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Laufzeit-Optimierung für Umwälzpumpen durch Bildung von

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MartinH
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#1 Laufzeit-Optimierung für Umwälzpumpen durch Bildung von

Beitragvon MartinH » Mo 18. Jan 2010, 23:46

In einem anderen Beitrag wurde heute vermerkt:
DerOerg hat geschrieben:1/3 weniger Leistungsaufnahme macht sich bei der Umwälzpumpe bestimmt im Stromverbrauch bezahlt.

Deshalb hier eine kleine Überlegung zum Stromverbrauch von Umwälzpumpen, die ich noch umsetzen will:
Ich habe ja Flächenheizungen (FBH) mit thermischen Ventilen, die ich per LCN-Relais je nach Wärmebedarf der einzelnen Räume einschalten lasse.
Ich möchte eine Umwälzpumpe, die ja mehrere (10+) Ventilkreise versorgen kann, gerne so betreiben, dass sie möglichst viele Ventilkreise gleichzeitig bedient (da ich vermute, dass der Mehrverbrauch an Pumpenstrom gering sein wird). Wenn also ein Raum einen Wärmebedarf meldet, soll "geschaut" werden, ob andere Räume des gleichen Heizkreises vielleicht auch etwas Wärmebedarf haben und gleich mitlaufen könnten. Wie stelle ich mir die Lösung vor?

Etwa so: Wenn ich z.B. 5 Räume mit je einem Ventil (Relais) an der selben Umwälzpumpe habe, fasse ich die Regler(Module) in ein "Umwälz-Team" (eine LCN-Gruppe) zusammen. Jeder der 5 Regler bedient ja sein Ventil-Relais. Wenn nun ein Relais einschaltet (Wärmebedarf wurde festgestellt), dann ist als Relais-StatusKommando hinterlegt: "Erhöhe die Solltemperatur um 0.1°C für alle Regler im Umwälz-Team". Wenn nun andere Regler im Team auch merken, dass diese für die neue erhöhte Solltemperatur ihr Ventil einschalten müssen, werden diese wiederum pro Relais, das aktiv wird, eine relative Sollwerttemperatur um +1°C ans Team melden.
Wenn die anderen Team-Räume warm genug sind, passiert nicht weiteres. Maximal können alle Team-Räume gleichzeitig aktiviert sein. Bei 5 Räume entspricht dies jeweils einer künstlichen Solltemperaturanhebung um +0.5°C. Bis diese Temperaturerhöhung erreicht wird, betreibt die Umwälzpumpe alle Ventilkreise gleichzeitig. (=> Nur einmal Umwälzstromverbrauch für bis zu 5 Räumen)

Dann sobald der erste Raum die Wunschtemperatur erreicht hat, geht das Spiel rückwärts los. Das anfallende Ventil-Relais senkt (per Status-Kommando) wieder für alle im "Umwälz-Team" die Solltemperatur um - 0.1°C. Dadurch melden sich hoffentlich noch weitere Räume, die diese Temperatur auch schon erfüllt haben. Und somit wird relativ schnell für alle 5 Räume der Wärmebedarf erfüllt sein. Und damit haben sich alle Sollwertverschiebungen in allen Reglern auch wieder aufgehoben. Da ich per Regler Relais schalte, bewirkt diese künstliche Sollwertverschiebung ja eine gewünschte Hysterese. Heute mache ich für jeden einzelnen Raum praktisch schon diese Sollwertverschiebung um ca. +/-0.5°C. (Diese Relais-Hysterese habe ich ja schon mal ausführlich vorgestellt.)
Bisher sprechen sich die Räume aber nicht untereinander ab und synchronizieren ihren Bedarf nicht. Ich vermute, dass die Umwälzpumpe mit dieser "Team-Optimierung" vielleicht nur noch halb sooft laufen wird, wie heute. Ich habe ja LinHK laufen und kann dann leicht im Zeitverlauf den Erfolg überprüfen und weiter optimieren. Optimierungsparameter sind ja die Anzahl der Räume, die jeweilige Sollwertverschiebunggröße, und eine eventuelle Überlappung von "Umwälz-Teams" (Ein Bad mit viel Wärmebedarf kann ja vielleicht in mehreren Teams mitspielen?).
Die gewählte Spreizung der Heizungstemperaturen (Vorlauf, Rücklauf) hat natürlich auch Einfluß auf die Umwälzzeiten. Je höher die Spreizung - desto kleiner die Umwälzzeiten. Aber je geringer das Temperatur-Niveau, desto effektiver die solare Heizungsunterstützung. ..

