Fußbodenheizung - Regelung über PulseWidthModulation

Hallo Einsteiger,

das Thema „Fussbodenheizung“ betrachten alle etwas unterschiedlich. Ich habe die Regelung der FBH mittels einer selbst gestrickten PWM realisiert. Die von Dir beschriebene Thematik 5x AUF/ZU in 10min ist nicht notwendig, würde ich auch nicht machen wegen der allzu häufigen Schaltzyklen.

Bei mir ist das nun so realisiert. Ich habe ein Skript geschrieben, das alle 15min den Temperaturwert für den Raum auswertet. Nun wird über eine Funktion eine Wert für die „Ventilstellung“ ermittelt. 2° Abweichung heißen z.B. 100% Ventil - 0,5° = 25% oder ähnliches. Die Funktion habe ich mir in Tests ermittelt. Wenn nun z.B. 60% in der Auswertung raus kommt, mache ich das Ventil für 60/100 * 15min = 9min auf und danach zu. Das reicht vollkommen aus, da die FBH träge ist. Mit dieser Regelung halte ich die Temp im Raum auf ± 0,2° exakt. Für FBH gar kein schlechter Wert, ich bin jedenfalls zufrieden.

Einfach mal ausprobieren Viel Spaß

Gruss Max

Hallo Einsteiger,

bei einem so extrem trägen System wie dem einer Fußbodenheizung ist der Einsatz eines PID-Reglers verschwendete Mühe.

Ich halte daher den Vorschlag von Max für sehr gut. Wie man sieht, ist die Genauigkeit exzellent. :slight_smile:

Gruß
HJH

Hallo Max
könnterst Du uns das Script hier mal posten. Ist bestimmt für viele sehr interessant.

cu uwe

Achtung Schubladengefahr!

Ich dachte bislang auch so. Aber wie Träge eine klassische Fußbodenheizung ist, das musste ich auch jüngst erst lernen, hängt in der hauptsacke von drei Parametern ab.

Der Erste ist der Abstand der Wendel zueinander. Je dichter sie liegen, desto besser und schneller wird der Estrich aufgeheizt. Der Zweite ist die Dicke des Estrichs. Man kann ihn freilich nicht beliebig dünn machen, aber wenn man ihn nur einen Zentimeter dicker macht als notwendig, zum Beispiel um das Fusbodenniveau anzugleichen schadet das der Reaktionszeit. Diesen Zentimeter sollte man sdann lieber unter der Heizung mit zusätzlicher Isolation zum Grund investieren. Wobei wir auch schon bei Punkt drei sind. Je besser die Heizung nach unten Isoliert ist desto weniger Wärme geht dorthin verloren.

Ausserdem, ich war ja auch erst skeptisch dann aber doch erstaunt, gibts ja noch diese Trockenbau-FBH. Dort wird die Wärme direkt über Wärmeleitbleche unter dem Laminat verteilt. Reaktionszeit ist bei geringer Vorlauftemperatur besser als bei klassischen Konvektionsheizkörpern.

Gruß,

Toni

Ist schon richtig. Habe ich auch verstanden.

Meine Frage war allerdings etwas anders gemeint. Vielleicht wird es deutlicher wenn ich konkrete Zahlen angebe:

PID-Regler:
Messung 1x pro Minute, der Stellantrieb braucht 3 Minuten um von ZU auf AUF zu gehen. Durch die Trägheit wird das Ventil nie auf komplett ZU/AUF gehen, somit hält man das Vetil dann an einer bestimmten Stelle.

PWM:
Wenn 60% etwa 20°C entsprechen, dann stelle ich eben diese ein. Sprich ich erstelle eine Tabelle mit der Zuordnung PWM zu Temperatur und schalte mit dieser Frequenz und dauer meinen Stellantrieb.

Wenn man natürlich „wissenschaftlich“ dran geht, sind PID-Regler und PWM ein Vergleich von Äpfel mit Birnen.

