Hallo, ich weis jetzt nicht recht, wo ich anfangen soll aber ich bin immer noch daran die Steuerung für unsere Heizungsanlage zu bauen. Bisher habe ich die Vorlauf Temperatur mithilfe einer analog Spannung(PWM) am Eingang der Heiztherme über einen MEGA16 zugeführt. Jetzt soll ein Pufferspeicher über die Therme beladen werden. Dazu möchte ich nicht mehr die Vorlauf Temperatur konstant halten, sondern die Temperatur im Puffer. Wenn z.B. der Vorlauf auf 50°C steht und ich viel Energie aus dem Puffer entnehme, so sinkt dessen Gesamttemperatur ohne das die Heizung es merkt. Diese steht ja auf 50°C. Ich habe eine Tabelle, in der die PWM-Werte den Vorlauf Temperaturen von 30-90°C zugeordnet sind. Diese Tabelle nehme ich und sage PWM=128=50°C wenn diese 50° im Puffer unterschritten werden, wird der PWM Wert entsprechend der unterschreitung um einen Faktor erhöht und andersherum. PWM_korrektur = 50°C - Tist * Faktor = 50°C - 45°C * 2 = 10 Also würde sich hier der PWM-Wert um 10 erhöhen und wenn die Temperatur sich dem Sollwert annähert, sollte auch der PWM-Wert wieder zur Tabelle passen. Passiert das nicht, so muß mit dem Faktor gespielt werden. Eine gewisse Trägheit hat das ganze schon von Haus aus, da der Puffer im oberen Teil 250 Liter Heizwasser enthält. Würde mich über Kritik und Anregungen riesig freuen. Vielleicht gehts ja besser/einfacher. Gruß, Tubie
Hi, das sieht mir eher nach einem PI-Regler aus. Falls du ein paar Anregungen brauchst um die Regelung zu berechnen und das Ganze professionell aufzubauen, dann guck' mal hier: http://techni.tachemie.uni-leipzig.de/reg/regeintn.html Das sind jedenfalls mal die Grundlagen. Auf µC umsetzen musstes dann selber.
Noch einfacher Regeln als mit nem P-Regler? Das wird schwierig, was dann wiederum nicht einfacher wäre. :) Schön wäre, die aus dem Puffer entnommene Menge zu erfassen, und dies mit in die Berechnung einfließen zu lassen. So könnte man die Reaktionszeit verringern.
Hallo tubie, so richtig habe ich Deine Aufgabenstellung / Problem noch nicht richtig verstanden, deshalb hinterfrage ich vorsichtshalber nocheinemal. Dein Pufferspeicher ist aber kein Schicht-Speicher, sondern ein ganz normaler Speicher mit einer Heizschlange, oder? Die Vorlauftemperatur der Heizungsanlage ist im Normalbetrieb Bsp. 50°C, ist diese Temperatur Witterungsgeführt? Arbeitest Du mit Vorangschaltung? Oder wird das Wasser im Speicher nur auf die Temperatur des Vorlaufes erwärmt? An welchem Punkt bzw. Punkten wird die Temperatur des Speichers gemessen? Wie hoch sind die Anforderungen an die Warmwassertemperatur? Könntest Du uns vielleicht mal ein Prinzipschaltpild der Hydraulik zur Verfügung stellen? Ich treibe in dieser Branche mein Unwesen, hoffentlich nerven die Fragen nicht? Bernhard
Hallo Bernhard, im anhang die Hydraulik... Wozu Eagle alles gut ist :) So, nun Deine Fragen: Der Puffer Speicher (Schichtspeicher) unten im Bild wird von der Gas Therme auf konstanter Temperatur gehalten (T5). Diese gebe ich der Therme (Vaillant) über Klemme 789 vor. Meine jetzige Steuerung simuliert der Therme hier ein Raumthermostat. Die Steuerung mißt die Außentemperatur und führt die Vorlauftemperatur mit entsprechender Trägheit nach. Die Temperatur an T5 sollte um minimum 5°K höher als die am Mischer geforderte mindest Vorlauftemp. Die neue Steuerung gibt die Soll VL Temp