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Autoren
OldBo
28.02.2018
Bei einer Vorlauftemperaturreglung gibt es nur eine geringe Rückmeldung, was von den Heizflächen tatsächlich verbraucht wird. Bei einer Rücklauftemperaturregelung kommt die Rückmeldung von den Heizflächen.

Bei einer Vorlauftemperaturreglung gibt es nur eine geringe Rückmeldung, was von den Heizflächen tatsächlich verbraucht wird. Bei einer Rücklauftemperaturregelung kommt die Rückmeldung von den Heizflächen. Das.Heizungswasser kommt kälter zurück, wenn mehr verbraucht wird und die Regelung regelt entsprechen nach. Genauso ist es umgekehrt. Bei diesem Regelverfahren wird der Rücklauf zur Führungsgröße. Die kontinuierliche Kontrolle der Rücklauftemperatur ermöglicht Rückschlüsse über den Wärmebedarf der Heizungsanlage bzw. des Hauses.

Die Rücklaufsolltemperatur wird in Abhängigkeit der Außentemperatur ermittelt. Ein Regler schaltet den Brenner mit einer 6 K großen Hysterese. Während der Brennerlaufzeit liegt die Vorlauftemperatur 15 K über der Rücklauftemperatur. Wenn sich der Energiebedarf ändert, kann bei modulierenden Brennern die Modulation geändert werden. Erreicht der Rücklauf die Ausschalttemperatur, wird der Brenner ausgeschaltet. Es beginnt die Auskühlphase des Heizungswassers. Die Vorlauftemperatur fällt sehr schnell auf das Temperaturniveau des Rücklaufs ab. Wenn der Einschaltpunkt der Rücklauftemperatur erreicht wird, kann der Brenner starten.

Die Grundlage für eine optimale Funktion einer Heizungsanlage ist ein fachgerechter Hydraulischer Abgleich. Wenn die Rücklauftemperatur langsam ansteigt, dann wird von der Heizungsanlage viel Wärme abgenommen. Die Thermostatventile sind geöffnet. Es gibt wenig Fremdwärme. Steigt aber die Rücklauftemperatur schnell an, so ist der Wärmebedarf der Heizungsanlage geringer. Hier sind einige Thermostatventile geschlossen, weil Fremdwärme vorhanden ist. Fällt die Rücklauftemperatur schnell, fordert die Heizungsanlage viel Wärme an. Die Ventile sind offen.

Eine Energieeinsparung wird erreicht durch die
- Verringerung der Taktung
- Absenkung des Temperaturniveaus
- Nutzung interner und externe Wärmegewinne

Da dieses Regelungsprinzip in der Regel unbekannt ist bzw. nicht verstanden wird, wird es selten eingesetzt. Hierbei ist das Verhalten der Heizflächen, die Wasservolumenströme und das richtige Einregulieren anders. Eine Rücklauftemperaturregelung hat ein erhebliches Energieeinsparpotential, da sie sich dynamisch dem tatsächlichen Verbrauch anpasst.

Dieses Prinzip funktioniert nur, wenn ein Hydraulischer Abgleich (HA), besser ein Thermischer Abgleich (TA), durchgeführt wurde.

Rücklaufheizkurve
Schema mit einer Mehrgruppenanlage
 Schema mit einer Mehrgruppenanlage
Quelle: Pits-Optimizer - Peter Bergstein
Rücklauftemperatur-Messreihen
 Rücklauftemperatur-Messreihen
Quelle: Pits-Optimizer - Peter Bergstein

In der Regel wird eine außentemperatur- oder witterungsgeführte Heizungsanlage über die Vorlaufheizkurve eingestellt und dann die Anlage abgeglichen. Bei dieser Regelungsart kommt keine Rückmeldung, ob die Einstellung bedarfgerecht ist.

