Seltsames Verhalten der FBH?

[Chris M.]

Inzwischen läuft die Heizung bei mir im Normalbetrieb. Bei der Fußbodenheizung habe ich einen Sensor mittig zwischen Vor- und Rücklauf, d.h. ich messe eigentlich genau die mittlere Bodentemperatur. Die Regelung übernimmt der PI-Regler aus dem Code-Schnipsel Forum.

Das Ergebnis ist im unten angehängten Bild zu sehen. (Rot: gemessene Temperatur; Grün: Stellwert, normiert auf den Bereich von 20..30; nicht dargestellt: Soll-Temperatur mit konstant 24°C)

Dass die Temperatur so viel schneller steigt als fällt, kann ich mir physikalisch noch gut erklären.
Aber warum fängt die Heizleistung erst später an? (Spiel beim Thermoelektrischen Stelltrieb?)
Warum ist der Gradient der Temperatursteigerung dann gleich so extrem steil?

Und die alles entscheidende Frage: wie bekomme ich nun eine kontinuierliche Temperatur-Kurve hin?

[meudenbach]

Die Kurve zeigt ein recht untypisches flinkes verhalten... eigentlich untypisch für eine FBH... wo genau liegt den der Fühler ???

Das späte Heizverhalten mußt Du im Regler einstellen... ich kenne aber das Logikmodul nicht... normal stellt man das, glaube ich, am Integral ein. Bei einer FBH muss der Regler ein wenig voreilen...

LG

[GLT]

Bei einer FBH muss der Regler ein wenig voreilen...

Die Totzeit wird über den Differentialwert gehandelt, der Integralwert minimiert die bleibende Regelabweichung.

Bei Sprungantworten v. Regelstrecken ist vor allem auch das Zeitraster wichtig; das ist in der eingestellten Grafik zu "grob".

Was noch fehlt in der Betrachtung ist die VL der Heizung - welchen Temp.-Verlauf hatte diese?

[gebi]

Wie sind deine Einstellungen am PI-regler für KP und KI?
Ich vermute, daß der KP-Wert relativ hoch eingestellt ist, und dadurch
der Regler zu schnell reagiert.
Je niedriger der KP-Wert und je höher der KI-Wert desto langsamer wird
der Regler. Damit solltest du das Schwingen in den Griff bekommen.

Gruß Gebi

[PeterPan]

Inzwischen läuft die Heizung bei mir im Normalbetrieb. Bei der Fußbodenheizung habe ich einen Sensor mittig zwischen Vor- und Rücklauf, d.h. ich messe eigentlich genau die mittlere Bodentemperatur. Die Regelung übernimmt der PI-Regler aus dem Code-Schnipsel Forum.

Das Ergebnis ist im unten angehängten Bild zu sehen. (Rot: gemessene Temperatur; Grün: Stellwert, normiert auf den Bereich von 20..30; nicht dargestellt: Soll-Temperatur mit konstant 24°C)

Dass die Temperatur so viel schneller steigt als fällt, kann ich mir physikalisch noch gut erklären.
Aber warum fängt die Heizleistung erst später an? (Spiel beim Thermoelektrischen Stelltrieb?)
Warum ist der Gradient der Temperatursteigerung dann gleich so extrem steil?

Und die alles entscheidende Frage: wie bekomme ich nun eine kontinuierliche Temperatur-Kurve hin?

Hoi Chris..

bin immer wieder fasziniert

Die Drei Fragezeichen ???

Hab das nicht ganz kapiert. Du misst die Temperatur ZWISCHEN Vor-Rücklauf? Du willst aber nicht die Raumtemperatur messen oder doch?
Was bezweckst Du mit der Messung an diesen beiden Punkten? Willst Du den Wärmemenge messen? Differenztemperatur mal Zeit? Was bedeuten die beiden Kurven? Rot Vorlauf? Grün Rücklauf? Was versuchst Du hier wissenschaflich auszuwerten? Worauf willst Du raus? Was hat die Bodentemperatur mit der Raumtemperatur zu tun? Aber das möchtest Du doch gar nicht oder?