nicht mehr direkt der Therme, sondern den Mischern vor und darauf bezieht sich die Puffer Temp. Falls jetzt einer oder alle beiden Holzöfen gestartet werden, steigt die Temperatur im Puffer und die Therme gibt durch die P-Regelung immer weniger Energie hinzu bis sie irgendwann aus geht. Fällt die Temperatur im Puffer startet diese wieder. Der WW-Puffer oben wird primär über die Therme geladen, hat aber als option noch P3, damit kann WW auch über die Holz Heizung aus dem Heizwasser Puffer geladen werden. Die Anforderungen an die Wassertemperatur im Puffer sind nicht sooo wichtig, da dahinter noch die Mischer hängen. Allerdings möchte ich halt frühzeitig erkennen, ob mit Holz geheizt wird und dementsprechend die Gas Therme ausschalten/runterfahren. Jetzt kommt auch bestimmt die Frage, warum nicht gleich eine neue Therme. Diese ist seit ca. 1985 in betrieb und hatte bisher dank jährlicher Wartung nur einen Ausfall - Pumpe defekt. Da wir in den nächsten Jahren die Hütte noch etwas umbauen und dämmen wollen, hoffen wir, das diese noch so lange hält, bis die neue Wärmebedarfsrechnung gemacht wurde und uns dann das Passende Gerät einbauen lassen. Einer der Holzöfen soll aber jetzt schon im Altbau eingebaut werden. So, etwas viel Text aber ich hoffe, Deine Fragen beantwortet zu haben Gruß, tubie
Hallo tubi, ein sehr interessantes und auch sehr anspruchsvolles Regelungs-und Steuerprojekt :) Hauptsache wir verhaspeln uns jetzt nicht, weil sich jetzt sehr viele Fragen und Probleme überschneiden. Damit ein Speicher effektiv geladen werden kann, muss er mit einer Vorlauftemperatur mindestens 5K über seiner momentanen Temperatur gespeist werden. Man spricht gern von einer Vorlauf- "Soll" -Temperatur. Diese Soll-Temperaturen können auch noch zeitabhängig errechnet werden, Bsp: die ersten 10 Minuten momentane Warmwasserspeichertemperatur +5K nach 10 Minuten +15K usw Die Vorlauf-Temperatur (großer Temperaturereich) wird ja bei Dir durch den Pufferspeicher zur Verfügung gestellt. Die Gastherme erhält die Solltemperatur, aber sie sollte nicht gleich und mit aller Macht diese Temperatur erreichen wollen. Bsp: erst nach 10 Minuten kommt man der Temperaturanforderung so langsam nach ;) Die Gastherme muss eigentlich erst dann Wärme zur Verfügung stellen, wenn der Speicher nicht mehr geladen wird, bzw. wenn ein Auskühlen droht. Man könnte die Regelung sogar so gestalten, dass geprüft wird, ob wirklich ein Nachheizen zwingend erforderlich ist. (kein Temperaturanstieg im Warmwasserspeicher) Nach dem Motto, soll wirklich wegen 1 Kelvin die Therme anspringen. Das Reglungssystem sollte auch eine vertretbare Trägheit besitzen. Ein sogenannter Pumpennachlauf nutz man auch gern.... Was steht bei Dir im Vordergrund? Versorgungssicherheit oder Energieeinsparung? Ich merke gerade, das wäre bald ein Thema für eine Dipomarbeit ;) Bernhard
