Quelltext der Seite MusterlÃ¶sung AuÃŸentemperaturgesteuerte Heizungsregelung

=Außentemperaturgesteuerte Heizungsregelung=

Neben der einer Einzelraumregelung, für die es hier ein anderes Beispiel gibt, wird bei einer Heizungssteuerung eine Außentemperaturgesteuerte Kesseltemperaturregelung angewandt.

Im Prinzip wird die Vorlauftemperatur des Heizkreises anhand der Außentemperatur bestimmt,. Dabei Regelt man entweder die Temperatur des Kessels direkt gleitend oder reduziert die Temperatur über ein 4-Wege Mischerventil auf den gewünschten Wert. Auch dies lässt sich über LCN realisieren.

In diesem Beispiel wird direkt die Kesseltemperatur geregelt, eine Anpassung für eine Mischersteuerung ist relativ einfach.

=Grundlagen=
Heizungsmonteure arbeiten meistens pragmatisch, die Temperatur wird lieber etwas zu hoch gewählt, da man über die Raumthermostate das “Zu Viel” wegregeln kann. Kunden schimpfen nur, wenn es zu kalt ist.

Allerdings hat diese Regelung Nachteile:
*Unnötig hohe Temperaturen bringen höhere Verluste
*Die Ventile können nur über einen sehr kleinen Bereich regeln, da es sonst zu warm wird.
**Die Regelung wird ungenauer und schwingt leichter.
**Die Ventile rauschen im fast geschlossenen Zustand.=
**Die Heizkreise haben einen hohen hydraulischen Widerstand und benötigen eine hohe Pumpenleistung.

Eine optimal eingestellte Vorlauftemperatur hat deshalb deutliche Vorteile! Theoretisch bräuchte man bei einer optimalen Auslegung der Heizkörper und bei optimalen eingestellten Heizkurve gar keine Thermostatventile.

=Berechnungen=
Man geht davon aus, dass über 20°C nicht mehr geheizt werden muss, als niedrigste Temperatur nimmt man in Deutschland Werte zwischen -10°C im Nordseebereich und -20°C im Süden an
. 
==Steigung==
Zwischen diesen Eckpunkten wird dann die Kesseltemperatur linear angepasst. Diese 
Gerade hat eine Steigung, die man direkt in ‘’‘normale’‘’ Regelungen eingeben kann. Eine Steigung von 1 bewirkt für jedes Grad, dass es draußen kälter wird, die Erhöhung von einem Grad im Heizkreislauf. Der Ausgangspunkt ist immer 20°C.

Typische Werte sind 0,25-0,5 für Fußbodenheizungen, 1-1,5 für Radiator Heizungen, abhängig von der Auslegung der Heizkörper.

==Parallelverschiebung==
Zusätzlich kann man diese Heizlinie auch parallel anheben oder absenken. Oft ist die niedrigste Temperatur zum Heizen systembedingt höher als 20°C.

==Justieren==
Als Faustregel gilt, dass Abweichungen bei relativ hohen Außentemperaturen (Plus Grade) über die Parallelverschiebung eingestellt wird, Abweichungen bei niedrigen Außentemperaturen über die  Steigung.

=Umsetzung nach LCN=
An einem Modul wird die Außentemperatur gemessen. Über den ersten [[Regler]] wird der abzudeckende Temperaturbereich (in unserem Beispiel -10̊C bis +20̊C, das gibt so schöne Zahlen ;-) ) Als Ausgang wählt man einen nichtbenutzen Ausgang des Modul (leider sprechen die Regler noch nicht den 3. Ausgang an. Dadurch lässt sich ein beliebiger Temperaturbereich in einen Linearen Bereich von 100% bzw. Von 0-200 als LCN Wert umsetzen. Dieser Ausgang wird dann in einem zweiten Modul ausgewertet und mit der aktuellen Kesseltemperatur verrechnet.

Das zweite Modul misst die Kesseltemperatur und regelt es über den gewünschten Bereich. Das Ergebnis wird wieder an einen unbenutzten Ausgang gesendet und in den Bereich 0-200 umgesetzt.. Die umgewandelten Werte von Außentemperatur und Kesseltemperatur werden zusammen addiert und im 2. Regler des Moduls ausgewertet. 

Da die Regler ein Relais nur ohne Hysterese ansteuern können muss der Wert noch einmal über die [[TVar]] und Schwellwerte umgesetzt werden.

Damit kann der Brenner ein- und ausgeschaltet werden. Durch eine entsprechende Wahl der Hysterese lässt sich das Ein- und Ausschalten des Brenners justieren.

=Code=
==Modul 1 / Außentemperatur==
        Protokoll LCN Module, Projekt:                           S0  M 85
          Segment:0            Name:           Kommentar:
          ID:     85           Treppenhaus UPS Haustür Briefk. TSA R1U B3I NU16
          Typ:    LCN-UPS Modul     Laufzeitinfo: (ausgelesen am: 17.04.2008 11:59
          Gruppen:  --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---
 
          I-Anschluss B3I / BMI, Temperatur Sensor angeschlossen
                       Transponder ist deaktiviert
 
          Ausgang:  Doppeldimmer

Wichtig, Dimmer aktivieren, auch bei Modulen, die nur virtuelle Ausgänge haben wie [[UPS]] und [[SHS]].