Bei einer Rücklauftemperaturregelung kommt eine Rückmeldung aus der Anlage. Eine Grundvorausetzung ist ein fachlich korrekter Hydraulischer Abgleich und später der Thermische Abgleich. Eine Lösung ist das Berechnen der Rücklaufheizkurve. Abhängig von der Witterungstemperatur wird mittels einer Heizkurve eine Vorlauftemperatur für die jeweilige Gruppe (Heizkreis) errechnet. Die errechnete Vorlauftemperatur kann mit einem einstellbaren Minimal- und Maximalwert begrenzt werden. Die Rücklauftemperatur der Gruppe wird auf eine errechnete maximale Rücklauftemperatur begrenzt. Diese maximale Rücklauftemperatur wird abhängig von der Witterungstemperatur mittels einer Heizkurve errechnet. Wenn die gemessene Rücklauftemperatur höher als die errechnete maximale Rücklauftemperatur ist, wird mittels eines PID-Regler ein Kompensationswert errechnet. Hiermit wird die gewünschte Vorlauftemperatur der Gruppe gesenkt. Das Ventil wird nun modulierend geschlossen, so dass die Rücklauftemperatur abnimmt.

Erklärung der Begriffe dieser Regelung

Anti-Blockierschaltung
Bei der Anti-Blockierschaltung kann man den Wochentag und die Zeit einstellen, wann die Pumpe eingeschaltet wird, um ein Festsetzen der Pumpe zu verhindern.

Frostgrenze
Die Frostgrenze wird aktiv, wenn die Witterungstemperatur während der eingestellten Zeitdauer unter die eingestellte Grenze kommt.

Grenzwertüberwachung
Die Minimum- und Maximumgrenzen, wann nach der Messung überwacht werden muss. Bei der Überschreitung der eingestellten Grenzen wird dies gemeldet. Diese Einstellungen sind nur Überwachungen (Meldung), mit diesen Daten wird in der Regelung nichts bewirkt.

Heizkurve
Formel : Y = Y1 + ( X - X1 ) * (( Y2 - Y1 ) / ( X2 - X1 ))

Nachlaufzeit Pumpen
Wenn eine Regelung gestoppt ist, werden die Pumpen noch eine einstellbare Nachlaufzeit in Betrieb bleiben.

PID-Regler
Der PID wird je nach Regler alle 1 oder 10 Sekunden neu berechnet. Druckregler haben in der Regel "eine Sekunde PIDs", Temperaturregler haben "zehn Sekunden PIDs". Die wirkliche Ausgabe zum Regelorgan ist immer die Gesamtberechnung von Totzone, Kr, Ti, Td, Minimal- und Maximalwert.

Totzone wird zur Verhinderung einer unruhigen Regelung genutzt. Hier kann ein Bereich um den Sollwert eingestellt werden, in dem die Errechnung unterbrochen wird. Beispiel: Wenn der sollwert 21,0 °C und die Totzone 1,0 °K beträgt, stoppt zwischen 20,0 °C und 22,0°C die Berechung, als ob der Sollwert erreicht ist.

Kr sorgt dafür, dass die Errechnung bei einer Differenz zwischen dem Sollwert und Istwert angepasst wird. Beispiel: Bei einem Kr von 2.0 und einer Fehler-Änderung von 5.0, wird das Ergebnis einmalig 2,0*5,0=10 % angepasst.

Ti sorgt dafür, dass bei einem konstanten Fehler zwischen dem Sollwert und Istwert, die Errechnung weiterhin angepasst wird. Wenn Ti auf 0 Minuten eingestellt wird, ist die Errechnung infolge des I-Reglers ausgeschaltet. Beispiel: Bei einem Ti von 2 Minuten, einem Fehler von 5,0 und einem Kr von 2,0, wird die Berechnung alle 2 Minuten um 2,0*5,0=10 % angepasst. Die Ausgabe zum Regelorgan erfolgt bei einem 10 Sekunden PID alle 10 Sekunden mit dem entsprechenden prozentualen Anteil von den errechneten 10 %, um nach zwei Minuten den berechneten Wert zu erreichen. Beispiel; Errechnung 10 % und Ti von 2 Minuten, je 10 Sekunden einem Anpassung von 10/12=0,12 %.