Hallo Bernhard, sehr interessante Anzätze! Gehen wir mal um auf einen gemeinsamen Nenner zu kommen von einer VL-Soll-Temp für den Heizkreis von 50°C es ist draußen so kalt, das diese Temperatur gefordert ist. Dann könnte man das ja dann tatsächsich so machen: Tpuffersoll = 60°C, die Steuerung mißt nach n Minuten die Temp im Puffer ganz oben ist diese ok, wird nicht nachgeregelt bei größer / kleiner wird der Sollwert entsperechend nachgeführt von mir aus auch auf 1°K genau. Die Therme moduliert ja schließlich. Wenn die Energie, die zugeführt wurde nicht abgeführt werden kann, geht die Therme aus (VL-Sollwert erreicht). Dies kann ich feststellen durch den Stillstand der Pumpe. So, und erst wenn die Temperatur im Puffer die minimum grenze (52°C)erreicht hat, bekommt diese wieder eine Freigabe. Ein Takten wird somit recht gut verhindert. Wenn in dieser Zeit der Holzofen läuft, wird die minimum Grenze nicht erreicht und die Therme bleibt solange aus, bis zur minimum Grenze. Erst dann wird diese den Puffer wieder auf 60°C aufheizen. Durch die 2 Ventile im Rücklauf der Heizkreise kann ich je nach Schichtung den RL der Heizkörper zurücklenken. Im Vordergrund steht die Energieeinsparung und der Wille, etwas selbst auf die Beine zu stellen. Aber eine Diplomarbeit halte ich doch bei einer Heizungssteuerung etwas übertrieben. :) Gruß, Tubie
...gut beschrieben.... Man könnte sogar noch volgenden Trick anwenden : Wenn bei einer Warmwasserspeicherladung die Warmwassertemperatur fast erreicht ist (z.B. Warmwassersoll minus 2K) wird die Vorlauf-Soll für den Speicher stark reduziert, damit die Therme frühzeitig abschaltet und die Restwärme des gesamten Systems noch genutzt werden kann. Im Idealfall wäre bei Beenden des Ladevorgangs die Warmwasserspeicherteperatur gleich der 750 Liter Speichertemperatur. Ich erlebe es sehr oft, dass die Speicherladung c.B. bei 55°C abgeschaltet werden und die Kessel noch 85°C haben, schade um die Energie. Bernhard
Einfach nur Genial! Im Winter mache ich mir um die hohe VL-Temp beim WW bereiten wenig Gedanken, die versinken im Pufferspeicher. Allerdings im Sommer ist die Idee echt genial! Bei erreichen der WW Temperatur einfach innerhalb einer gewissen Zeit (nicht zu schnell, sonst schaltet die Therme ab) die VL-Temperatur auf WW-Temperatur zu drosseln. Wenn die Pumpe der Therme abschaltet, weis auch die Steuerung das der Ladevorgang "richtig" beendet wurde. Ich sehe schon in diesem Projekt kann ich mich so richtig austoben. Bin jetzt schon fleißig am planen, zeichnen, schreiben und programmieren. Kann kaum das Ende der Heizsaison abwarten. Werde mir jetzt erstmal eine 1:1 Kopie der alten Steuerung in minimalkonfiguration bauen und mit dieser soweit möglich alles simulieren. Hardware bleibt gleich, RS-485 Bus wird noch eingebaut. Der erste Aufbau einer 16-Kanal Augangskarte für RS-485 für die Pumpen und Ventile läuft auch schon seit einigen Tagen. Bin jetzt gerade neber der PC-Software daran die Karte für die Temp Sensoren zu bauen. Die Software zum simulieren der Temperatur Fühler ist fast fertig. Der PC wird einfach an den Bus gehängt und wenn ein Sensor abgefragt wird, antwortet anstatt der Sensor einfach der PC. Desweiteren soll die Software den Verkehr auf dem Bus belauschen und mitschreiben (Fehleranalyse) Falls ich es nicht bis zur neuen Heizungsperiode hinbekommen sollte, kann ich immer noch die alte Software wieder flashen, Mischerventile komplett öffnen und Puffer schieber schließen. So läuft die Anlage wie bisher. Gruß, Tubie
Hi Tubie, wie wär's denn wenn du eine Website über dieses Projekt aufmachst? Würde mich und sicherlich viele Andere auch interessieren was draus wird! Ich komme zwar nicht aus der Heizungsbrache (eher Großkraftwerk), aber es steht demnächst ein Umbau bei mir zuhause an. Bin am überlegen wie, evtl. Eigenbau.