Weisst Du, die Badewassertemperatur hat auch nix mit der Raumtemperatur im Bad zu tun. Rückschlüsse darauf kann man durch die Messung des Badewassers auch nicht schliessen, schon gar nicht, wenn man die Raumtemperatur nicht weiss, bzw. das Luftvolumen dazu. Und die Oberfläche der Heizung. Und ob es im Bad wohl Luftdicht ist? Oder die Tür offen? Warum? Es ist kein Regelkreis vorhanden.

Den Anstieg der Temperatur kann ich mir recht gut erklären: Die Heizung springt an, die Pumpe springt an, das vorbeiströmende Wasser wird erwärmt, das zeigt der Fühler an. Die Therme erkennt, dass kein Wärmebedarf mehr vorhanden ist, schaltet die Heizung aus, die Pumpe läuft noch nach, die Temperatur sinkt langsam durch die Entnahme in den Fussbodenschlaufen.
Den Zeiverzug zum Rücklauf kann man darin deuten, dass ein bestimmter Weg zurück gelegt werden muss. Das Wasser muss durch die Heizschleifen ja durch fliessen.

Aber das alles nur unter der Annahme, dass Rot=Vorlauf, Grün=Rücklauf.

Nur wie oben erwähnt: Mir ist nicht klar, was das aufzeigen soll, oder warum man (ausser zur Wärmemengenberechnung) zwischen Vor- und Rücklauf misst.

Gruss Peter

[Chris M.]

Die Kurve zeigt ein recht untypisches flinkes verhalten... eigentlich untypisch für eine FBH... wo genau liegt den der Fühler ???

Der Fühler liegt im Estrich genau mittig zwischen einem Vor- und Rücklaufenden Rohr. Außerdem ist der Raum sehr klein (ein guter Quadratmeter...). Bei den anderen Räumen ist das Verhalten ähnlich, auch wenn die Periode länger ist.
Durch die Sensor-Positionierung und die hohe Vorlauf-Temperatur kann ich mir ein schnelles Aufheizen gut erklären - aber das das erst so spät einsetzt nicht...

Das späte Heizverhalten mußt Du im Regler einstellen... ich kenne aber das Logikmodul nicht...

Das Logikmodul ist ein WireGate-Plugin, d.h. da kann ich beliebiges programmieren

Bei Sprungantworten v. Regelstrecken ist vor allem auch das Zeitraster wichtig; das ist in der eingestellten Grafik zu "grob".

Ist das angehängte Bild besser? (Die Stellgröße logge ich aktuell nur alle 300 Sekunden)

Was noch fehlt in der Betrachtung ist die VL der Heizung - welchen Temp.-Verlauf hatte diese?

Der Vorlauf liegt zwischen 50 und 60°C. Die FBH hat noch einen (mechanischen) Rücklauftemperaturbegrenzer, der auf's Maximum von 4 (sollte wohl 40°C entsprechen) eingestellt ist.

Wie sind deine Einstellungen am PI-regler für KP und KI?
Ich vermute, daß der KP-Wert relativ hoch eingestellt ist, und dadurch
der Regler zu schnell reagiert.
Je niedriger der KP-Wert und je höher der KI-Wert desto langsamer wird
der Regler. Damit solltest du das Schwingen in den Griff bekommen.

Die sind noch auf dem Default für FBH von 50/240. Mit dem Optimieren wollte ich eigentlich erst anfangen, wenn ich das prinzipielle Verhalten der Stecke verstanden habe
Und dabei ist vor allem das späte aber heftige Einsetzen der Temperatursteigerung für mich noch verwirrend. Wenn ich wüsste, wovon das kommt, dann könnte ich ja die Regelung entsprechend anpassen.

