Hi, bin neu hier und möchte gern von den Experten hier wissen, ob mein Regelungskonzept mit ip-symcom zu realisieren ist.
Bin beim Suchen nach Informationen zu enOcean auf dieses Forum gestoßen.
Es geht mir vorerst um eine konsequent wärmebedarfsorientierte Heizungsregelung für ein Zweifamilienhaus. Später evtl. Erweiterung auf Beschattung und Lüftung.
Hintergrundinfo: ich habe heute eine schon 17 Jahre alte aus einer Diplomarbeit stammende Regelung, die auf Einzelraumregelung mit modifzierten elektronischen centra-Thermostaten basiert. Aber - und das ist das Besondere - diese Thermostate geben Rückmeldung über ihre Ventilstellung an einen zentralen Mikrocontroller, der dann den Brenner ansteuert (Gas-Brennwert).
Der Gasverbrauch ist damit deutlich gesunken. Auf Wunsch kann ich auch eine alten Zeitschriftenartikel dazu einstellen.
Da Elektronik und Stellantriebe mehr und mehr unzuverlässig werden, außerdem mit der alten Verkabelung nicht alle Räume einbeziehbar sind, möchte ich alles austauschen gegen moderne Technik und noch mehr energiesparendes Regelungskonzept. Funk mit enOcean (oder KNX RF) ist mir dabei sehr wichtig, da ich im Altbau keine neuen Buskabel verlegen kann.
Stark vereinfacht soll die Wärmebedarfsermittlung wie folgt ablaufen (Besonderheiten lasse ich vorerst einmal weg):
Zuerst regelt jeder einzelne Raum für sich z.B. mit dem neuen Stellantrieb MD15-FTL von Kieback&Peter (kann Ventilstellung stetig zurückmelden) und einem entsprechenden enOcean-Raumcontroller. Bewusst dezentral aus Zuverlässigkeitsgründen.
Wenn dann ein Ventil am Heizkörper nahezu voll auf ist, soll der Stellantrieb einer Hauszentrale Wärmebedarf melden.
Sozusagen „Achtung: ich brauche bald Wärme, das Ventil ist schon zu 90…95% offen“ (Anm.: aus Komfortgründen nicht erst bei 100% offen, da sonst evtl. Temperatur im Raum zu sehr schwankt)
Die Hauszentrale summiert diese Signale aus z.B. 10-12 Räumen auf und bekommt damit ein gutes Bild über den tatsächlichen Wärmebedarf im Haus. Eine Visualisierung dafür wäre wünschenswert, z.B. auch um zu sehen, welche Räume die Regelung dominieren.
Daraus soll die Hauszentrale dann eine Leistungsanforderung in % berechnen und an einen Wärmeerzeuger senden, z.B. einen modulierenden Brenner (am besten via 0-10V Aktor, denn 0-10V Schnittstelle haben etliche Wärmeerzeuger).
Vorteile:
Nicht wie heute meist üblich „Heizen auf Vorrat“ mit konstanter Vorlauftemperatur abgeleitet aus einer Außentemperatur, sondern wirklich nur bei echtem Bedarf. Ganz simpel: so lange kein Raum Bedarf meldet, bleibt der Wärmeerzeuger kalt.
Echter Regelkreis unter Einbeziehung des Verhaltens der einzelnen Räume, des Gebäudes. Jahreszeitliche Einflüsse, Sonneneinstrahlung usw. werden dadurch automatisch berücksichtigt. Quasi selbstadaptierend zu jeder Jahreszeit.
Geringere Stillstandsverluste, da auf Dauer niedrigere Vorlauftemperaturen.
Kein mühseliges Optimieren mit Kurvenverstellung von Vorlauftemperaturen u.a. Parametern (die Mühe machen sich nur wenige Hausbesitzer/Heizungsbauer). D.h. leicht zu installieren!
Die heutigen Jahrzehnte alten Regelungskonzepte für Ein/Zweifamilienhäuser sind meiner Meinung nach geradezu anachronistisch im Vergleich zu den Möglichkeiten, die enOcean u.ä. Technologien heute bieten.