          Schwellwerte:  Hysterese: 35   B1: 200                Quelle: R2VarR2Var
 
          Regler 1: Heizen, Regler nicht sperrbar
                     Sollwert: 1200 (20 ?C), Proportionalbereich: 301 (30,10 ?C)
                     Quelle:  R1Var
                     Ziel: Segment 0, Modul 85  Ausgang 1

===Beschreibung Regler 1===
Mit dem Regler 1 wird der Temperaturbereich definiert. Als oberster Punkt wird +20̊ gewählt, ab dieser Temperatur wird nicht mehr geheizt. Der Proportionalbereich von 30̊C ergibt eine niedrigste anzunehmende Außentemperatur von -10̊C. Der Regelwert wird an den Ausgang 1 im gleichen Modul übergeben.

          Regler 2: Heizen, Regler nicht sperrbar
                     Sollwert: 200, Proportionalbereich: 1
                     Quelle:   Ausgang 1
                     Ziel: Segment 0, Modul 85 Relais 8					

===Beschreibung Regler 2===
Bei -10̊ ist der Wert 200, bei +20̊C ist der Ausgang 0. Ein Ziel wird eigentlich nicht benötigt, es muss allerdings eins eingegeben werden. Hier wird ein unbenutztes Relais im gleichen Modul benutzt.

==Modul 2 / Kesseltemperatur==
          Protokoll LCN Module, Projekt:                           S0  M 40
          Segment:0            Name:           Kommentar:
          ID:     40           Heizung 1       R8H, Pumpen Licht TS Vorlauf
          Typ:    LCN-SHS Modul     Laufzeitinfo: (ausgelesen am: 17.04.2008 11:59
          Gruppen:  --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- ---
 
          I-Anschluss Kein Sensor, Temperatur Sensor angeschlossen
                       Transponder ist aktiviert
 
          Ausgang:  Doppeldimmer

Wichtig, Dimmer aktivieren, auch bei Modulen, die nur virtuelle Ausgänge haben wie [[UPS]] und [[SHS]].

          Schwellwerte  Hysterese: 25   B1: 200                Quelle: R2VarR2VarR2Va
 
          Regler 1: Heizen, Regler nicht sperrbar
                     Sollwert: 1650 (65 ?C), Proportionalbereich: 451 (45,10 ?C)
                     Quelle:  R1Var
                     Ziel: Segment 0, Modul 40  Ausgang 1

===Beschreibung Regler 1===
Auch hier ist wieder der Ausgangswert 20̊. Die angenommene Steigung ist 1.5 (1.5 * 30̊ Außentemperaturdifferenz = 45̊( Proportionalbereich). 45  + 20 = 65 ergibt den Sollwert. Diese Werte werden wieder über den Ausgang 1 an den Regler 2 übergeben. 20̊ ergibt 0, 65̊ ergibt 200.

          Regler 2: Kühlen, Regler nicht sperrbar
                     Sollwert: 200, Proportionalbereich: 2
                     Quelle:   Ausgang 1 plus R2Var von Segment 0, Modul 85
                     Ziel: Segment 0, Modul 41 Relais 7

===Beschreibung Regler 2===
Hier wird der Ausgang 1 und der Ausgang 1 des Außentemperaturmoduls zusammengezählt. Achtung, der Regler ist auf Kühlen eingestellt! Sobald der wert 200̊ überschritten wird, ergibt sich ein ‘’‘EIN’‘’ Signal. Da Regler, die Relais steuern keine Hysterese haben, wird der Ausgang noch einmal an die TVar weitergeleitet. Dort kann dann ein entsprechender Wert eingestellt werden. Der Schwellwert 1 steuert den Brenner.

          Tastenbelegung:
             Tabelle B:
                     Taste B1 Brenner LCN Steuerung
                             Kurz: Unprogrammiert
                             Lang: Relais ---- ---1
                             Los:   Relais ---- ---0

=Berechnungen=
==Steigung==
Leider gibt es kein kleines Rädchen mit anwählbarer Steigung. Auch ist der Wert nicht direkt eintragbar..

‘’‘Steigung =  Proportionalbereich Modul 2 / Proportionalbereich Modul 1'’‘. Da normalerweise eine Steigung festgelegt wird muss der Proportionalbereich bestimmt werden:

‘’‘Proportionalbereich Modul 2 = gewünschte Steigung * Proportionalbereich Modul 1'’‘

==Parallelverschiebung==
Durch Verschieben des ‘’‘Sollwertes’‘’ wird die Kurve parallel verschoben.