[PeterPan]

Hoi Chris..

coool... Komisch: Wir haben im Gäste-WC, im Bad und in der Küche gar keine Regelung.

Sobald in der Winterperiode die Therme für die Fussbodenheizung zeitgesteuert (über die Thermensteuerung ab 7 Uhr bis 22 Uhr) anspringt, wird der Fussboden in den oben genannten Räumlichkeiten warm. In den anderen natürlich auch, falls die Einzelraumregelung das will. Und ich kann Dir sagen: Die Pumpe läuft nicht die ganze Zeit, sondern nur dann, wenn Wärme benötigt wird. Die Wohnung ist BJ2008, Minergiestandard, geregelte Lüftungsanlage. 140 Quadratmeter Wohnraum.

Gruss Peter

[PeterPan]

Der Vorlauf liegt zwischen 50 und 60°C. Die FBH hat noch einen (mechanischen) Rücklauftemperaturbegrenzer, der auf's Maximum von 4 (sollte wohl 40°C entsprechen) eingestellt ist.

Hoi Chris..

also mal ganz Sachte: Wenn ich das hier richtig interpretiere und die Deutsche Sprache noch korrekt lesen kann, dann hast Du tatsächlich 50 bis 60 Grad Celsius auf den Fussbodenrohren drauf? Also bei den Temperaturen, sollte sich eigentlich der Estrich anheben und die Bodenplatten lockern, bzw. langsam Risse bilden. Lies mal schnell in der Bedienungsanleitung nach, worauf Fussbodenheizungstemperaturen eingestellt werden sollten. Meine Aussage natürlich nur dann, wenn ich die Texte von Dir richtig interpretiere.

Gruss Peter

[GLT]

.... der Raum sehr klein (ein guter Quadratmeter...).

Der Vorlauf liegt zwischen 50 und 60°C. Die FBH hat noch einen (mechanischen) Rücklauftemperaturbegrenzer, der auf's Maximum von 4 (sollte wohl 40°C entsprechen) eingestellt ist.

Ein eigener HK mit knapp 1m²?
Da ist fast kein Wasserinhalt drin, der Rücklaufbegrenzer (eh zu klein eingestellt) macht da sofort zu, zumal Du einen VL von >50°C fährst, deine Regelung läuft ins blaue.

Das gemessene dT von 6°C steht einer VL-Schwankung von 10°C gegenüber (ist ne Menge Holz).

Ferndiagnose ist meist nicht leicht, aber könnte es sein, daß dein Regler auffährt, während deine Heizung noch am Abkühlen ist; zu dem Zeitpunkt, in dem der Regler 21%??? offen steht, feuert deine Heizung den VL wieder hoch?

Auch denkbar wäre, dass der Rücklaufregler das Heizwasser schlückchenweise durchlässt (macht auf, hui heiss, zu, macht auf, hui....)

Derzeit hat dein "Problem" 3 Regelung in Zusammenhang

• VL-Regelung (mit Brenner deiner Heizung)
• "deine Regelung"
• Rücklauftemperaturbegrenzungsregler

Daneben frage ich mich, ob die Heizung überhaupt hydr. abgeglichen wurde.

Normalerweise fährt man FBH mit eigenen HKen (niedrigeres Temp.-Niveau), die hydr. so abgeglichen werden, daß selbst bei max. Heizungs-VL die zulässige VL-Temperatur für die FBH-HK nicht überschritten werden kann.

Die Begrenzungsregler, die da manchmal verbaut sind, sind m.E. richtiger (Spar)Schrott

[Chris M.]

Hab das nicht ganz kapiert. Du misst die Temperatur ZWISCHEN Vor-Rücklauf?

Die Fußbodenheizung besteht ja aus einem spiralförmig verlegten Schlauch, bzw. genauer zwei ineinanderliegenden Spiralen, die in der Mitte verbunden sind. Durch das eine Rohr kommt das warme Wasser vom Vorlauf und durch das andere geht das inzwischen etwas abgekühlte Wasser in den Rücklauf (nach dem es von einem RTL(?) auf max. 40°C begrenzt wurde).
Genau zwischen diesen "beiden" Rohren sitzt der Fühler im Estrich, so dass der genau den mittleren Wert misst und damit möglichst genau die Temperatur des Fußbodens.