Geht das alles mit ip-symcon? Was müsste noch selbst geschrieben/programmiert werden?
Ich sehe hier einen großen Markt im Bestand/Altbau. Bei geeignet modularem Konzept wäre das auch für Mehrfamilienhäuser anwendbar.
Bin auf eure Antworten sehr gespannt.
gollo48
natürlich. Läuft bei mir seit 2 Jahren, allerdings mit FHT aus dem Hause E**.
Anhand der gemeldeten Ventilstellungen errechne ich per Script einen Durchschnittsbedarf, es hat sich aber als sinnvoll erwiesen nur bestimmte Räume als Referenz zu nutzen.
Momentan hängen 2 Pelletöfen dran, der 2.te wird ein- aus geschaltet und parallel noch umgeschaltet zwischen 2 KW/h und Vollast. Bei dem Ersten (steht im Wohnzimmer) erfolgt nur die Lastumschaltung.
Leistungsregelung beider steht auf der ToDo Liste, der Ansatz mit dem 1-Wire Poti ist in die Tonne gewandert, es wird vermutlich was mit ´nem Atmel und PWM Ausgang.
Ein paar Variable samt zugehöriger Skripte, welche die Berechnung und das Steuern vornehmen.
Interessant wäre auch eine Erfassung und Auswertung des Primärenergieeinsatzes (Laufzeit der Pelletschnecke) im Verhältnis zur abgegebenen thermischen Leistung (Wärmemengenzähler zwischen Pelletofen und Heizungsanlage).
Leistungsbereiche mit schlechtem Wirkungsgrad könnte man anschliessend per Skript vermeiden.
Nanu, ist doch im PIC 18f2550, genannt Multi truppa Funkchip, schon drin?
Oder hast du die Platine mit den OP’s nicht?
Gruß Helmut
PS. habe gerade eine 16-fach PWM - Schaltung für LED’s jetzt mit RS232, später in USB-HID, in der Mache. Guckst du hier
… Und eine RGB-LED Schaltung mit 18F2550 per USB-RS232-Umsetzung oder RS232 als Opensource Projekt mit Target geroutet.
Könnte man auch dafür nehmen: gibst du 255 255 255 CRLF und gut
Jetzt bin ich verwundert. Hatte mich zu FHT/FS20/Homematic schlau gemacht, aber nichts über echte Rückmeldung der Ventilstellung gefunden (x% oder so, nicht nur offen/geschlossen).
Wie hast du das gemacht?
Würde mich interessieren, wie du Durchschnittsbedarf errechnest?
An dem Punkt grüble ich auch noch. Im Prinzip könnte man doch einfach alle %-Werte addieren und durch Anzahl der meldenden Ventile teilen? D.h. wenn alle (nahezu) offen sind, dann 100% Leistung anfordern, ansonsten entsprechend weniger?
Bei modulierendem Brenner hat man ja die Möglichkeit, via 0-10V unterschiedliche Leistung anzufordern.
Zu den Räumen: wegen recht unterschiedlicher Nutzung zu verschiedenen Tageszeiten brauche ich fast alle Räume als Referenz.
Grüße
gollo48
Die FHT melden dir die Ventilstellung in % zurück.
Ich habs gleich wie es auch schon BerndJ beschrieben hat seid mehreren Jahren laufen.
Hier steuere ich aber einen Ölbrenner, welcher gemeinsam mit Solar an einen Puffer arbeitet.
Die Heizungs-Vorlauftemperatur (= Puffersolltemperatur) errechne ich genau so wie du vorschlägst. Je nach Tageszeit und Außentemperatur kommen noch ein paar empirisch ermittelte Konstanten mit drauf.
Hallo!,
Also: Ein Regler hat im eingeregelten Zustand idealerweise 50 % Stellgrösse.
D.h. er hat nach unten und oben noch „Luft“ zum regeln.
Bei meiner Regelung bestimmt der Raum mit der grössten Stellgrösse(ist auch die grösste Regelabweichung) die Vorlauftemperatur.Die Aussentemperatur „spielt“ bei der Berechnung auch noch mit.