Gruß, Martin - mit seiner umwälzenden Idee :)

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Uwe
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#2 RE: Laufzeit-Optimierung für Umwälzpumpen durch Bildung von

Beitragvon Uwe » Di 19. Jan 2010, 01:53

Eine ähnliche Programmierung ist bei mir schon vorhanden, Martin.

Ich habe - letztlich auch durch Beobachtung von Kurven (ursprünglich mal mit der LCN-W, bei der man davor sitzen bleiben musste) - für meine Wandheizkörper folgende Erkenntnisse getroffen.
Ich zähle die Anzahl der offenen Heizkörper(relais). Über Schwellwerte passe ich dann meine Kesseltemperatur an. Ich habe bei mir keine Mischersteuerung und kann nur über den Kessel den Vorlauf beeinflussen. "Viele" offene HK erhöhen den Wert, das Prinzip hat sich bewährt.
In der Zweitbelegung der Schwellwerte ist meine Pumpensteuerung (Dimmung) bereits vorhanden. Mit meinen gut 4 Jahre alten Modulen ließ sich aber die Pumpe nicht störungsfrei dimmen, ein neuer einstellbarer Ausgang gibt da wieder Hoffnung.

Ich kann für meinen speziellen Anwendungsfall behaupten '... es geht' (was sonst :P )

Ich denke das du deine Vermutungen genauso umsetzen können wirst - es liest sich wohl komplizierter als es wirklich ist.

Grüße, Uwe - dem die Regelung seines statischen Gasbrenners (nach Auswertung der LinHK-Kurven) viel mehr Kopfzerbrechen macht - den müsste man dimmen können ...
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#3 RE: Laufzeit-Optimierung für Umwälzpumpen durch Bildung von

Beitragvon Niko » Di 19. Jan 2010, 06:49

Hallo Martin,

im Prinzip habe ich so eine Regelung bei mir seit einem Monat im Einsatz (Gasbrennwerttherme mit Wandheizkörpern): Geht ein Heizungsrelais an, zieht es andere mit sich, die "kurz vorm Schalten" sind, damit sich der Einsatz von Wärmepumpe und Brenner auch lohnt und beide nach dem Heizen mehrerer Räume auch mal ganz abschalten können. Für letzteres teile ich der Therme mit, ob überhaupt ein Wärmebedarf besteht oder nicht (dafür gibt es einen per LCN-Relais steuerbaren Eingang an der Therme).

Die Besonderheit: Ich brauche dazu nicht die Regler-Sollwerte zu verändern, diese kann ich also wie bisher für eine Umschaltung zwischen Normal- und Absenktemperatur oder für ein manuelle Übersteuerung nutzen.

Stand heute lässt sich das so einfach aber nur mit LinHK und virtuellen Modulen umsetzen, daher werde ich das demnächst mal im LinHK-Supportbereich vorstellen.

Schöne Grüße
Niko, der sich mal wieder über die parallel entstehenden Ideen wundert ;)

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#4 RE: Laufzeit-Optimierung für Umwälzpumpen durch Bildung von

Beitragvon Beleuchtfix » Di 19. Jan 2010, 12:06

Hallo Martin,
Deine philosophischen Beiträge genieße ich immer :thumbup:
MartinH hat geschrieben:In einem anderen Beitrag wurde heute vermerkt: [zitat=DerOerg]1/3 weniger Leistungsaufnahme macht sich bei der Umwälzpumpe bestimmt im Stromverbrauch bezahlt.

....(da ich vermute, dass der Mehrverbrauch an Pumpenstrom gering sein wird).[/zitat]
Das sehe ich ähnlich, ich denke sogar, dass der Verbrauch niedriger ist, wenn viel Wasser ungehindert fließen kann, als wenn die Pumpe die ganze Leistung durch ein kleines Loch drücken muss.
Aber es gibt sehr unterschiedliche Pumpen, manche haben einen konstanten Durchfluss, andere regeln einen konstanten Druck ein.

Als weitere Regelmöglichkeit sehe ich die Reduzierung der Pumpenleistung über eine Temperaturdifferenz an. Ist diese hoch, dann wird viel Energie dem Wasser entzogen, also einen höheren Wasserdurchfluss einstellen und die Pumpenleistung erhöhen. Bei kleiner Spreizung ist genügen warmes Wasser da, da kannst du die Leistung wieder reduzieren.

Hast du schon einmal den Relaisstatus der Ventile in LinHK mitgezeichnet? Ich denke, daraus kannst du am besten erkennen, an welchen Schrauben du drehen solltest.