Du willst aber nicht die Raumtemperatur messen oder doch?

Nein, die will ich eigentlich regeln. Mache das aber indirekt über die Bodentemperatur. (Praktisch ist die Raumtemperatur - wenn ich offene Türen und Fenster vernachlässige - dann nur noch von der Außentemperatur abhängig)

Was bezweckst Du mit der Messung an diesen beiden Punkten? Willst Du den Wärmemenge messen? Differenztemperatur mal Zeit? Was bedeuten die beiden Kurven? Rot Vorlauf? Grün Rücklauf?

Nein, Rot: Temperatur, Grün: Stellgröße (so umgerechnet, dass 0% als 20°C und 100% als 30°C dargestellt werden)

Was hat die Bodentemperatur mit der Raumtemperatur zu tun?

S.o.: die Raumtemperatur hängt direkt von der Bodentemperatur (als Energiequelle und der Außentemperatur als Energiesenke ab; Wärmeübergangskoeffzienten, Wärmekapazität, etc. pp. sind konstant und theoretisch bekannt)

Den Anstieg der Temperatur kann ich mir recht gut erklären: Die Heizung springt an, die Pumpe springt an, das vorbeiströmende Wasser wird erwärmt, das zeigt der Fühler an. Die Therme erkennt, dass kein Wärmebedarf mehr vorhanden ist, schaltet die Heizung aus, die Pumpe läuft noch nach, die Temperatur sinkt langsam durch die Entnahme in den Fussbodenschlaufen.

Da das WC nur ein kleiner Raum der ganzen Wohnung ist und die nur ein Teil des ganzen MFH, glaube ich nicht, dass diese FBH einen entscheidenden Einfluss auf die Theme (bzw. Umwelzpumpe der Fernwärmestation) hat.

Den Zeiverzug zum Rücklauf kann man darin deuten, dass ein bestimmter Weg zurück gelegt werden muss. Das Wasser muss durch die Heizschleifen ja durch fliessen.

Eine gewisse Totzeit bis das Ventil offen ist und dann das Wasser los fließt verstehe ist. Mich verwundert aber das steile Einsetzen. Könnte das nicht etwas in der Art sein, dass der thermische Stellaktor erst einen Leerweg durchfahren muss, o.ä.? (PWM ist auf 2 min eingestellt)

Aber das alles nur unter der Annahme, dass Rot=Vorlauf, Grün=Rücklauf.

Nur wie oben erwähnt: Mir ist nicht klar, was das aufzeigen soll, oder warum man (ausser zur Wärmemengenberechnung) zwischen Vor- und Rücklauf misst.

S.o., die Annahme ist so leider nicht richtig: Rot = Temperatur != Vorlauf und Grün = Stellgröße != Rücklauf.

[PeterPan]

Eine gewisse Totzeit bis das Ventil offen ist und dann das Wasser los fließt verstehe ist. Mich verwundert aber das steile Einsetzen. Könnte das nicht etwas in der Art sein, dass der thermische Stellaktor erst einen Leerweg durchfahren muss, o.ä.? (PWM ist auf 2 min eingestellt.)

Hoi Chris..

also, ich bin kein Heizungsexperte, wirklich nicht, aber ein paar grundlegende Dinge hab ich mir über die Jahre angeeignet.

• a) elektrothermische Ventile benötigen 3 Minuten zum Auffahren und 3 Minuten zum Schliessen (eher mehr).
• b) Die PWM für Fussbodenheizungen ist auf 180 Minuten oder grösser einzustellen.
• c) Ein 1qm-WC ist kein Referenzraum.
• d) Über die Temperatur des Fussbodens bei einer Fussbodenheizung kann man nicht auf die Raumtemperatur zurückschliessen.
• e) Ein Fussbodenfühler ersetzt keinen Raumtemperaturregler (den ich nie in einem Gäste-WC empfehlen würde).
• f) Vorlauftemperatur Fussbodenheizung nicht grösser als 35 Grad.