Hat den Vorteil:
Im Bad plötzliche Temperaturanfordeung-Sollwert von 22 auf 25 Grad.
Aufgrund der PIDregelung geht die Stellgrösse von Anfangs ca.20% auf 80 %.
Die Vorlauftemperatur von 40 Grad auf 60 Grad, Raum wird schnell aufgeheizt.
Die Ventile sind KNX Cheopsdrive von Theben .
Diese melden an Buderus FM446 KNX Modul diese %-Werte.
FHZ1300 --> FHT80b = bidirektional
FHT80b --> FHT8V = one Way
Nur eingebunden, reicht.
Genau so. In der Praxis wirst Du aber feststellen, dass die normalerweise zugrunde liegende Wärmebedarfsberechnung, und somit die installierten Heizkörper nicht in Harmonie miteinander leben, die Abweichungen sind teils gravierend. Der Fachbegriff „hydraulischer Abgleich“ ist zwar einigen Heizungsbauern bekannt, die wenigsten beherrschen es aber.
Aus diesem Grunde dienen bei mir nur 3 Räume als Maßstab um den 2 Pelletofen in der Leistung zu schalten.
Der erste Pelletofen schaltet anhand der gemessenen Raumtemperatur im Wohnzimmer (über IPS Heating Modul), die dort eingestellte Solltemperatur ist bewußt niedriger eingestellt und regelt bei Bedarf die beiden Heizkörper auf, dies ist aber normalerweise nicht erforderlich wenn der erste Ofen läuft.
Hi Helmut,
doch, schon.
Aber:
Der Ofen ist zu weit weg vom IPS Rechner für USB
und viel schlimmer: ich hab die Meise und möchte die alte Wodtke S2 Steuerung durch ein Display ergänzen, mit Füllstandsmessung, Wirtschaftlichkeitsberechnung usw.
wieso alles so umständlich?
Wenn eine Einzelraumregelung vorhanden ist, ist das ja schon mal super.
Dann frag doch einfach die Regelabweichung der einzelnen Räume ab, mach da dann eine Maxauswahl und diese Regelabweichung verschiebt dir die Heizkurve (Heizkurve mit Temperatureinfluss)
So hast du eine direkte Rückmeldung was in den Räumen los ist und ob die zugeführte Energie reicht.
Funzt bei mir schon seit Jahren mit IPS und 1-Wire.
deine Einschätzung zu den bestehenden Heizungssteuerungen kann ich Unterschreiben. Viele Heizungen werden nur durch Aussentemperaturfühler geführt.
Vor ca. 2 Jahren habe ich bei mir eine Einzelraumregelung mit Rückwirkung auf meine Gastherme eingebaut. Die Raumregelung mache ich per Zweipunktregler. Sobald ein Raum auf Heizen geht, schalte ich die Gastherme frei. Die Gastherme arbeitet weiterhin mit der eigenen Steuerung mit Aussensensor.
Eine Nachtabsenkung habe ich in IPS vorgesehen, ist aber nicht aktiv, da nicht notwendig. Nachts ist die Heizung komplett aus.
Mit dieser Art der Einzelraumregelung und der Freigabe der Gastherme ergaben sich Energieeinsparung von 30%.
Gesteuert wird alles per 1-Wire Temperaturfühler, Schaltmodul für Heizkörperantrieb und Freigaberelais für Therme.
P.s. Nach der ersten Gasrechung nach Umstellung auf IPS Heizungssteuerung war meine Frau überzeugt
Danke für die schnellen Rückmeldungen.
Also gut, mit IPS scheint schon mal einiges zu gehen - und Frauen kann man damit auch überzeugen
Zu euren Antworten:
Wenn ich es richtig verstehe, meldet also nicht der Antrieb, sondern die FHT80b die Ventilstellung in % an FHZ#### zurück? Habe ich vielleicht übersehen, wäre nicht so kritisch.