Was mir aber nicht ganz klar ist:
man sollte möglichst nicht zu oft schalten, aber auch nicht komplett AUF und ZU fahren, wegen Verschleiß. Wie bringe ich das in Einklang? Ventil braucht 3 Minuten von ZU auf AUF, ich darf aber nur alle 15 Minuten schalten…

Würde das Signal dann so aussehen?
||||||||____||||

Hallo Einsteiger,

vermutlich meinst Du den Unterschied zwischen einem Regler und einem Steller.

Der Steller entspricht bei der Heizung dem herkömmlichen Ventil, das genau wie ein Wasserhahn funktioniert. Entsprechend dem Öffnugsgrad fließt mehr oder weniger heißes Wasser hindurch. Der Öffungsgrad entspricht der Stellgröße des Ventils. Die Stellgröße könnte nun z.B. manuell erzeugt werden, indem man von Hand am Rad dreht. Es wäre aber auch möglich das Rad von einem elektromechanischen Wandler (Motor) drehen zu lassen. Wie weit er drehen soll wird dabei durch ein PWM-Signal bestimmt.

Nehmen wir an, Deine Wohlfühltemperatur im Wohnzimmer wird bei 23% PWM erreicht. Dann wirst Du Dich solange wohlfühlen, solange es draußen nicht kälter wird. Wird es aber kälter, sinkt auch die Temperatur im Wohnzimmer, da die Störgröße namens Wärmeverlust nicht kompensiert wird. Du musst hier persönlich nachregeln, denn bei PWM wird nicht geregelt sondern nur gestellt.

Der Regler dagegen ist (bei korrekter Auslegung) in der Lage den sich anbahnenden Wärmeverlust zu kompensieren. Er tut dies indem er den PWM-Wert entsprechend anpasst und zwar selbsttätig.

Man sieht hier deutlich, dass PWM bei beiden Methoden angwandt wird. Ebenso deutlich wird auch, dass der Regler dem Steller überlegen ist. Komfort kann es nur bei Verwendung eines Reglers geben.

Ein Regler muss nicht zwangsläufig alle drei Reglerkomponenten (P, I, D) enthalten. Heizungen sind aus regelungstechnischer Sicht betrachtet immer sehr träge Systeme. Es ist daher nicht ungewöhnlich, das dafür geeignete Regler häufig nur als PI- oder gar nur als P-Regler ausgelegt sind. Selbst die einfachsten aller Regler, die Zweipunktregler, führen in dieser Hinsicht zu einwandfreien Ergebnissen wie Steiner hier im Forum schon gezeigt hat.

Ich kann mir nicht vorstellen, dass Dein Ventil ganze 3 Minuten für einen klompetten Durchgang benötigt, es sei denn, Du verwendest thermische Antriebe, die über ein Heizelement eine wachsartige Substanz zur Ausdehnung bringen und damit das Ventil verstellen. In so einem Fall würde ich eine Impulsperiode von max. 30 Sekunden empfehlen. Bei deutlich längeren Perioden würde das Ventil immer leichte Auf/Zu-Bewegungen machen. Je kürzer die Periode, desto konstanter ist die Temperatur des Heizelements und desto geringer sind diese (unerwünschten) Bewegungen. Solche Ventile lassen sich damit auf jeden beliebigen Zwischenwert einstellen ohne dass dabei ein Verschleiß auftritt.

Wieso darfst Du nur alle 15 Minuten schalten?

Gruß
HJH

Ha! Das nenne ich gut erklärt. Bin halt kein Heizungsexperte :stuck_out_tongue:

Der Stellantrieb ist von 1-wire.de und da steht das es von ZU aus AUF 3 Minuten braucht. In der Praxis kann ich es noch nicht bestätigen, das Haus wird noch gebaut :slight_smile:

Die 15 Minuten sind aus der Luft gegriffen und sollten nur das Problem verdeutlichen.

Vielen Dank für die ausführlichen Erklärungen!

Hallo einsteiger,

der Stellantrieb ist ein thermischer Stellantrieb, in welchem Wachs erhitzt wird und durch Ausdehnung das Ventil entsprechend betaetigt.

Wenn Du WIIPS verwendest, kannst Du im neuen Jahr auf die dort verwendete Regelung zurueckgreifen. Aber ich bin leider noch nicht fertig gewurden, will aber ueber die Weihnachtsfeiertage das endlich fertig machen.

Gruss Torro