Wichtig sehe ich auch das Wasserverhältnis von Kessel / Heizkreisen an. Ist der Kessel groß, sollte man vielleicht dort die Hysterese erhöhen und das Warme Wasser stärker ausnutzen.

Viel Erfolg
Florian


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#5 RE: Laufzeit-Optimierung für Umwälzpumpen durch Bildung von

Beitragvon cerise » Di 19. Jan 2010, 23:05

Hallo!

Das ist ja lustig, auf wie ähnliche Ideen für Problemlösungen die verschiedenen Leute kommen... Hier meine Version:
Da ich es bisher nicht geschafft habe, die in einem anderen Beitrag beschriebene Aufgabenstellung (Maximumsuche von mehreren Regeldifferenzen zur Weiterleitung als Führungsraumtemperatur an die Heizungsregelung) direkt in LCN umzusetzen, habe ich folgende Lösung programmiert: Eine tvar hält die Raumsolltemperatur (angeglichen an die in der Heizungsregelung programmierte Solltemperatur). Ein anziehendes Heizungsrelais vermindert den tvar-Wert um 1K, ein abfallendes Heizungsrelais erhöht ihn um 1K. Der tvar-Wert wird per Regler mit Kühlkennlinie an einen dimmbaren Ausgang weitergeleitet an dem ein AO1R die 0-240V in 0-10V übersetzt. Diese 0-10V werden als Führungsraumtemperatur an die Heizungsregelung weitergereicht, die dann je nach Abweichung von der programmierten Raumsolltemperatur entsprechend stark (über Änderung der Pumpendrehzahl und Vorlauftemperatur) reagiert.
Da ich mangels (mehrkanaliger) Zeitschaltuhr bisher den in der tvar gespeicherten 'Grundwert' nicht an die tageszeitabhängigen Sollwerte der Heizungsregelung anpassen kann, gibt es noch eine zeitverzögerte 'Notheizung' für den Fall, daß einige Räume zwar Wärme anfordern, der verringerte tvar-Wert aber den gerade gültigen Sollwert der Heizungsregelung noch nicht unterschreitet (und somit die Umwälzpumpe nicht läuft): Wenn mindestens ein Heizungsrelais angezogen hat, wird per Zeitgeber alle 15min der tvar-Wert ebenfalls um 1K verringert. Und damit die Sache nicht aus dem Ruder läuft, wird per Schwellwert garantiert, daß tvar nicht unter 16°C fällt (was aber sicher unter dem niedrigsten programmierten Sollwert der Heizungsregelung liegt). Wenn alle Relais abgefallen sind, wird tvar wieder auf den Grundwert gestellt.

Grüße, Jochen.

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#6 RE: Laufzeit-Optimierung für Umwälzpumpen durch Bildung von

Beitragvon MartinH » Di 19. Jan 2010, 23:12

Beleuchtfix hat geschrieben:Hallo Martin, Deine philosophischen Beiträge genieße ich immer :thumbup:
:D Freut mich, wenn Du das gerne liest; aber Du brauchst mich da nicht gleich zum Philosophen zu machen. Beim Schreiben habe ich kurz gedacht, ob ich es gleich ins Wiki schreiben sollte; Problemstellung und Lösungsansatz wäre schon mal da und Gedanken zur Implemetierung auch.
Beleuchtfix hat geschrieben:[zitat=MartinH]....(da ich vermute, dass der Mehrverbrauch an Pumpenstrom gering sein wird).

Das sehe ich ähnlich, ich denke sogar, dass der Verbrauch niedriger ist, wenn viel Wasser ungehindert fließen kann, als wenn die Pumpe die ganze Leistung durch ein kleines Loch drücken muss.
Aber es gibt sehr unterschiedliche Pumpen, manche haben einen konstanten Durchfluss, andere regeln einen konstanten Druck ein.[/zitat]
Da habe ich mich auch schon gefragt, wie die Pumpen mit unterschiedlicher Last umgehen. Meine 2 Pumpen laufen immer nur ganz oder garnicht. (Sie haben wohl mechanischen 3 Stufen, die immer auf 3 steht.) Die Steuerung könnte anscheinend auch proportional regeln, aber die steht auf 100% (, weil die Pumpen das nicht anders können, meinte mein Heizungsbauer mal.)

Beleuchtfix hat geschrieben:Hast du schon einmal den Relaisstatus der Ventile in LinHK mitgezeichnet? Ich denke, daraus kannst du am besten erkennen, an welchen Schrauben du drehen solltest.
Klar - über viele Monate habe ich die LinHK Aufzeichnungen für Relais und Ist-Temperaturen verfügbar.

