Hallo, ich möchte gerne meine Heizungsregelung von außentemperaturgeführt auf raumtemperaturgeführt umstellen. Raumthermostate sind HomeMatic über FHEM, Heizungsregelung läuft als C-Programm direkt auf dem Beaglebone Black (Brenner, Pumpen, Warmwasser, Heizungsmischer). Sinn und Zweck ist es, durch optimale Vorlauftemperatur unnötigen Ölverbrauch zu reduzieren. Daher bin ich gerade am Knobeln, wie ich die Parameter Raum-Soll-Temperatur, Raum-Ist-Temperatur, Ventilöffnung und ggf. Außentemperatur am besten kombiniere um daraus den eigentlichen Heizbedarf abzuleiten. Erster Ansatz wäre ein (P)I-Regler der über die Vorlauftemperatur auf eine Ventilöffnung zwischen z.B. 90% und 95% regelt. Hier ist allerdings die Frage, wie ich die Vorlauftemperatur sinnvoll begrenze, denn es kommt vermutlich beim morgendlichen Sprung von der Nachtabsenkung kurz- bis mittelfristig zu einem satten Überschwinger der die Rohre mit 70 Grad heißem Wasser flutet. Hat sich über eine solche Einzelraumregelung in Verbindung mit einer Kesselsteuerung schonmal Gedanken gemacht? Bin für konstruktive Hinweise in jegliche Richtung offen.
Wenn du die Steuerung schon als freiprogrammierbare Lösung parat hast, würde ich für die kommende Saison ein Programm schreiben, das selbstlernend die minimal nötige Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von Aussentemperatur und gewünschter Raum-Solltemeperatur ermittelt, als Kennfeld anlegt und darüber regelt. Dabei geht es auch um Komfort. Wenn du schnell von eine kalten Wohnung auf Wohlfühltemperatur kommen willst, musst du entsprechend stark die Vorlauftemp. überhöhen, im Gegensatz zur reinen Erhaltungsheizung einer schon aufgewärmten Wohnung (Wände, Einrichtung). Der Mischer hat z.B. die Funktion, die Häufigkeit der Brenner-Hysterese etwas auszudehnen, so dass dieser nicht allzu häufig an- und abschaltet. Andererseits bewirkt das Überheizen des Kessels auf Temperaturen oberhalb der notwendigen Vorlauftemperatur zusätzliche Energieverluste. Da muss ein optimaler Kompromiss zwischen Brennerverschleiss durch häufige Taktung und Überheizung des Kesselwassers gefunden werden. Statt Kennfeld kannst du auch eine direkte Regelung entwerfen, wenn du über das Delta_IST-Temperatur/dt die Reaktionsgeschwindigkeit der Raumtemperaturveränderung pro Zeiteinheit als Input für die Vorlauftemp.-Überhöhung heranziehst. Die Sache sieht auf den ersten Blick trivial aus, ist sie aber nicht. Es gibt einige nichtlineare Parameter, die gegenseitig verknüpft sind und ein mehrdimensionales Feld repräsentieren.
Trivial ist das nicht, das ist mir schon klar. Das mit dem Kennfeld ist eine gute Idee. Bei einem richtig ausgelegten Regler müsste ja der I-Anteil die Erhaltungstemperatur widerspiegeln und der P-Anteil die Temperaturüberhöhung zur WAF-Temperatur beitragen. Die Werte werden eh in einer RRD gespeichert, da müsste sich sowas auch daraus ermitteln lassen. Alleine der Umbau auf eine eigene Steuerung hat dazu beigetragen, dass durch dynamische Hysterese der Brenner länger läuft, der Schornsteinkopf im Winter trocken bleibt und witterungsbereinigt der Ölverbrauch etwas gesunken ist.