Hallo Sonic, komme zwar auch nicht aus dem Gebiet (Feinmecheanik) aber die Elektronik ist mein Hobby und das solls auch bleiben. Das ganze hat vor ca. 3-4 Jahren angefangen, als ich die Klemme 789 an der Therme entdeckt hatte und mir ausgemalt habe, was damit alles möglich ist. Bis dahin ist die Anlage ohne Außenfühler gelaufen und hat jede menge Gas verbraucht. Jetzt ist bei meiner Mutter im Haus nebenan der Gusskessel nicht mehr durch den "TÜV" gekommen und habe kurzum die 2 Häuser an die alte Therme im Keller geschlosen, die eigentlich für ein Haus völligst überdimensioniert war jetzt aber absolut genial läuft. Dann ist die Bad sanierung dazwischen gekommen, die Elektro Boiler von '57 sind rausgeflogen und ein moderner 300 Liter WW Speicher mit anbindung an die Heizung mußte her. Ist ja nur eine Frage der Software gewesen. Eine Website wird es mal geben, wenn die Steuerung läuft und nahezu Fehlerfrei ist. Jetzt wäre es doppelte Arbeit. PC-Programmierung, AVR-Programmierung, Dokumentation, Elektronik und dann noch ne Homepage? Desweiteren kann ich mir nicht vorstellen, das meine Anlage zu 100% in einem anderen Keller stehen soll - nur so wird sie laufen. Es würde den Rahmen des Projektes sprengen und könnte von mir alleine nicht gemacht werden auf alle Anlagentypen einzugehen, einer hat einen Heizkreis der andere 3. Einer will mit Holz zuheizen, der andere will nur mit Gas/Öl fahren. Vielleicht ein anderer will Solaranlage nutzen Brauchwasser sogar Heizungsunterstützend. Du siehst es gibt 1000 Möglichkeiten eine sinnvolle, Energiebewußte Heizungsanlage zu bauen. Das kann ich nicht alleine. Ich bin keine Firma, die sowas baut, sondern nur ein Hobby Elektroniker, der Spaß an der Sache hat. Trotzdem, denke ich werde ich dieses Projekt im WEB veröffentlichen (wenns denn fertig ist) Ich hoffe das kommt jetzt nicht falsch rüber. Gruß, Tubie
Hallo Tubie, ich vermute, dass Dein Projekt so eine Art "unendliche Geschichte" ist, ist ja auch ein sehr schönes Forschungsprojekt ;) Du wirst sicherlich noch nach Jahren zu neuen Erkenntmisse gelangen und Verbesserungen umsetzen. Denn jede Heizungsanlage hat ihre Besonderheiten, viele Stunden verbrachte ich schon in Heizräumen um die Kesselanlagen zu optimieren. Gruß Bernhard
Hi Tubie, das kommt schon richtig 'rüber. Ich kenne das auch, habe auch zwei Projekte nebenher laufen, allerdings nicht alleine. Ich mache ausschließlich Montage, optimierung und die AVR-Programmierung dabei. Für ordentliche Doku und Service geht jede menge Zeit drauf, habe da auch keine Zeit mehr für 'ne Website. Vielleicht sollte ich mich weniger hier im Forum aufhalten? ;-)
Hi! Schönes Projekt, aber einen Tip möchte ich dir auf den Weg geben. Verkompliziere nichts unnötig! Das hat mir mein alter Meister vor 20 Jahren schon gesagt und überall da, wo ich es umgesetzt habe, funktioniert es tadellos. Ein kleines Beispiel: Meine Solaranlage hat nur ein 2 Wege Heizkörperventil mit Fernfühler und eine 12V Pumpe die an einem 20W Solarpaneel hängt, mehr nicht. Anfangs waren da auch einige Chips mit beschäftigt das ganze optimal zu regeln, aber es gab immer irgendwas drann zu stellen. Seit 10 Jahren ist jetzt die obige Lösung drann und was soll ich sagen? Es funktioniert astrein. Das soll aber jetzt nicht bedeuten das 20 Temperaturfühler totaler Mist sind, meine Heizungsregelung schaut schon auch mit 4 Fühlern nach dem Boiler..... Also, in diesem Sinne, viel Erfolg, Uwe
