedem Raum eine zweipunkt-Steuerung per Homeserver (Misterhouse oder linknx) zu Programmieren.
Die obigen beiträge haben mich da aber etwas verunsichert....

Gruß
Thorsten Gehrig

[tbi]

PWM ist ein Trick ...

Hallo Chris,

Du hast mit den Dingen recht, die du sagst. Danke falls da ein anderer Eindruck entstand .

Die PWM ist nur ein Trick, aus Zuständen wie AN/AUS durch Hinzunahme der Zeit doch ein kontinuierliche Größe zu erhalten, die eine höhere Auflösung hat. Wenn es vorher nur 2 Zustände wären, so hat man danach vielleicht 25 verschiedene Abstufungen. Das System (und damit auch die Regelung) muß halt ausreichend Träge sein, dass es den Trick nicht durchschaut. Oder anders gesagt die PWM schnell genug sein. Abhängig vom System kann man dann auch die Zeit für die PWM im RTR parametrieren, die die Basis für einen Wert bzw. Zustand darstellt.

Bitte genauer bei Wikipedia nachlesen.

Damit nun ein Regler wie PI oder PID arbeiten kann braucht er eine höhere Auflösung als nur AN/AUS. dafür halt die PWM.

Wichtig ist immer die Idee erstmal zu verstehen, die eine Technik zur Verfügung stellt.

Gruß Tbi

[Chris M.]

Wenn man jedoch nur einen 2-Punkt Regler hat, der nur den Ventilen Auf/ZU sagen kann, ist eine Regelung ja auch schwer. Deshalb bedint man sich eines Tricks: die Pulsweitenmodulation (kurz PWM, Mal bei Wikipedia schaun). Damit kann man dann Stellgrößen von 0-100% realisieren. Dann kann der Regler auch den SOLL-Wert im Raum "mit Gefühl" an steuern ;-) Sonst schießt er über das Ziel hinaus und es kommt zum Schwingen um den SOL-Wert.

Bitte nicht 2-Punkt Regler mit PWM verwechseln!

PWM nimmst Du bei einem kontinuierlichen Signal (wie aus einem PI-Regler) um trotz eines einfachen An/Aus-Schalters einen (zeitlichen) Mittelwert einstellen zu können (d.h. für einen thermischen Stelltrieb für ca. 30 €; der KNX/EIB Stelltrieb für ca. 230 € kann direkt eine kontinuierliche Stellung einstellen). Dabei muss die PWM-Frequenz natürlich deutlich höher als die Zeitkonstante des Reglers liegen - nicht dass der dadurch irritiert wird (alternative: Eingangssignal zeitlich mitteln / Tiefpass-Filter). Am besten ist die PWM-Freqenz so hoch, dass die Physik (z.B. thermische Trägheit des Fußbodens) schon von sich aus mittelt, bevor das Signal beim Sensor ankommt...

Ein Zweipunkt-Regler funktioniert ganz anders - und sehr simpel: Du nimmst den Zielwert und ein Toleranzband (-> Hysterese). Wenn die Temperatur größer als Zielwert + Toleranz ist, machst Du das Ventil zu, wenn die Temperatur kleiner als der Zielwert - Toleranz ist, geht das Ventil ganz auf.
=> Die Temperaturschwankung muss beim Sensor sichtbar sein

Im Stationären, eingeschwungenen Zustand dürfte die Bestromung des Ventil bei (niederfrequentem) PWM und bei 2-Punkt nicht zu unterscheiden sein. Während des Einschwingens ist das Verhalten jedoch deutlich unterschiedlich.

Da optimalerweise bei PWM die Temperaturschwingung am Sensor nicht sichtbar ist, bei 2-Punkt aber immer, ist theoretisch ein PI mit PWM einer Zweipunktregelung vorzuziehen. Andererseits kann ein 2-Punkt-Regler typischer weise schneller die Zieltemperatur erreichen (zumindest solange beim PI keine fiesen Trick angewendet werden). Außerdem kann man beim 2-Punkt eigentlich nichts falsch einstellen, beim PI (oder gar beim PID...) kann man ohne passendem Wissen bezüglich der Reglerparameter schnell ins Klo greifen und sich ein richtig schlecht arbeitendes System hinstellen.

