Themoelektrische Antriebe - Hoher Verschleiß an Aktor/Heizkörperventile?

[steiniKNX]

Ich regle Meine Heizung (Heizkörper) durch MDT Heizungsaktoren und thermoelektrischen Antriebe auf den Ventilen.
Der Einfachheit halber habe ich mich zu Beginn für eine 2-Punkt Regelung mit einer Hysterese von +/- 0.3 Grade entschieden.
Also das Ventil öffnet bei - 0,3 Grad unter Sollwert und schließt bei + 0,3 Grad über diesem Wert.
Ich habe die letzten Jahre die Anlage immer wieder optimiert, sodass ich eigentlich alle Heizkörper voll auf hatte und nur bei Starker Sonne die Regelung an der Südseite aktiv war. Sonst lief alles über den hydraulischen Abgleich und die Heizkurve.
Jetzt hat sich die Nutzung in einigen Räumen geändert und ich möchte sie unter der Woche auf einer niedrigeren Temperatur halten. Dies führt jetzt dazu, dass ich in diesen Räumen etwa 4-7 Phasen (Aufheizen/Abkühlen habe). Also auch hier muss das Ventil mehr arbeiten ....

Ich habe mich mit dem Handbuch des MDT Aktors und dem PI-Regler beschäftigt.
Wenn ich nicht alles falsch verstanden habe, dann müsste ich für meine Heizkörper in jedem Fall eine Zykluszeit (PWM-Zyklus) kleiner als die Verstellzeit meines thermoelektrischen Antriebs wählen.
Wenn ich jetzt einen PWM-Zyklus nahe an der Verstellzeit des Antriebs nehme, dann habe ich wahrscheinlich ständige große Bewegungen am Ventil, allerdings "wenige" Schaltzyklen am Aktor über den Tag.
Bei einem PWM Zyklus von z.B. 10 Sekunden habe ich eigentlich keine Bewegung mehr am Ventil, weil der Antrieb dafür zu träge ist. Allerdings eine riesige Anzahl von Schaltzyklen über den Tag.
Hier im Forum habe ich oft gelesen, dass für die Regelqualität die im Handbuch angegeben 4K / 120 min zu viel sind und man einer 1K/100min.

Aber die Fragen die mich wirklich quälen sind:

1. Macht eine PWM-Zykluszeit von 10s aufgrund der vielen Schaltzyklen mir nach kürzester Zeit den Heizungsaktor kaputt?
2. Macht eine PWM-Zykluszeit nahe der Ventilverstellzeit aufgrund der großen und ständigen Bewegung am Ventil mir nach kürzester Zeit das Heizkörperventil kaputt?
3. Wie sind euer Erfahrungswerte (Haltbarkeit etc.) mit Heizörpern und wie regelt ihr sie mit dem MDT Aktor?

[Uwe!]

1. nein, das kann der Aktor über Jahrzehnte aushalten
2. auch nein. Der "Sinn" von den extrem kurzen Zeiten ist einen "schwebenden" Zustand zu erreichen, also ein Ventil, das "halb offen" ist. MAcht für Heizkörper grundsätzlich Sinn, weil Du sonst halt nur zwischen 0 und "volle Bulle" hin und her wechsest, was zu stärkeren Schwankungen führt. Bei Fußbodenheizung ist das egal, weil die dafür viel zu träge reagiert.
3. sollte aucg das Ventil aushalten, vorallem weil es sich im Idealfall nahzu gar nicht bewegt, sondern eben "halb offen" bleibt. Dem Heizkörper ist das eh egal

[Beleuchtfix]

Schwebende Ventile sind mMn nur möglich, wenn das Abkühlverhalten exakt dem Aufheizverhalten entspricht, ansonsten würde (theoretisch) immer an ihnen Anschlag kommen. Es gibt hier einen Verfechter der schwebenden Ventile, die meisten verwenden andere Zeiten.
Aber berichte mal, ob die längerfristig eine mittlere Einstellung halten kannst, ich habe es noch nicht gezielt ausprobiert.
Viel Erfolg, Florian
Gruß Florian

[steiniKNX]

MAcht für Heizkörper grundsätzlich Sinn, weil Du sonst halt nur zwischen 0 und "volle Bulle" hin und her wechsest, was zu stärkeren Schwankungen führt. Bei Fußbodenheizung ist das egal, weil die dafür viel zu träge reagiert.