Bitte beachten: Ich möchte nicht die VL errechnen/steuern, sondern die zu erbringende Leistung (in %), z.B. 4 - 20kW. Erlauben einige Gasbrennwertthermen als Input (mit 0-10V). Das geht bei Gas feiner abgestuft als z.B. 2 Pelletöfen zu steuern. Die VL darf bei mir frei „floaten“. Sie ist in meinem Konzept eine unwichtige Größe. Habe mit der alten Lösung auch merkbare Schwankungen, die aber tolerierbar sind. Das Monitoring der Rücklauftemperatur ist wichtiger - um möglichst immer unter 45° für Brennwertbetrieb zu bleiben.
Wozu noch die Außentemperatur und Tageszeit berücksichtigen? Die Rückmeldung aus den Räumen entscheidet doch, ob + wieviel Wärme gebraucht wird oder nicht? Und die Zeit-Temperatur-Profile sind in den Regelungen der einzelnen Räume hinterlegt (z.B. wie im FHT80b).
Ja, ein Regler sollte im Prinzip Luft zum regeln haben. Bei den ERR in den Räumen habe ich aber das Ziel, dass die Ventile möglichst weit auf sind und nicht der Raumregler unnötig wegen Wärmeüberangebot runterdrosselt. Gerade nur soviel Wärme liefern, wie unbedingt erforderlich. Wenn keiner was will, könnte man sogar die Heizkreis-Pumpe abschalten. Deswegen ist mir zukünftig auch eine stetige Rückmeldung an die „Hauszentrale“ wichtig (habe ich heute mit der Uralt-Lösung leider nicht).
Dann kann schon früher mehr Leistung angefordert werden - und nicht erst wenn ein Ventil ganz bis zum Anschlag auf ist.
Muss ich dafür unbedingt PID-Funktion nehmen? Oder reicht nicht auch einfach proprotional?
Eine Heizkurve wie bei einer witterungsgeführten „Regelung“ gibt es bei mir nicht, also kann ich die auch nicht verschieben
Dafür will ich ja direkt die Leistung steuern.
Könnte man eine schnellere Temperaturanhebung wie im Beispiel Bad nicht auch dadurch lösen, dass man eine Gewichtung der Räume/Rückmeldungen einfügt?
Einen hydraulischen Abgleich habe ich gemacht (zugegeben vereinfacht über Temperaturmessungen, Heizungsbauer hielt den Abgleich für „unwichtig“ <seufz>). Und auch schon unterdimensionierte Heizkörper ausgetauscht. Wenn ich in 2-Fam.Haus unterschiedliche Zeit-Temperaturprofile habe, muss ich wohl alle „Haupträume“ mit unterschiedlichen Profilen als Referenz einbeziehen?
Bleibt noch die Frage, wie gut kann IPS mit EnOcean ? Erfahrungen?
EIB/KNX-Bus geht nicht bei mir (Altbau). Ich muss Funk einsetzen, evtl. sogar mit Repeater. Und da möchte ich keine proprietäre Lösung sondern EnOcean nehmen, weil ich dem gute Zukunftsschancen gebe und heute schon von etlichen Herstellern allerhand Hardware angeboten wird. Das Angebot wächst (und damit fallen hoffentlich auch die Preise…)
Gruß
gollo
edit: Ergänzung: Frage zu IPS und EnOcean bezieht sich natürlich hier speziell auf Heizungsregelung.
Mit Licht & Co scheint ja schon einiges zu gehen. Werde mich mal durch alle EnOcean Threads durchwühlen.
zu2) VL Temp oder Leitung ist letztendlich das gleiche, bzw. stehen beide über die umgewälzte Wassermenge in direktem Zusamenhang.
zu3) das kommt von der relativ lahmen Regelkarakteristik der FHT. Ich fahr zb. Morgens und Mittags (da gibt es Lastspitzen) die VL für schon Vorausschauend hoch. bzw. Abends früher runter als durch die ventilöffnung angefordert worden wäre.
zu4) die Energie geht dir ja wegen (halb) geschlossene Ventile nicht verloren.
Wegen deinem Gas Brennwert ist aber wie du eh selbst schreibst wohl die RL Temperatur recht bedeutend.