Td sorgt dafür, dass bei einer Fehler-Änderung einmalig angepasst wird. Dazu wird ermittelt, wie oft bei dem eingestellten Td eine neue Berechnung ausgeführt wird. Dieser Wert wird mit dem Kr und der Fehler-Erhöhung multipliziert. Wenn Td auf 0 Minuten eingestellt wird, ist die Errechnung infolge des D-Reglers ausgeschaltet. Beispiel: 10 Sekunden PID; Einstellung Td 40 Sekunden, Kr 2,0. Bei einer Fehler-Änderung von 1.0 pro 10 Sekunden ergibt sich eine einmalige Anpassung des Reglers um 4*2,0*1=8 %. Bei der nächsten 10 Sekunden Berechnung wird diese Anpassung um 8 % wieder rückgängig gemacht

Startwert ist der Wert, auf den der Regler gesetzt wird, wenn der PID Regler gestartet wird und die erste Ausgabe größer "0" gemacht wird. Der Startwert ist der Ausgangspunkt der Berechnung und hat nur für den Start des Reglers Bedeutung.

Der Minimal- und Maximalwert bestimmen die Grenze des Errechnungsbereichs.

Regelorgan
Das Regelorgan gibt die Steuerung des Reglers an den Prozeß weiter. Das Regelorgan sorgt dafür, daß es beim Regler keine Informationen über den anzusteuernden Prozeß gibt.

Die Laufzeit ist die Zeitdauer, die der Regler benötigt, um von 0 nach 100 % zu öffnen. Anhand dieser eingestellten Laufzeit wird der Regler gesteuert. Die minimale Verstellung ist die kleinstmögliche Einstellung des Reglers, der durch die Reglersteuerung realisiert werden kann.

Der Minimal- und Maximalprozentsatz bestimmen den Reglerbereich. Bei einer Zählersteuerung ohne Rückmeldung werden diese Werte automatisch 0 und 100 %.

Die Rücklaufregelung funktioniert nur zu 100 % in hydraulisch einwandfrei abgeglichenen Systemen.

  • Die Rücklaufheizkurve ist eine um die Spreizung reduzierte Vorlaufheizkurve, deshalb der Hydraulische Abgleich bzw. Thermische Abgleich bis zum Abwinken.
  • Wenn die Rücklauftemperatur sich ihrem Sollwert nähert kann man davon ausgehen, dass die Räume warm sind.
  • Mit modulierenden Brennern ist das die genialste Lösung, so laufen Brenner den ganzen Tag.
  • Bei einstufigen Brennern verlängert es die Laufzeiten und verhindert häufige Brennerstarts (Takten).

Eine erhebliche Energieeinsparung bei dieser Regelungsart wird erreicht durch

  • eine Verringerung der Taktung der Wärmeerzeuger
  • ein Absenkung des Temperaturniveaus
  • Nutzung interner und externe Wärmegewinne

Dieses Prinzip funktioniert nur, wenn ein Hydraulischer Abgleich, besser ein Thermischer Abgleich, durchgeführt wurde.

Weitere Funktionen
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Joerg Lorenz schrieb: Hallo morpeuse Einen WW-Lauf löst Du aus, indem Du eine Anforderung generierst. Schnelladung ist eine Möglichkeit. Du hast bei Deinem hydraulischen Aufbau nur die Pumpe in der WP und das ist gut...
Alexesw schrieb: Mir fehlt jetzt noch der passende Pufferspeicher für den Kessel, der dann ja "ST-SteamBack-ready" sein muss. Gibt es einen Schichtenspeicher ohne Wärmetauscher, der genügend Anschlüsse für Pelletkessel,...
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