Dieter Mahr schrieb: > Hallo, > > Erster Ansatz wäre ein (P)I-Regler der über die Vorlauftemperatur auf > eine Ventilöffnung zwischen z.B. 90% und 95% regelt. Hier ist allerdings > die Frage, wie ich die Vorlauftemperatur sinnvoll begrenze, denn es > kommt vermutlich beim morgendlichen Sprung von der Nachtabsenkung kurz- > bis mittelfristig zu einem satten Überschwinger der die Rohre mit 70 > Grad heißem Wasser flutet. > Das kann man ja sinnvoll nutzen. Ich mache morgens um 5:30 immer Warmwasser, der Kessel ist dann auf 70°, damit kann ich die Hütte schnell aus der Nachtabsenkung rausholen und ruckzuck aufwärmen. Ansonsten ist das bei mir grob so geregelt, dass alle Thermostate für sich selbst regeln, wenn einzelne (je nach Priorität) 100% Öffnung haben, wird der Brenner angeworfen. Eine PI-Regelung für den Kessel habe ich verworfen, der Brenner kann nur An oder Aus, da gibt es nicht viel zu regeln und einen Mischer habe ich bewusst nicht. Gruss Axel
> Hat sich über eine solche Einzelraumregelung in Verbindung mit einer > Kesselsteuerung schonmal Gedanken gemacht? Ja dazu haben sich sehr viele Leute schon Gedanken gemacht. Optimale Vorlauftemperatur ist das A & O beim effizienten Heizenergieeinsatz. Die klassische Regelung mit Vorlauftemperatur nach Aussentemperatur und Raumtemperatur durch Soll-Ist Abgleich am Radiatorventil ist regelungstechnisch gesehen eine Kaskadenregelung. Einfach nur Differenz Raum-Soll und Raum-Ist zu regeln, ist so wie nach Differenz Vorlauf-Rücklauf-Temperatur bei einem vernünftig abgeglichenem Heizkreis. Wer jeden Raumtermostat abfragt und die Aussentemperatur vernachlässigt Da schmeisst die Kaskade über Bord. Einziger Vorteil der Ansteuerung einzelner Radiatorventilen ist die bessere Verteilung der Heizleistung unter den Heizkörpern und somit besserer Wirkungsgrad. Wer glaubt die Radiatorventilregler seihen P-Regler, dem sei die Lektüre der Ventil- und Heizkörperkennlinien empfohlen. Die wesentliche Störgrösse ist das Aussenklima, die internen Wärmequellen und die Lüftungsverluste. Wesentlich dabei sind: - Aussenlufttemperatur, - eingetragene Strahlungsleistung der Sonne, - interne Wärmeleistung, - Windgeschwindigkeit (bestimmt die Infiltrationsverluste) - Lüftungsverluste. Bei Heizungen von modernen Gebäuden schwerer Bauart sind Verzögerungen in Stunden oder Tagen zu messen. Eine Störgrossenaufschaltung ist regelungstechnisch eine sehr sehr gute Sache. Das macht den Regler schneller und somit präziser. Daher ist soetwas heute Standard. Grundsätzlich gilt: elektronische Regler sind generell nicht besser als hydraulische. Wenn man sich dennoch alle Regelkreise eletronisieren will: _Meine Empfehlung_: Ermittele das Verzögerungsglied empirisch so gut wie möglich (Das Haus gibt es ja schon. Problematisch ist natürlich dass das ceteris paribus Versuche kaum möglich sind.) Anstelle der Auschaltung der aktuelle Störgrösse habe ich Regelungen implementiert die die vorgesehene Störgrösse (aka. Wettervorhersage) aufgeschaltet. Sozusagen ein Smith-Prädiktor nach zu erwartetem Aussenklimaparameter. Im der Praxis: Wenn die Märzsonne morgen ins Haus scheinen wird, wird die Heizung nicht gebraucht. Das ist ganz nett, wenn mein ein vollverglastes Bürohaus mit Fussbodenheizung hat. Die Vorlauftemperatur muss so ausgelegt sein, dass_alle_ Heizkörper, auch der letzte/kleinste, ausreichende Leistung liefern können. Machmal hilft es da wenig die Regelung zu optimieren. Ein einzelner grösserer Heizkörper wirkt manchmal grössere Wunder als ewiges rumgefrickel am Regler. Die Ersparnisse einer Nachtabsenkung bei modernen schweren Gebäuden kann man ganz leicht durch morgendliche Leistungsspitzen wieder wegbrennen.