Hat man in einem hinreichend abgeschlossenen System (Raum mit geschlossenen Tür sollte wohl reichen) nur einen Regelkreis (=Heizkreis), dann gibt es bei vernünftiger PI-Regler-Bedatung kein Schwingen. Sobald in dem System jedoch zwei Regler arbeiten (z.B. da zwei Heizungen vorhanden und getrennt angeschlossen sind), dann können beide Regler leicht mal gegeneinander Arbeiten - und damit das System zum schwingen bringen. Um diese Situation noch zu retten, braucht man dann ein paar Regelungstechnische Grundlagen...
Besonders schlimm sind hier Systeme mit ähnlicher Zeitkonstante (zwei normale Heizkörper), aber auch welche mit unterschiedlicher Zeitkonstante (z.B. Heizkörper + Fußbodenheizung) können Ärger machen, wenn man nicht höllisch aufpasst...

[tbi]

Hallo,

zuerst mal zu :

Eine Fussbodenheizung und ein Einzelraumregelung vertragen sich gar nicht so gut! Die Fussbodenheizung ist sehr träge und man muss schon aufpassen, dass das Ding nicht zu schwingen beginnt!

von GKap.

Eine Regelung ist meist "Gut" wenn sie schnell die SOLL Größe erreicht. Ich sag das vorweg, weil "gut" also optimiert immer relativ zu Gütekriterium steht. Also z.B. "Zeit optimal", "Energie optimal", ..... da gibt es ganz viel was man sich ausdenken kann.

Ein Leichtes Überschingen gilt als gut beim ersten erreichen der SOLLgröße, dann sollte sich IST langsam an SOLL annähern. Ist der Regler falsch eingestellt kann er entweder immer um der SOLL Wert schingen ((Abkz: P)Proportionalwert zu groß) oder den SOLLwert nie erreichen, dann liegt immer ein Stück daneben. (Proportionalwert zu klein). Bei einem (Abkz: I) Integralteanteil im Regler wird der bleibende Fehler aufsummiert und dann auch erkannt und wieder korrigiert, damit er dann die SOLLgröße dann doch erreicht.

Also GKap, entweder kannst Du in deinem RTR an dem P- und dem I-Wert was verstellen, dann tue dies nach der Beschreibung oben. Oder Wenn du dort die Möglichkeit nicht hast, verlege die RTR-Regelung in den Homeserver dort hast Du einen PI-Regler, wo Du den P und I-Anteil genau einstellen kannst. Wie immer unsere Rettungsanker der HS.

Wenn man jedoch nur einen 2-Punkt Regler hat, der nur den Ventilen Auf/ZU sagen kann, ist eine Regelung ja auch schwer. Deshalb bedint man sich eines Tricks: die Pulsweitenmodulation (kurz PWM, Mal bei Wikipedia schaun). Damit kann man dann Stellgrößen von 0-100% realisieren. Dann kann der Regler auch den SOLL-Wert im Raum "mit Gefühl" an steuern ;-) Sonst schießt er über das Ziel hinaus und es kommt zum Schwingen um den SOL-Wert.

Wärme kommt von Wärmepumpe und die ECL brauche ich nicht sollte ich die Regelung komplett mit KNX realisieren können.

Gut, dann kläre mit dem Hersteller der Wärmepumpe, ob er eine Schnittstelle nach Aussen anbietet. Am besten KNX. Bitte nenne den genauen Typ auch hier, es gibt hier auch schon viel Know-How zu verschieden WPen.
Die Regelung, wie die WP dann von IST-Vorlauftemperatur nach SOLL-Vorlauftemperatur den Wert erreicht, bleibt unberührt. Das kann der WP Hersteller am besten, er kennt sie ja auch am besten.

KNX Raumtemperatur Regler gibt es ganz verschiedene von vielen Herstellern, das ist nachher auch eine Frage des Designs und des Preises. diese werden nur an das grüne KNX-Bus Kabel angeschlossen.

Dann braucht man noch den Heizungsaktor. Der setzt die Befehle auf dem BUS in physikalisches Schalten der 230V Ventile um.

Dann brauchst Du noch Ein Spannungsversorgung, etc .... für den BUS.

Hast Du schon KNX im Haus oder ist das dein Anfang ?

Soweit erstmal

Gruß Tbi