Modul Heizflächenoptimierung

AT-Mittelwert-Zeitraum

Alte Parameterbezeichnung: Mittelwert-Zeitraum-Außentemperatur

Dieser Parameter ermöglicht eine vorausschauende und stabile Heizungsregelung, indem er eine geglättete Außentemperatur aus Online-Wettervorhersagen berechnet. Anstatt auf kurzfristige Schwankungen der aktuellen Temperatur zu reagieren, nutzt das System einen Durchschnittswert über einen von Ihnen festgelegten Zeitraum.

Dieser prognostizierte Mittelwert dient in FloorCore™ als Referenzwert, um die maximalen Rücklauftemperaturen vorausschauend zu berechnen und die Systemeffizienz zu steigern.

Funktionsweise

Sie definieren ein Zeitfenster für die Mittelwertberechnung in Stunden, beginnend ab der nächsten vollen Stunde.

• Start des Zeitraums [h]: Gibt an, in wie vielen Stunden die Berechnung beginnen soll. 0 steht für die nächste volle Stunde.
• Ende des Zeitraums [h]: Gibt an, nach wie vielen Stunden die Berechnung enden soll.

Die Wetter-Prognosewerte werden alle 10 Minuten aktualisiert und der Mittelwert neu berechnet.

Wirkung und Konfiguration

Ein längerer Zeitraum (z.B. [0..8]) glättet kurzfristige Temperaturschwankungen stärker und führt zu einer trägeren, aber stabileren Heizungsregelung. Ein kürzerer Zeitraum lässt das System schneller auf Temperaturänderungen reagieren.

Beispiel: Die empfohlene Einstellung [0..5] berechnet den Mittelwert aus den prognostizierten Temperaturwerten für die nächsten sechs Stunden (d.h. die aktuelle Stunde 0 plus die fünf folgenden Stunden 1 bis 5).

Heizflächentemperatur

Definiert eine lineare Kennlinie für die Berechnung der optimalen Heizflächentemperatur (Rücklauftemperatur) relativ zur Außentemperatur.

Die Linie wird über zwei Zieltemperaturen am Rücklauf für die Referenzaußentemperaturen +20°C und ‑20°C definiert und legt damit die Steilheit der Heizkurve für die Heizfläche relativ zur Außentemperatur fest. Ist der Raum innerhalb der Aktivierungsschwellen und wird die errechnete Heizflächentemperatur am Rücklaufsensor überschritten, schließt der Stellantrieb und das berechnete Spülintervall wird aktiviert.

Aktivitätsschwellen

Zwei Aktivitätsschwellen in Relation zur Zielltemperatur definieren einen Aktivitätsbereich um die Zieltemperatur herum, in dem das Modul Heizflächenoptimierung aktiv ist. Nur im Bereich innerhalb der Aktivitätsschwellen werden zusätzlich zu den Raumsensoren auch die Rücklauftemperaturen der Heizkreise für die Regelung berücksichtigt. Die Zieltemperatur ist die angestrebte Solltemperatur mit einberechneten Korrekturen (Offsets) aus den verschiedenen Modulen für einen Raum.

Ist die Raumtemperatur außerhalb des Aktivitätsbereichs, ist das Modul Heizflächenoptimierung nicht aktiv und es wird pauschal entweder geheizt (Stellantriebe offen bei Raumtemperatur < Zieltemperatur minus untere Aktivitätsschwelle) oder nicht geheizt (Stellantriebe geschlossen bei Raumtemperatur > Zieltemperatur plus obere Aktivitätsschwelle). Ist die Raumtemperatur innerhalb des Aktivitätsbereichs, wird für die Entscheidung Stellantrieb offen/geschlossen statt Raum-/Zieltemperatur die Rücklauftemperatur mit der berechneten Heizflächentemperatur verglichen, wodurch eine sehr viel feinfühligere Anpassung der Raumtemperatur möglich wird und Schwingungseffekte in der Raumtemperatur reduziert werden.

Bei klassischer Regelung wird geheizt, bis die Zieltemperatur erreicht wird. Bei Fußbodenheizungen kommt es durch das Nachheizen aus der bereits zugeführten Energie zu den Heizflächen zu Über- und Unterschwingeffekten. Diesen Effekten wird durch das Modul Heizflächenoptimierung und seinem Aktivitätsbereich Rechnung getragen.

Anwendung:
Neigt der Raum zum Überschwingen, d.h. in einer Heizphase wird die Zieltemperatur häufig überschritten, dann ist die untere Aktivitätsschwelle zu reduzieren, d.h. die dämpfende Temperaturanpassung setzt früher ein.

Neigt der Raum eher zum Auskühlen bzw. wirkt es problematisch die Zieltemperatur zu halten, dann kann die obere Aktivitätsschwelle weiter über die Zieltemperatur erhöht werden. Diese Aktivitätsschwelle erlaubt innerhalb des Aktivitätsbereichs ein Nachheizen, auch wenn bzw. obwohl die Zieltemperatur bereits erreicht ist.

Besonderer Anwendungsbereich: Kombination einer Sekundärheizung (wie z.B. ein Kaminofen) mit einer Fußbodenheizung mit Raumsensor. Wird durch einen Kaminofen die Zieltemperatur des Raumes überschritten, schaltet die Fußbodenheizung ab und der Boden kühlt aus. Dies kann durch Erweiterung des Aktivitätsbereichs über die Zieltemperatur hinaus verhindert werden, indem ein Nachheizen auch bei höheren Raumtemperaturen zugelassen wird.