Das heißt bei Fußbodenheizung gehen de Ventile dann auch immer auf und zu und halten den Zustand nicht?
Sind die Ventile die selben als in gängigen Heizkörpern oder ist das dort anders gelöst?

Schwebende Ventile sind mMn nur möglich, wenn das Abkühlverhalten exakt dem Aufheizverhalten entspricht, ansonsten würde (theoretisch) immer an ihnen Anschlag kommen. Es gibt hier einen Verfechter der schwebenden Ventile, die meisten verwenden andere Zeiten.

Heißt ansonsten wird das Ventil ständig in gewissen Bereichen Geöffnet und Geschlossen, auch bei der FBH?

Aber berichte mal, ob die längerfristig eine mittlere Einstellung halten kannst, ich habe es noch nicht gezielt ausprobiert.

Hat ggf. schon jemand erfolgreich schwebende Ventile am Laufen und kann ggf. gute Werte zum Starten und Rantasten bereitstellen?

[livingpure]

Du findest hier widersprüchliche Aussagen, ich wende deswegen gerade Trial & Error an: Standard MdT Vorgaben, Temperatur aufzeichnen, sollte es zum Beispiel Schwankungen geben, anpassen und wieder beobachten

[Beleuchtfix]

Suche mal nach Beiträgen von rosebud - der ist ein absoluter Verfechter von schwebenden Ventilen.
Gruß
Florian

[steiniKNX]

rosebud
Falls es dir die Zeit erlaubt, hast du ggf. schon Erfahrungen zu MDT und "schwebenden" Ventilen?
Ich denke das lässt sich nur mit der niedrigsten Zykluszeit (10s) bestmöglich erreichen.
Ansonsten denke ich wird die Regelung nicht schön oder das Ventil wird viel stärker beansprucht. Technisch macht für mich eigentlich nur ein schwebendes Ventil Sinn, also ähnlich einem konventionellen Thermostatkopf.
Hast du ggf. zu MDT schon Erfahrungswerte, welche Parameter für Heizkörper gut passen können?

[livingpure]

„konventionellen Thermostatkopf“

wie meinst du das? Meines Wissens ist das ein verbreitetes Missverständnis: ein Heizkörper Thermostat kennt vor allem auf und zu! Wenn das Thermostat auf 4 statt 6 steht, dann wird der Raum nicht, wie oft vermutet, langsamer warm. Der einzige Unterschied: bei ca 21°C schließt der Thermostatkopf. Da gibt es keinen allzu großen übergangsbereich. Sobald der Raum wärmer als eingestellt ist, wird der Ventilkopf eingedrückt. Es ist nicht so, dass das Ventil 70% offen gehalten und so die gewünschte Leistung erreicht wird.

[Uwe!]

Das heißt bei Fußbodenheizung gehen de Ventile dann auch immer auf und zu und halten den Zustand nicht?

korrekt!

Sind die Ventile die selben als in gängigen Heizkörpern oder ist das dort anders gelöst?

ich hab nur FBH, glaube aber da gibt es von den Ventilen und Antrieben keine wesentlichen Unterschiede.
Grundsätzlich gibt es natürlich auch stetige Antriebe, die ein Ventil also gezielt auf "30 % auf" einstellen können. Die sind aber deutlich teurer und nicht geräuschlos. Für eine FBH bringen sie kaum Vorteile, bei einem Heizkörper würde ich aber wohl eher auf solche Antriebe gehen.

Heißt ansonsten wird das Ventil ständig in gewissen Bereichen Geöffnet und Geschlossen, auch bei der FBH?

bei der FBH definitiv. Wenn Du z.b. 10 Min Zyluszeit hast, dann bekommt der Antrieb bei 30% 3Min Lang Strom und 7 Min nicht und dann wieder von vorne. Der Strom heizt ein Element auf, dass sich ausdehnt und so das Ventil aufdrückt. Ohne Strom kühlt es ab und das Ventil geht durch Federkraft wieder zu.
"Schwebend" wäre es eben wenn man einen Zustand erreicht, wo das Element im passenden Rhythmus Strom bekommt, so dass es nie ganz zusammengezogen und nie ganz ausgedehnt ist. Wie livingpure schon geschrieben hat, scheiden sich die Geister wie brauchbar das in der Praxis funktioniert.

[Uwe!]