Beleuchtfix hat geschrieben:Wichtig sehe ich auch das Wasserverhältnis von Kessel / Heizkreisen an. Ist der Kessel groß, sollte man vielleicht dort die Hysterese erhöhen und das Warme Wasser stärker ausnutzen.
Hmm, was meinst Du hier mit "Kessel groß" ? Ich habe das Heizungswasser in einem 1000l Puffertank, der gelegentlich mal von einer Gastherme nachgeheizt wird auf ca. 50-55°C. Im oberen Pfufferteil liegt auch der Warmwasserwärmetauscher, der bei Warmwasserbedarf just-in-time kaltes in warmes Wasser wandelt. Solare Einspeißung habe ich im unteren Teil des Pfufferspeichers und solange solare Wärme ausreichend verfügbar ist (oder nach Wettervorhersage bald verfügbar sein sollte), möchte ich die Gastherme sperren - und nur die Sonne wirken lassen.

Gruß, Martin - der manchmal seine Gedanken, die er lange schon mit sich rumträgt, als Notizen ins Forum schreibt.

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#7 RE: Laufzeit-Optimierung für Umwälzpumpen durch Bildung von

Beitragvon Uwe » Mi 20. Jan 2010, 01:16

Der philosophische Notizzettel des MartinH - auch in meinen Augen ein echter Mehrwert dieses Forums. :w00t:

Ich hätte da nur ein paar eher kurze Anmerkungen ...

MartinH hat geschrieben:... meinte mein Heizungsbauer mal.

Hast du den Eindruck das er weiß wovon er redet?
Ich kenne (immer mehr) Ausnahmen, aber die Regel ist das (leider) nicht.
Viele Fachbetriebe lassen doch da zur ersten Einrichtung/Inbetriebnahme den Servicetechniker des Herstellers kommen. Ich wäre da (was die Kompetenz angeht) immer noch genauso skeptisch.

cerise hat geschrieben:Das ist ja lustig ...

Ich finde es schon fast erstaunlich wie viele verschiedene Lösungen hier doch (nicht nur philosophisch) auch praktisch funktionieren.
@all: mehr davon - es zeigt ja nur wieder eines ... :lol:

Grüße, Uwe - der hier auch mal wieder ein paar Ideen für seine Optimierung 'abgreift'
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#8 RE: Laufzeit-Optimierung für Umwälzpumpen durch Bildung von

Beitragvon Beleuchtfix » Mi 20. Jan 2010, 13:57

MartinH hat geschrieben:(Sie haben wohl mechanischen 3 Stufen, die immer auf 3 steht.)

Da dürftest du aber einmal mit kleineren Werten Spielen, Stufe 1 ist normalerweise so um die 50% (auch im Stromverbrauch). Wenn die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf nicht zu groß wird, reicht die Wassermenge. Einfach testen, W (und deine elektronischen Temperatursensoren) merken das schnell ;)
Gruß
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#9 RE: Laufzeit-Optimierung für Umwälzpumpen durch Bildung von

Beitragvon Uwe » Mi 20. Jan 2010, 15:04

Ich habe mit dem Knopf schon gespielt - und dabei festgestellt, das eben bei unterschiedlichem Bedarf (Anzahl offene Heizkörper) auch unterschiedliche Drehzahlen sinnvoll sind.
Wenn man die Pumpe dimmt, sollte der Schalter aber IMO auf jeden Fall auf Stufe 3 stehen.

Grüße, Uwe
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#10 RE: Laufzeit-Optimierung für Umwälzpumpen durch Bildung von

Beitragvon Thomas » Mi 20. Jan 2010, 17:43

Hallo,

dann will ich auch mal.;)
1996 hab ich eine neue Öl-Heizung bekommen, für 4 Wohnungen, die vorher mit 4 Gas-Etagenthermen beheizt wurden.
Die Anlage wurden von einem Heizungsbauer geplant und eingebaut.
Heute sage ich nicht mehr geplant, sondern "verplant":sneaky:
Es wurde z.B. eine Heizkreiz Pumpe eingebaut die nicht alle Heizkörper warm bekommen hat.
Nach einem Jahr wurden dann eine Differenzdruck-Pumpe eingebaut, damit wurde es etwas besser.
Hydraulischer Abgleich wurde nie durchgeführt, daher heute noch Probleme.
siehe : http://www.hydraulischer-abgleich.de/file/Strategie_Schritt%201.pdf

Da ich so eine Pumpe jetzt verbaut habe, kann ich die Funktionen hier nicht testen.

gruss thomas - der seine Heizung, nur durch manuelle Eingriffe, in den Griff bekommt, da muss was anderes her.:|
lg Thomas


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