Zu 4.:
Muss kein PID sein, aber PI, bei reinem P-Regler hast eben eine bleibende Reglerabweichung.
zu 3.:
Die Aussentemperatur spielt nur eine kleine Rolle. Da wird von der Vorlauftemperatur je nach Aussentemp. ein Wert abgezogen.
In der Übergangszeit soll meine Kesseltemperatur nicht bis 70 Grad gehen.
Sonst „Gefahr“ des Überschwingens.
(Reicht dann auch ca. 50 Grad um den Sollwert zu erreichen)
Die Heizungspumpen schalten bei Stellgrössen < 5 % ab bei > 7 % wieder ein. Kessel geht aus.
Bei 50 % Stellgrösse ist die Vorlauftemp.(Kesseltemp) so groß es grade reicht die Solltemp. zu erreichen.
6):
Kann man auch durch Gewichtung erreichen - „Geschmakssache“
So, nach etwas Denkpause stelle ich meine Gedanken zu Ermittlung der Leistungsanforderung zur Diskussion.
(Denkfehler nicht ausgeschlossen, bin kein Regelungstechnik-Spezialist)
Angenommenes Beispiel:
10 Räume auf 2 Stockwerken, die als Referenz dienen. Jeder hat einen Heizkörper mit Stellantrieb, der Ventilstellung zurückmeldet.
Annahme für Auslegung:
Wenn Ventile der Heizkörper aller „Referenzräume“ ganz offen und an Tagen mit -14°/-16° gerade so 21° erreicht werden entspricht das der max. benötigen Leistung = 100%
Gasbrennwerttherme lässt sich von etwa 25% bis 100% Leistung stetig steuern, also z.B. von 5kW bis 20kW.
Leistungsbedarf unter 25% wird als AUS interpretiert.
Unter ca. 10% würde ich Pumpe abschalten.
Nun fiktives Beispiel für aktuell zurückgemeldete Ventilstellungen in % offen
Bad A 30%
Wohnzimmer A 50%
Bad B 90%
Wohnzimmer B 70%
die anderen 6 Räume je nur 10%
Ich sehe 3 denkbare Lösungen, um die Leistungsanforderung an die Therme zu berechnen:
A schlicht Durchschnitt bilden
300% / 10 = 30%
B Max von allen 10 Rückmeldungen als Anforderung wählen = 90%
Gibt das evtl. starkes Überschwingen?
C Gewichtung benutzen - auch wenn evtl. „Geschmacksache“
Summe der Gewichte = 1.
z.B. für beide Bäder 0,2 (deutlich übergewichtet aufgrund des einen Kommentars oben)
beide Wohnzimmer 0,12
alle anderen 0,06
Daraus ergäbe sich als Anforderung 42%
Also 3 verschiedene Leistungsanforderungen: 30% - 42% - 90%
Was halten die Experten davon?
Was hat sich bewährt?
Welche Variante würde besseres Regelverhalten zeigen / Verbrauch / Brennerstarts optimieren?
Grüße
gollo48
P.S. Nicht wundern: da erstmal software-unabhängig und evtl. für andere auch interessant, werde ich diesen Beitrag auch im HaustechnikDialog-Forum einstellen.
Da ich ebenfalls in der Gestaltungsphase der Einzelraumregelung bin habe ich diesen „Fred“ durchgelesen. Was haltet ihr bei euren Betrachtungen von der Systematik, so wie sie WILO angeht.
Dezentrale Pumpen sorgen dafür, dass es keinen thermischen Abgleich mehr braucht. GENIAX - GENIAL DEZENTRAL - Das Dezentrale Pumpensystem von WILO
Geniax habe ich mir auch schon angesehen.
Sieht auf den ersten Blick interessant aus.
Auf den zweiten: es erfordert eine genaue Rohrnetzberechnung!
Viel Spaß …
gollo48
P.S. ich werde hier in Kürze einen neuen Thread aufmachen zu einem neuen Konzept für Bedarfs-/lastabhängige Heizungsregelung. Erfordert eine Kombination aus Einzelraum- und zentrale Regelung, aber keine Berechnungen wie oben.