Over and out. Viel Spass noch.

Gruss Peter

[makki]

Also so ganz verstanden hab ich es auch noch nicht
Du willst doch die Raumtemp regeln, nicht die Bodentemp (ich hab den Zusammenhang aber auch noch nie genauer untersucht)
Du hast aber von Regeltechnik sicher eh mehr Ahnung als ich, deswegen versuch ichs mal aus der Praxis
Ich lege bei mir nur "über" die PWM-Stellgrösse eine Mindestöffnung von 10% je nach Präsenz/Szene, für Feintuning mit der (leider nur sehr wenigen) Estrichfühlern bei mir war noch keine Not/Zeit..
Wenn dann würde ich aber den PI-Regler normal mit der Raumtemp fahren lassen und nur ab unterschreiten einer Mindestfussbodentemp eine Mindestöffnung vorgeben.. Weil wenn da zwei Regler nebeneinander fahren, würde es mir zu unübersichtlich.

Ich vermute mal, das Estrich-temp vs. Raumtemp zumindest ganz andere Regelparameter erfordert; insb. bei kernigen 50-60° VL (!ist das nicht schon fast gefährlich?) auch irgendwie verständlich, meiner, mit 50/240 (wofür diese Zahlen AFAIk gelten, Niedrigtemp-FBH) läge da jetzt gerade so bei 29° VL.. Die Reaktionszeit ist da natürlich signifikant höher und der Regler kann viel gemächlicher anfahren..

Aber interessant finde ich es trotzdem für die passenden Regelparameter, um den Fussboden auf Wohlfühltemperatur zu haben.
Die Fussbodentemp hat aber - IMHO - eher nur periphär mit der Raumtemp zu tun.. Fürs kleine WC wird sich das zwar sicherlich eh ausgleichen (die Nachbarräume regeln diesen primär, zumindest bei mir so)
Genauso wie ich 2 Monate gebraucht habe herauszufinden das Aq und dessen Beleuchtung eigentlich viel mehr die Raumtemp im EG regeln, als die FBH, viele Einflüsse

Edit: ein Ansatz: PWM von 2m ist IMHO viel zu kurz, meine thermischen Stellantriebe brauchen schon 90s zum aufmachen (nicht linear).. Vorschlag: Fang mal mit 15 Minuten PWM-Zeit an..

Makki

[Chris M.]

also mal ganz Sachte: Wenn ich das hier richtig interpretiere und die Deutsche Sprache noch korrekt lesen kann, dann hast Du tatsächlich 50 bis 60 Grad Celsius auf den Fussbodenrohren drauf?

Ja habe ich - aber nur bis das Wasser den Rücklaufbegrenzer erreicht. Sobald es dem zu warm wird (max. einstellbar sind 40°C AFAIK) macht der (unabhängig vom KNX, rein thermisch / mechanisch) zu und wartet bis an dem seinen Sensor die 40°C unterschritten sind.

Ein eigener HK mit knapp 1m²?

Die anderen Räume mit normaleren Größen zeigen ein ähnliches Verhalten.

Da ist fast kein Wasserinhalt drin, der Rücklaufbegrenzer (eh zu klein eingestellt) macht da sofort zu, zumal Du einen VL von >50°C fährst, deine Regelung läuft ins blaue.

Das gemessene dT von 6°C steht einer VL-Schwankung von 10°C gegenüber (ist ne Menge Holz).

Hab' mal die zentralen Temperaturen zum Vergleich mit angehängt.

Ferndiagnose ist meist nicht leicht, aber könnte es sein, daß dein Regler auffährt, während deine Heizung noch am Abkühlen ist; zu dem Zeitpunkt, in dem der Regler 21%??? offen steht, feuert deine Heizung den VL wieder hoch?