@ Bernhard, mit der "unendlichen Geschichte" hast Du den Nagel auf den Kopf gettroffen. Wenn man aber erst einmal von diesem Virus infiziert ist, ist es nicht mehr so leicht, davon los zu kommen. Der Schornsteinfeger hat uns heute besucht und mußte mit erstaunen feststellen, das er nur noch eine Anlage zu kehren hatte ;) Zum Außenfühler hat er gemeint, das es auch nach 23 Jahren einmal Zeit geworden wäre. Allgemein Positiv überrascht. Leider hat er seine Messung gemacht, während der WW Puffer mit VL-Soll 80°C nachgeladen wurde. Dann denke ich sind 8% Abgasverluste und Abgastemperatur von 122°C zu akzeptieren. Ich habe immer wieder gesehen, das viele moderne Heizungen eine Schornsteinfeger Taste haben. Was verbirgt sich eigentlich dahinter? Einfach den Kessel laufen lassen und versuchen die Energie in die aufgedrehten Heizkörper bei maximalem Vorlauf zu jagen? Dann würde die Mesung ja wie bei mir unter total falschen Voraussetzungen laufen. Muß der Kessel wirklich bei der Messung die vollen 24kW bringen oder würde es hier langen, einfach den Puffer mit reduzierter Leistung ganz langsam etwas höher zu fahren? Wenn der Kessel nur mit 12kW läuft, hat er denke ich die besten Abgaswerte. So läuft er ja auch im normalen betrieb tagsüber. Naja auf jeden Fall kann ich in dieser Betriebsart das Abgasrohr noch mit der flachen Hand berühren und es wird nicht sonderlich heiß. @ Uwe, du hast schon recht viel Technik = viel ausfall. Aber ich habe vor, die Anlage so zu bauen, das wenn die Steuerung ausfallen sollte ich nur hergehen muß die Pumpen von Automatik auf dauerlauf zu stellen, beide Mischer auf, WW - Ladeventil auf mitte und an der Therme so 50-60° einstellen und dann läuft die Sache ohne Steuerung - zwar nicht mehr geregelt aber die Bude wird nicht kalt. Die vielen Temp Sensoren habe ich nur, damit ich sie habe ;) Es geht auch mit weitaus weniger. Es gibt hier im Forum eine schöne Sache mit den Flash Karten für Digicams & Co. diese lassen sich auch ohne großen Aufwand an den µC anschließen und so könnte man wunderbare Temp Kurven erstellen, diese dann am PC auswerten und optimieren. Ist halt spielerei & Zukunft. Erstmal muß die Steuerung in dieser Hydraulik laufen. Aber die Messpunkte habe ich schon heute vorgesehen, damit ich nicht laufend Wasser rauslassen muß. (schlecht für Kessel) Gruß, Tubie
Guten Abend Tubie, > Ich habe immer wieder gesehen, das viele moderne Heizungen eine > Schornsteinfeger Taste haben. Was verbirgt sich eigentlich dahinter? Eine spezielle Schaltung nur für den "schwarzen Mann", Brenner maximale Leistung und alle Pumen an, damit die Wärme abgeleitet werden kann. Er sucht und kennt nur diese Taste, an anderen Tasten traut er sich nicht ran, das ist auch gut so. Es sollte auch nur eine Taste sein, damit im Fall des Vergessens die Anlage nach einigen Minuten wieder in den Normalmodus zurückspringt, sonst kommt im Sommer ziemlich viel freude bei den Mietern auf. > Muß der Kessel wirklich bei der Messung die vollen 24kW bringen oder > würde es hier langen, einfach den Puffer mit reduzierter Leistung ganz > > langsam etwas höher zu fahren? Nein!!! Er muss nicht die 24 kW erbringen, lass ihn durch eine Firma drosseln, muss nur mit Unterschrift am Kessel und per Protokoll bestätigt sein. Meistens können die Warmwasserspeicher die maximale Leistung der Kessel nicht aufnehmen, man merkt es daran, dass beim Kessel die 1. Sicherheutseinrichtung nach einigen Minuten aktiviert wird, wenn er auf 100 % fährt. (Kesselthermostat schaltet den Brenner ab) Auch die Temperaturspreizung WW-Vorlauf / Rücklauf ist bei hohen Leistungen nicht besonders, meistens ist auch die Pumpenleistung zu hoch, so dass sinnlos große Wassermengen duch die Rohrschlangen geschickt wird. Hohe Temperaturen ==> Verkalkung der Rohrschlangen Ich lasse gerne die Kessel eindrosseln, spart auch Grundgebühren bei den Stadtwerken / Gasversorgungsunternehmen ;) Deshalb mögen die mich auch so :) Bernhard