Sobald der Raum wärmer als eingestellt ist, wird der Ventilkopf eingedrückt. Es ist nicht so, dass das Ventil 70% offen gehalten und so die gewünschte Leistung erreicht wird.

sicher?
Meines Wissen nach hält ein Thermostatkopf das Ventil schon auch auf Zwischenstellungen und macht mehr als auf und zu. Der "typische Heizkörper" heizt eigentlich die ganze Zeit relativ gleichmäßig, das passt nciht zu "es gibt nur 0 und 100%"

[livingpure]

sicher?

gab da mal ein Video, wo das an einem aufgeschnittenen Ventil demonstriert wurde. Deswegen naja, halbwegs sicher. Lasse mich gern vom Gegenteil überzeugen

[Agent]

hier mal ein Auszug von MDT

image.png

[steiniKNX]

Meines Wissen nach hält ein Thermostatkopf das Ventil schon auch auf Zwischenstellungen und macht mehr als auf und zu. Der "typische Heizkörper" heizt eigentlich die ganze Zeit relativ gleichmäßig, das passt nciht zu "es gibt nur 0 und 100%"

Ja das wäre jetzt die Grundfrage ... ich hätte auch immer gedacht, dass der 30%, 60% 90% AUF könnte. Wenn hier allerdings auch nur 0 und 100% gehen, dann wäre es natürlich wieder ein ganz andere Baustelle ...!

[Uwe!]

gab da mal ein Video, wo das an einem aufgeschnittenen Ventil demonstriert wurde. Deswegen naja, halbwegs sicher. Lasse mich gern vom Gegenteil überzeugen

Die Funktionsweise ansich ist ja recht simpel. Die Frage ist ja nur, wie "sensibel" das "Dehnelemet" auf Temperaturänderunge reagiert.

Ich hab auf https://www.vaillant.de/ratgeber/hei...ngsthermostat/ das hier gefunden:

Wie funktioniert das aber im Detail? Bei Thermostaten, die an Heizkörpern befestigt sind, befindet sich im Thermostatkopf ein Temperaturfühler, der mit Flüssigkeit oder Gas als Medium arbeitet. Je nach Raumtemperatur dehnt sich das Medium aus oder zieht sich zusammen. Die Veränderung des Volumens führt dazu, dass ein beweglicher Stift das Ventil verstellt und so mehr oder weniger Heizwasser durch den Heizkörper fließen lässt.

Die Wunschtemperatur wird am Einstellregler am Thermostatkopf ausgewählt: Beim Drehen nach links (höhere Temperatur) entfernt sich der Thermostatkopf vom Ventilgehäuse, es kann mehr Heizwasser durchfließen. Die Drehung nach rechts ist gleichbedeutend mit einer Schließung, sodass die Durchflussmenge reduziert wird. Die eingestellte Temperatur wird nun durch die Regelung der Durchflussmenge gehalten, denn Abweichungen von der Wunschtemperatur korrigiert das Heizungsthermostat durch den beweglichen Stift im Thermostatventil.

[rosebud]

Man denkt an mich! Danke dafür. Angenommen, man würde FBH oder HK mit 0..10V-Antrieben steuern (macht niemand, zuviel Aufwand und zu teuer), es käme niemand auf die Idee, von 0V auf 10V und zurück zu schalten, sondern man würde (regelungstechnisch) eine Zwischenstellung ausrechnen, die die erforderliche Heiz- oder Kühlleistung zur Verfügung stellt - genauso, wie man es bei Registern in großen Lüftungsanlagen macht. Wie erreiche ich bei thermischen Antrieben eine Zwischenstellung? Ich nutze die thermische Trägheit der Heizpatronen und steuere sie schnell genug an mit PWM-Zykluszeiten deutlich unter einer Minute. Den Triacs in den Aktoren ist das völlig schnuppe und weil sich die Antriebe nicht bewegen, gibt es auch hier keinen mechanischen Verschleiß.
Bleibt noch, die T°regelung zu stabilisieren mittels geeigneter PID-Parameter.
Zunächst das P-Band: Es ist umso größer zu wählen, je weniger die Regelstrecke reagiert. Erfahrungsgemäß (Landis&Gyr hat das mit dem analogen Poligyr-System von vor 40 Jahren etabliert) orientiert sich das P-Band an dem zu regelnden Wert, z.B. der RaumT°. Hier sind es normalerweise 70% bis 100% der T°, also 20K bis 25K.
Die Nachstellzeit: Erfahrungsgemäß bei Heizkörpern um die 20 Minuten, bei Fußbodenheizung eine Stunde. Man kann sicher sein, daß die Regelung damit stabil funktioniert, ersichtlich aus Aufzeichnungen von Ventilstellgröße und RaumT°.