Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Fussboden-Heizungssteuerung


von Mike M. (mikeii)


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Hi,

und zwar würde ich gerne meine Fussbodenheizung elektronisch regeln.
Bei uns sind im Heizungskeller nur Ventile zum drehen verbaut.
Allerdings habe ich dafür keine Stellantriebe gefunden, weswegen ich 
dort einfach mit einem Adapter einen Servomotor mit Encoder anschliessen 
möchte.

Mein Problem ist jetzt folgendes.
Ich habe einen Raum, welcher einmal eine Lufttemperatur hat, und einmal 
eine Bodentemperatur.
Würde ich jetzt die Heizung voll aufdrehen, gibt es einen Zeitraum, in 
dem zwar der Boden total warm ist, die Luft aber nicht. Es soll eher so 
sein, dass der Boden angenehm warm ist, und die Luft später auch eine 
ähnlich hohe Temperatur annehmen soll.
Wenn ich die Heizung aufdrehe, ist der Raum erst nach einer langen 
Heizphase warm.

Gibt es für so etwas schon vorgefertigte Algorithmen?

Wäre es sinnvoll die Bodentemperatur zu messen, oder kann man das auch 
Sinnvoll mithilfe der Lufttemperatur regeln?

Was ist mit einem Fensterkontakt, wie soll man bei sowas verfahren?

Wäre nett, wenn mir jemand ein paar Ideen geben könnte.

Danke

von Patrick (Gast)


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Bin mir nicht sicher, ob ich Dich richtig verstehe.

Heutzutage wird die Temperatur einer Fußbodenheizung i. A. auf ca. 35°C 
begrenzt; mit RTL-Ventil benötigst Du somit natürlich einen Fühler im 
Estrich. Alternative wäre ein Mischer.

Willst Du ernsthaft die Raumtemperatur auf diesen 35°C halten? Das wäre 
mir persönlich "etwas" zu warm.

Ansonsten dürfte es ein PI-Regler tun, welcher die 
Fußbodenheizungstemperatur nachführt.

Wie Du schon sehr richtig erkannt hast, sind die Zeiten enorm groß. 
Daher muss natürlich auch die Regelung entsprechend träge sein.

Dies ist auch der Grund, weshalb ich nicht verstehe, was Du mit einem 
Fensterkontakt bezwecken willst - Solange Du nicht einen 
Wahrsagealgorithmus erfindest, der die Heizung mehrere Stunden vor 
Fensteröffnung sperrt, sehe ich darin nur bedingt Sinn (Okay, richtig 
ist, dass sich damit die Führungsgröße (Raumtemperatur) sperren lässt 
und die Heizung nicht auf 100% fährt, solange das Fenster offen ist).

von Holger W. (holgerw)


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Ich bastle hier schon eine Weile dran herum:
http://www.wagenlehner.net/Decoder/Thermometer/index.html

Da ich keinen Einfluß auf die Vorlauftemperatur habe kann ich nur über 
Einzelraumregler versuchen, eine bestimmte Raumtemperatur zu erreichen.
Algorithmen hab ich mir selber gestrickt, wenn er in die Hysterese kommt 
schaltet er abhängig von der Differenz zur Solltemperatur die Heizung 
schon vorher ein und aus.
Da ich 230V Stellantriebe habe konnte ich an der ursprünglicher Stelle 
des Bimetallreglers einfach eine Unterputz-Funksteckdose installieren. 
Die wird über ein RFM12 Modul sicher geschaltet.
Zusätzlich holt sich der Regler per Funk die Uhrzeit vom einem PC (wenn 
der eingeschaltet ist) und sendet über das Funkmodul auch Daten wie 
Soll-, Isttemperatur und Einschaltstatus zur grafischen Auswertung an 
den PC.
Lüftungsmodus erkenne ich am "Temperatursturz".
Alles mit einem PIC 18F2620.

Holger

von Mike M. (mikeii)


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Hi,

die Raumtemperatur will ich natürlich nicht auf 35 Grad halten.

Ich will später an der Wand eine Steuerung haben mit der ich die 
Temperatur einstellen kann. Unter anderem soll das ganze natürlich auch 
mit benutzerdefinierten Temperaturkurven funktionieren. Aber im Moment 
muss ich erstmal den einfachen Fall mit der vorgegebenen Temperatur 
realisieren.

Angenommen die Heizung ist aus, die Raumtemperatur beträgt 17 Grad und 
ich stelle jetzt 22 Grad ein.

Dann wäre es ja sinnvoll die Heizung ganz aufzudrehen. Dann ist aber die 
Frage, wann regle ich sie zurück? Und wie weit? Ich möchte ja keine 
Temperaturschwingung erzeugen, sondern die Temperatur dann konstan 
halten.

Dann weiß ich nicht wie schnell die Luft die Temperatur des Bodens 
annimmt, etc.