So, bin wieder zurück... Hallo Bernhard, da haben wir glaube ich ein wenig aneinander vorbeigeredet. Die 24kW Heizleistung wird ja schon wenns richtig kalt ist benötigt, allerdings nicht immer. Wenn der Schornsteinfeger nun da ist und seine Messung macht, braucht er für seine Messung die volle Kesselleistung oder langt es ihm, wenn der Berenner einfach nur am laufen ist (zwischen 12 und 24kW). Ich dachte hier an die "Sanfte beladung" des Schichtenspeichers. Tpuffer = 50°C -> Tlade = 55°C. Hier wird der Kessel nicht seine vollen 24kW abgeben. Wenn er die Leistung wirklich brachen sollte, kann man ja Tlade = 80°C (für wenige minuten) setzen und dann klappts auch. Bei der WW Bereitung geht der Kessel nach ca. 5 min in die Modulation und lädt bis zum ende durch ohne abzuschalten. Wobei die VL-Temp hierbei bis zu 80°C erreichen kann. Gruß, Tubie
Hallo Tubie, >Wenn der Schornsteinfeger nun da ist und seine Messung >macht, braucht er für seine Messung die volle Kesselleistung ja, eigentlich möchte er 100% haben wollen ;) >Bei der WW Bereitung geht der Kessel nach ca. 5 min in die Modulation >und lädt bis zum ende durch ohne abzuschalten. d.h. er benötigt nicht 100% Modulation, wie weit moduliert er herunter? Bernhard
Hallo Bernhard, meine Therme hat leider keine Display oder sonstigen Schnickschnack. Einen EIN/AUS Schalter, Druck, Thermometer und die Regelung für die VL-Temp. Dieser aber jetzt auf 9(MAX) steht, denn die bestimmt ja jetzt meine Steuerung. Von der höhe der Flamme würde ich sagen so ziemlich in der mitte. Kann man schlecht abschätzen. Wenn ich die VL-Temp allerdings zu gering (unter 75°C) wähle, geht sie beim laden aus und erst nach 10 min Taktsperre gehts weiter. Mal sehen, wenn endlich Sommer ist und der große Schichtspeicher kommt, werde ich auch gleich den unteren Wärmetauschers des WW-Puffers anschließen, denn Solar ist jetzt entgültig gestorben und somit ist dieser Anschluss jetzt für die Heizung frei. Gruß, Tubie
Guten Morgen Tubie, > Von der höhe der Flamme würde ich sagen so ziemlich in der mitte. Kann > man schlecht abschätzen. Notfalls kann man das Gasgerät auch "Aus-Litern", also am Gaszähler die aktuelle Duchflussmenge bestimmen und umrechnen ;) > Wenn ich die VL-Temp allerdings zu gering > (unter 75°C) wähle, geht sie beim laden aus und erst nach 10 min > Taktsperre gehts weiter. Ich vermute, Du meinst den sogenannten Kesselregler, bzw. Kesselthermostat? Wird die Kesseltemperatur zu hoch, dann schaltet dieser ab, bevor die Therme anfängt Dampf zu produzieren. Gruß Bernhard
Hallo Bernhard, > Ich vermute, Du meinst den sogenannten Kesselregler, bzw. > Kesselthermostat? Wir haben da wahrscheinlich aneinander vorbeigeredet... Du meinst hier wahrscheinlich die Sicherheitseinrichtung in der Therme selbst? Das meinte ich nicht. Wenn ich die VL-Temp bei der WW Bereitung auf unter 75°C stelle, geht die Therme aus, weil die VL-Soll Temperatur erreicht ist und die Energie nicht schnell genug vom WW Speicher aufgenommen werden kann. Stelle ich die VL-Temp höher ein, wird durch die größere Temp differenz Heizwasser/Brauchwasser mehr Energie (>12kW) an das Brauchwasser abgegeben. Somit bleibt die Therme am laufen und geht erst zum ende des Ladevorgangs von der Steuerung kontrolliert aus. Der Kesselthermostat sollte ja erst bei >95°C ansprechen und den Kessel gegen wiedereinschalten sichern. (rote Störungslampe) Ich hoffe mich jetzt bessser ausgedrückt zu haben. Viele Grüße, Tubie
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