Hi, ich habe eine einzelraumabhängige Regelung im Eigenbau seit einigen Jahren im Einsatz. Ausgabspunkt war, dass die Räume sehr individuell und zu verschiedenen Zeiten geheizt werden sollen. Die Vorlauftemperatur musste ganztägig stark überhöht sein, nur, um z.B. Abends das Wohnzimmer hochheizen zu können. Außerdem gibt es Fremdwärmequellen wie Kochen oder Kachelofen, die, besonders am Wochenende, quasi ganztägig eine Absenkung der Vorlauftemperatur ermöglichen. Zum Einsatz kommen nun HR20 Heizkörperthermostate, teils mit der OpenHR20 Firmware. Diese geben alle 4 Minuten die Raumtemperatur, die Solltemperatur und die Ventilstellung seriell aus. Eine externe Platine mit Atmega8 wird über die Batterien des HR20 gespeist, nimmt die seriellen Daten entgegen und sendet sie über ein rfm12 Funkmodul in den Keller. Zusätzlich sind an den Platinen noch Sensoren, Aktoren, LEDs usw. angeschlossen, je nachdem, was im Raum noch so gebraucht wird. Das zentrale Gerät im Keller (Atmega128) errechnet aus den Daten einen Reglerwert und manipuliert den Eingang für den Raumfühler der Heizung. Eine andere Steuerungsmöglichkeit habe ich leider nicht gefunden. Die Außentemperatur wird von der Heizung weiterhin berücksichtigt, meine simulierte Innentemperatur dient also nur der Korrektur. Diese ist aber in weiten Grenzen möglich. Zusätzlich übernimmt das zentrale Gerät noch Logging (SD-Karte), Zählerauswertungen, Messungen Vor-/Rücklauf und Speicher und steuert die Zirkultionspumpe (Brauchwasser) vorrausschauend, also automatisch lernend, an. Was ich heute anders machen würde: Vermutlich würde ich eine Kombination aus Mikrocontroller und Rasperry Pi nutzen. Auf dem Pi könnte man die Regelung ohne Firmwareupdaterei anpassen und die Daten gleich in einer Datenbank erfassen und ein Webinterface bereit stellen. Es sind einige Sonderfälle abzufangen, mit denen ein klassischer Regler überfordert wäre. Beispiel: Nutzer dreht Thermostat ab, öffnet Fenster, kühlt den Raum aus, schließt Fenster, öffnet Thermostat. -> Große Abweichung vom Sollwert, Vorlauftemperatur schießt hoch. Oder: Nutzer dreht in schneller Folge am Thermostat hin und her. Erst runter, dann rauf, dann wieder ein halbes Grad runter. Und zuletzt hat meine Regelung noch das Problem, dass hier zwei Regelungen gegeneinander arbeiten. Bei steigender Zimmertemperatur reduziert das zentrale Gerät die Vorlauftemperatur. Im Raum schließt aber auch das Ventil.
Nachtrag: Unsere Heizung führt morgens eine Schnellaufheizung durch. Das Überschwingen konnte ich mit einem D-Anteil aber gut in den Griff bekommen. Und, wie weiter oben geschrieben, empfielt es sich, die Warmwassererhitzung so zu wählen, dass danach gleich in den Heizbetrieb gewechselt wird.
Dieter Mahr schrieb: > Sinn und Zweck ist es, durch optimale Vorlauftemperatur unnötigen > Ölverbrauch zu reduzieren. > > Hat sich über eine solche Einzelraumregelung in Verbindung mit einer > Kesselsteuerung schonmal Gedanken gemacht? Bin für konstruktive Hinweise > in jegliche Richtung offen. Schmeiss die Raumthermostate weg und optimiere den hydraulischen Abgleich! So kannst Du mit minimaler Vorlauftemperatur arbeiten und Heizöl sparen. Die einzelnen Heizkörper zu regeln ist suboptimal, da dadurch der Volumenstrom beeinträchtigt wird. Als Resultat wird der Heizkessel die Energie nicht los und er fängt an zu takten. Ausserdem führt die "Absenkerei" zu Auskühlung der Wände und Möbel und es wird daher ein schlechteres Wohlfühlklima erzeugt, dem in der Regel mit höheren Raumtemperaturen gegengesteuert wird. Und die erhöhte Wieder-Aufheizphase bedeutet zusätzliche ineffizientere Energienutzung.
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