Der Fensterkontakt ist genau dafür da, damit die Heizung nicht auf 100% 
fährt. Eigentlich sollte sie ja dann abgeschalten werden (nach einer 
gewissen Zeit die wohl größer sein sollte als die 
"Standart-Stosslüftzeit"), damit ich nicht unnötig heize.


Ich frage mich wie die Berechnung der Ventilstellungen in einem 
käuflichen Elektronischen Thermostat aussehen.


Gruß Mike

von H. Eater (Gast)


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Lieber Mike,

entweder bei Deiner Heizung wurde die Regelung vergessen, oder Du hat 
die Bedienungsanleitung Deiner Heizung noch nicht gelesen oder 
verstanden.

Millionen von Fußboden-Heizungsbesitzer haben diese Probleme nicht.

von Thomas (kosmos)


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wenn es zu lange dauert bis ein Raum aufgeheizt wird, liegt das nicht an 
einen Regel-Algorithmus, mit deiner Dreh-Amatur hast du ja so etwas eh 
nicht und mehr wie 100% aufdrehen kann man auch nicht.

Kann folgende Gründe haben.
1. Isolierung unterhalb der Fußbodenheizung zu gering dadurch muss man 
die riesen Wärmekapazität des Untergrundes (Beton) aufheizen.
2. Die Durchflussmenge der Fußbodenheizung ist zu gering, wodurch nur 
wenig Wärme zugeführt werden kann. Hier könnte man den Durchfluss 
erhöhen was einige Nachteile bringt, z.B. Strömungsgeräusche, höher 
Stromverbrauch der Pumpe da dieser im Quadrat zum Druck steigt, evtl. 
einen Pumpentausch erfordert
3. Könnte man die Vorlauftemperatur erhöhen was aber unwirtschaftlich 
ist.
4. Könnte man andere Räume die schneller warm werden etwas 
runterdrosseln damit der unterversorgte Raum mehr abbekommt.

von D. Enker (Gast)


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Eine möglicherweise falsch dimensionierte/eingestellte/defekte Heizung 
lässt sich auch mit einer zusätzlichen Regelung nicht instandsetzen.

von Mike M. (mikeii)


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Das ist es doch gerade was ich sage. Die Fussbodenheizung hat keine 
Regelung, nur ein Ventil zum drehen.
Mit viel Geschick lässt sich die Wunschtemperatur einstellen. Aber dafür 
renn ich doch nicht jedesmal in den Keller?

Vom Heizungsraum wird alles "gesteuert", leider nur per Hand.

Und jetzt sollen dort Regler hin, die die Ventile für mich betätigen

von P. Lustig (Gast)


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Also bis Du im Selbstbau den Komfort erreicht hast, den Du Dir wünschst 
- bis dahin dürfte die aktuelle Heizperiode beendet sein. Noch Fragen?

von Ulrich (Gast)


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Wenn die Heizung die geforderte Leistung nicht liefern kann, hilft auch 
kein Regler.

Die Regelung einer Fußbodenheizung ist schon ziemlich anspruchsvoll, und 
mit einer guten Regelung könnte man einiges herausholen. Je nach Haus, 
besonders bei großer Fensterfläche oder wenn die Anlage sonst eher 
schlecht ausgelegt ist, kann die kann auch die typische mitgelieferte 
Regelung überfordert sein.
Das wäre nicht die erste Fußbodenheizung wo die Regelung nicht 
funktioniert - auch das werden Tausende sein.

Es aber auch nicht so einfach, aber auch nicht unmöglich selber eine 
bessere Regelung aufzubauen. Mit einem einfachen PID Regler wird es da 
aber vermutlich nicht getan sein - so etwas ähnliches ist der Standard 
der wahrscheinlich schon da ist. Da wäre ggf. noch ein Einstellung an 
Parametern möglich, ist aber auch nicht einfach und Zeitaufwendig, weil 
so eine Regelung Träge ist. Es ist auch gut möglich das man mit einem 
normalen PID Regler kein befriedigendes Ergebnis erreichen kann.

Vor gefertigte Algorithmen sind da schwer zu bekommen - bestenfalls 
haben die Hersteller da was brauchbares (ist aber auch nicht sicher) 
aber das bleibt ihr Geheimnis.

Wenn man das Problem richtig angehen will, müsste man sich 
wahrscheinlich erst mal so etwas wie eine Simulation schreiben, um die 
Wirkung der Heizung und die Wärmeströme im Haus simulieren zu können. 
Mit der Simulation könnte man dann eine passende Regelung entwerfen und 
optimieren. Das echte System ist für Versuche einfach zu träge - und 
ohne viele Testläufe wird man nicht auskommen.

von Thomas (kosmos)


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ich würde dir empfehlen die Regler alle aufzudrehen und die Heizkurve 
der Heizung richtig einstellen. Jetzt kannst du einzelne Räume im Keller 
etwas einbremsen und danach kannst du auch noch deine Regelung 
integrieren.

von P. Lustig (Gast)


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Ohne Heizkurve keine Regelung! Schau Dir das mal an:
http://www.heiz-tipp.de/ratgeber-128-heizkurveneinstellung.html