==Hysterese==
Auch die Hysterese muss berechnet werden, damit man einen vernünftigen Wert eintrage kann.
Hysterese (LCN) = (200 / Proportionalbereich Kesseltemperatur) * Hysterese (̊C)

==Nachtabsenkung==
Häugif werden die einzelnen Räume nachts nicht automatisch abgesenkt. Deshalb senkt man Nachts die Kesseltemperatur normalerweise um einen Bereich zwischen 5 und 10̊C ab, der Sollwert des Regler 1 im Modul 2 wird entsprechen angepasst. Die Thermostatventile öffnen dann ganz, die Raumtemperatur ist nur noch abhängig von der angebotenen Temperatur im Fußboden bzw. In den Radiatoren.

=Mischerventilsteuerung=
Die Grundberechnung ist identisch. Statt des Brennerrelais müssen zwei Relais zur Motorsteuerung (auf/zu) verwendet werden. Es eignet sich dafür die Motorsteuerung innerhalb der LCN Module.

Zur Mischerregelung werden 4 Schwellwerte verwendet. Die Schwellwerte werden über einen Timer regelmäßig abgefragt, B3 ist der eigentliche Zielwert von 200. 

Um im Bereich der Hysterese den Mischer nicht zu verändern, wird ein zweiter Schwellwert verwendet, der das Ventil wieder zu fährt. Dazu werde der B2 verwendet.

B2 und B3 reagieren auf kleine Abweichungen. Sie geben jeweils nur kurze Impulse an den Mischermotor. B1 und B4 sind für größerer Abweichungen gedacht (z.B. nach Einschalten der Nachtabsenkung) und geben längere Impulse auf den Motor.

Genauere Werte für die Einstellung der Schwellwerte müssen im praktischen Einsatz ausgetestet werden. Die Werte sind auch hier abhängig vom Heizungssystem und den Schwanlungen innerhalb der Vorlauftemperatur. Bei einer Fußbodenheizung kann man schon nach einem halben Grad Abweichung nachregeln, bei einer Radiatorheizung mit hohen Temperaturen wird man größere Differenzen einstellen.

          Protokoll LCN Module, Projekt:                           S0  M 85
          Segment:0            Name:           Kommentar:
          ID:     85           Treppenhaus UPS Haustür Briefk. TSA R1U B3I NU16
          Typ:    LCN-UPS Modul     Laufzeitinfo: (ausgelesen am: 18.04.2008 18:57
          Seriennr. 11A913-5A54 I     Laufzeit: 11 Tage 0 Stunden 18 Minuten
          Software: 100B05            RE: SE:SC:    CE:WD: TS: PSC:RCE (only SK)
                                     70  85 69692  70  0   0   0   ---
          Ausgang:  Doppeldimmer

          Statuskommandos:
             Keine Statuskommandos

          Schwellwerte  Hysterese: 1   B1: 180   B2: 195       Quelle: T-Port-SensorT
                     B3: 200   B4: 215

          Regler 1: Heizen, Regler nicht sperrbar
                     Sollwert: 1200 (20 ̊C), Proportionalbereich: 301 (30,10 ̊C)
                     Quelle:  R1Var
                     Ziel: Segment 0, Modul 85  Ausgang 1

          Regler 2: Heizen, Regler nicht sperrbar
                     Sollwert: 200, Proportionalbereich: 1
                     Quelle:   Ausgang 1
                     Ziel: Segment 0, Modul 85 Relais 8

          Tastenbelegung:
             Tabelle B:
                     Taste B1 • Mischer zu
                        (1) -> Segment 0, Modul 41 "Heizung 2"  
                             Kurz: Unprogrammiert
                             Lang: Unprogrammiert
                             Los:   Relais-Timer: 1------- in 3.00 Sek
                     Taste B2 • Mischer etwas zu
                        (1) -> Segment 0, Modul 41 "Heizung 2"  
                             Kurz: Unprogrammiert
                             Lang: Unprogrammiert
                             Los:   Relais-Timer: 1------- in 0.30 Sek
                     Taste B3 • Mischer etwas auf
                        (1) -> Segment 0, Modul 41 "Heizung 2"  
                             Kurz: Unprogrammiert
                             Lang: Relais-Timer: 12------ in 0.30 Sek
                             Los:   Unprogrammiert
                     Taste B4 • Mischer etwas auf
                        (1) -> Segment 0, Modul 41 "Heizung 2"  
                             Kurz: Unprogrammiert
                             Lang: Relais-Timer: 12------ in 3.00 Sek
                             Los:   Unprogrammiert
Die Mischersteuerung ist noch nicht getestet.

=Zusammenfassung=
Mit LCN lassen sich auch komplexe Heizungssteuerungen realisieren. Dies ist nur ein Musterbeispiel und soll eine Grundlage darstellen. Die Vorstellungen, wie eine Regelung am besten sein sollte sind sehr individuell. Mit dem nötigen Programmieraufwand lassen sich noch weitere Funktionen integrieren. 
*Boilersteuerung

*Nachtabsenkung

*Mehrere Mischer mit unterschiedlichen Temperaturen

*Anpassung der Vorlauftemperatur an die Abweichung der Zimmertemperaturen

* und vieles mehr.

Für eine Visualisierung stehen alle Werte direkt im LCN System zur Verfügung.

[[Kategorie:Programmier-Beispiel|H]]