Auch denkbar wäre, dass der Rücklaufregler das Heizwasser schlückchenweise durchlässt (macht auf, hui heiss, zu, macht auf, hui....)

Derzeit hat dein "Problem" 3 Regelung in Zusammenhang

• VL-Regelung (mit Brenner deiner Heizung)
• "deine Regelung"
• Rücklauftemperaturbegrenzungsregler

Daneben frage ich mich, ob die Heizung überhaupt hydr. abgeglichen wurde.

Normalerweise fährt man FBH mit eigenen HKen (niedrigeres Temp.-Niveau), die hydr. so abgeglichen werden, daß selbst bei max. Heizungs-VL die zulässige VL-Temperatur für die FBH-HK nicht überschritten werden kann.

Die Begrenzungsregler, die da manchmal verbaut sind, sind m.E. richtiger (Spar)Schrott

Über die Qualität des Begrenzungsreglers kann ich leider nichts sagen (oventrop steht drauf, kann ich da irgendwie die Bauart o.ä. feststellen um die Qualität zu beurteilen?)

Hydraulischer Abgleich hat angeblich stattgefunden.

Gibt es irgend eine Methode wie ich mich der Lösung nähern kann? Langsame Stellgrößenrampen fahren, o.ä.?

[GLT]

Egal was für Hersteller da drauf steht - diese Art der Regelung ist immer ne Behelfskrücke, wenn FBH auf einen normalen HKHK angeschlossen wird.

Wenn ich das richtig sehe (man sollte bei Grafiken immer die relevanten Daten gemeinsam gegenüberstellen) fährt die WC-Heizung über den RLB mit der VL-Temp.

BTW - hinsichtlich der Trinkwasserhygiene ist deine Zirkulation ein wenig kalt; im eigenverantwortlichen Privatbereich ist es aber eh deine Sache

Ich würde mal die Regelstrecke selbst testen indem du einen festen Ventilöffnungwinkel (deaktivierte Regelung/Baukappe) realisierst u. dir das Streckenverhalten aufzeichnest; anschliessend eine Sprungantwort aufzeichnen.

[ThorstenGehrig]

Hi Chris,
so wie ich das sehe macht dein Ventil erst ab der maximalen Stellgröße im Diagram überhaupt auf. Welche Skala ist den für die Stellgröße richtig? (20=0, 30=100%, 22=20% ?)
Kann es sein das der Maximalauschlag der Stellgröße bei 22 = 20% ist?

Darunter macht scheinbar das Ventil noch garnicht auf - was vermutlich auch mit der niedrigen PWM-Zeit zusammenhängt....
Wenn das Ventil dann mal aufmacht -> heißes Wasser -> steiler Anstieg -> ventil macht zu...

Dazu würde ich nochmal einen experten konsultieren ob es sinn macht 60 Grad heißes wasser in die FBH zu pumpen - um am ende der Heizschleife das heiße Wasser zu stoppen und im FB abkühlen zu lassen - bis dahin ist das 60 Grad heiße wasser ja im kompletten Heizkreis verteilt....
Ich hab für die FBH auch andere VL Temperaturen im Kopf.

Außerdem würde ich mir nochmal überlegen ob der Estrichfühler für die Raumtemperatur wirklich genutzt werden soll. Ich habe folgendes Konzept: in jedem Raum (unter dem Rauchmelder oder Präsenzmelder) einen 1-Wire-Fühler für die Raumtemperatur zum regeln. Die Estrichfühler nur als zusatzgröße damit der Boden nicht zu kalt wird wenn "andere quellen" die Luft schon über die Stellgröße mitgeheizt haben (z.B. Gäste-WC durch Nachbarraum). Für mehr als die Fusbodentemperatur ist ein Estrichfühler wohl nicht zu gebrauchen...

Gruß
Thorsten