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Wo ist das Problem? Abgesehen von dem Servosteller am Ventil braucht es 
lediglich einen Thermofühler am Boden und einen im Zimmer in einer Höhe 
von 1,20m. Anfangs wird die Bodenheizung auf maximal 35°C gefahren. Wenn 
der Raumfühler mehr als die gewünschten 22°C (Beispiel) meldet, dann 
wird die Bodentemperatur sukzessive abgesenkt und an die Raumtemperatur 
angepasst. Flinke Regelungen kann man hier aber vergessen, Messungen im 
Bereich von halben Stunden reichen aus. Der Raumfühler sollte aber 
halbwegs genau und gut angebracht sein, damit die Regelung schon vor 
Erreichen der Max-Temperatur einsetzen kann, um ein Überschwingen zu 
verhindern und um Energie zu sparen. Als Regler käme ein extrem 
langsamer PI zum Einsatz. Das kann ein ATMega mit 16kB Flash locker 
stemmen. Ein Display und ein paar Tasten für Eingaben könnten auch noch 
mit dran, dann macht sich ein ATMega169P ganz gut. Meine FBH läuft 
beispielsweise mit einem modifizierten Sparmatic BASIC mit externen 
Fühlern, wobei ich wahrscheinlich irgendwann auf einen COMET umsteigen 
werde, wegen der besseren Verarbeitung, dem kompakteren Gehäuse und der 
besseren Bedienbarkeit.

von Jörg E. (jackfritt)


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Dein Problem ist das eine Fußbodenheizung immer träge ist. Du müsstest 
in deinem Fall zuviel Energie reinschieben um schneller den gekühlten 
Raum warmzubekommen. Leider heizt jetzt deine Fussbodenheizung durch 
Ihre Masse noch lange nach obwohl dein Regler schon abgeschaltet hat. 
Deswegen sind
Fußbodenheizungen für gelüftete Räume ein Problem. Du weisst nie wieviel 
Energie du dem Raum durch lüften entzogen hast. Und das genau mit der 
Fussbodenheizung nachzuschieben ist recht schwer. Geht auch nur mit
Ventilen. Und am besten möglichst niedrige Vorlauftemperatur. 29 Grad 
reicht meistens.

Meine Heizung ist z.b. zu stark ausgelegt und macht zuviel Temperatur.
Dadurch habe ich große Temperaturschwingungen im Raum. Ziemlich doof :)
Ich überlege gerade an einer Regelung die nur Zeitweise einschaltet um 
kleine
Temperatursprünge zu bekommen die sich im 10 Minuten takt einpendeln. 
Damit müsste sich ein besserer mittelwert einstellen. Das kommt 
natürlich immer auf
die Fussbodenheizung in dem Raum an. Das muss man austesten über mehrere 
Monate....

Viel Erfolg :)


Gruss,

Jörg

von Jörg E. (jackfritt)


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@Knut Ballhause
Du hast ne Regelung für einen Heizkörper als FB Regelung missbraucht ??
Auch ne Idee ;)

Gruss,

Jörg

von Jörg E. (jackfritt)


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@Holger W.

Geiles Teil.
Ich habe bisher auch nichts kaufbares gefunden was so genau
regeln kann. Solltest du mal einen Bausatz bzw. Fertiggerät anbieten
melde dich ;)

Gruss,

Jörg

von Stefan D. (stefan1)


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Hallo Mike,

bei mir im Eigenheim ist die Fusbodenheizungsregelung recht simpel: 2 
Punktregelung mit Bimetal. Die Stellantriebe am Verteiler kennen nur auf 
und zu. Vorlauftemperatur wird mit Mischer Geregelt.

Schau mal nach, ob du den Durchfluss am Verteiler im Rück/Vorlauf 
Einstellen Kannst. --> Kanst du ja, auf der Gegenseite den Antrieb siehe 
Unten einbauen.

Dann Bau dir einen 2 Pubktregler, und stell den Rest mit dem Durchfluss 
ein.

Weiterhin kostet so ein Termoantrieb für den Verteiler ca. 20 Euro, Das 
Ventil dazu noch 10 Euro, und du brauchst dir keinen Servo selber 
Basteln.

http://www.amazon.de/Stellantrieb-Fussbodenheizung-230V-inkl-Ventilanpassung/dp/B004JIW386/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1319911468&sr=8-2

Bei Unklarheiten, einfach Fragen

Grüße Stefan

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Jörg Esser schrieb:
> Du hast ne Regelung für einen Heizkörper als FB Regelung missbraucht ??
> Auch ne Idee ;)

Jup. Ist doch dasselbe, nur die Regelung ist anders. Das Stellventil ist 
hier ein normales, eingelötetes Danfoss Durchflussventil mit 4mm 
Stellweg, also nix zu Drehen. Darauf passt halt genau das elektronische 
Thermostat aus´m Baumarkt. Software geändert, externe Sensoren dran... 
fertig  ;-).

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