Spülintervall

Zeitinterval in Form einer Kennlinie in Bezug zur Außentemperatur, für das die Rücklauftemperatur an einem Heizkreis bei geschlossenem Stellantrieb durch kurzzeitiges Öffnen (Spülen) neu ermittelt wird. Das Zeitinterval ist an die Außentemperatur gekoppelt, um bei kalten Temperaturen ein Auskühlen des Raumes bzw. bei wärmeren Temperaturen unnötiges Spülen zu verhindern.

Die Linie wird definiert über zwei Zeitintervalle in Minuten für die Referenzaußentemperaturen +20°C und ‑20°C und legt damit die Steilheit der Spülkurve relativ zur Außentemperatur fest.

Aktualisierungszyklus: 10 Minuten

Beispiel: [60..300]: Bei -20°C wird einmal pro Stunde der Stellantrieb so lange geöffnet, bis die errechnete Heizflächentemperatur erzielt wurde; bei 0°C alle anderthalb Stunden; bei +20°C dagegen nur alle 5 Stunden (empfohlene Grundeinstellung).

Korrektur der Heizflächentemperatur

Bei Fussbodenheizungsssteuerung Smart mit Standard-Stellantrieben: Veränderung über den Parameter Heizflächentemperatur berechneten Rücklauf-Zieltemperatur entsprechend der Abweichung der aktuellen Raum-Isttemperatur von der Raum-Zieltemperatur. Damit wird eine schnellere Anpassung der Raumtemperatur an die Zieltemperatur erreicht, je weiter die Raumtemperatur von der Zieltemperatur abweicht.

Bei Fussbodenheizungsssteuerung PRO mit 0-10V Stellantrieben: Korrektur der Ausgangsöffnung pro °C Abweichung der aktuellen Rücklauftemperatur.

Empfohlene Grundeinstellung: 3°C

Beispielrechnung für Standard-Stellantriebe:
Eine Heizflächentemperatureinstellung 22 (bei +22°C) bis 36 (bei -22°C) ergibt für eine Raumtemperatur innerhalb des Aktivitätsbereichs des Moduls und einer angenommenen Außentemperatur von 0°C eine Rücklauftemperatur von 29°C.

Bei einer angenommenen Zieltemperatur von 20,5°C, Aktivitätsschwellen von [-0,5°C bis +0,5°C] und einer Korrektur von 3°C pro °C Raumtemperatur, ergibt sich der Aktivitätsbereich für das Modul Heizflächenoptimierung von 20°C bis 21°C für die Raumtemperatur. Die Rücklauftemperaturen errechnen sich dann wie folgt:
Raumtemperatur < 20°C (Zieltemperatur minus untere Aktivitätsschwelle): Modul Heizflächenoptimierung dauerhaft nicht aktiv; Stellantrieb offen, maximale Vor-/Rücklauftemperatur. Raumtemperatur = 20,0°C: 0,5°C Differenz zur Zieltemperatur ergibt einen Offset auf die Rücklauf-Zieltemperatur von 1,5°C: 29°C + 1,5 = 30,5°C Raumtemperatur = 20,5°C: 0,0°C Differenz zur Zieltemperatur ergibt einen Offset von 0°C: 29,0°C Raumtemperatur = 21,0°C: 0,5°C Differenz zur Zieltemperatur ergibt einen Offset auf die Rücklauf-Zieltemperatur von -1,5°C: 27,5°C Raumtemperatur > 21,0°C: Stellantrieb geschlossen; Modul Heizflächenoptimierung dauerhaft nicht aktiv.

AT-Heizgrenze bei Raumsensor-Ausfall

alte Parameterbezeichnung: „Außentemperaturschwelle für Notfallmodus“

Parameter: AT-Heizgrenze bei Raumsensor-Ausfall

Dieser Wert definiert den Schwellenwert für den Notfallbetrieb bei einem Ausfall des Raumtemperatursensors.

Funktionsweise: Fällt der Raumtemperatursensor aus, vergleicht FloorCore™ die eingestellte Ziel-Raumtemperatur mit der Außentemperatur. Übersteigt die Differenz den hier eingestellten Wert (z.B. 15 K), wird der Notfallmodus aktiviert, um die Heizfunktion mittels der Rücklaufsensoren aufrechtzuerhalten.

Während des Notfallbetriebs ersetzt die Ziel-Raumtemperatur temporär den fehlenden Ist-Wert, bis der Sensor wieder funktionsfähig ist.

Effekt: Ein höherer Wert verzögert die Aktivierung des Notfallmodus und schaltet diesen nur bei einer signifikant kalten Witterung scharf.

„Schwellenwert für minimale Ventilstellung“ und „Minimale Ventilstellung“

Minimale Ventilstellung

Definition:

Dieser Parameter definiert den kleinsten Öffnungsgrad des Ventils, auf den der Regler das Ventil setzt, wenn die berechnete Ventilstellung den Schwellenwert für minimale Ventilstellung unterschreitet.

Funktionsweise:

• Wenn die Minimale Ventilstellung größer als 0 % ist:
  • Das Ventil wird auf diesen minimalen Öffnungsgrad gesetzt und bleibt dort.
  • Das Spülintervall wird nicht aktiviert.
• Wenn die Minimale Ventilstellung 0 % beträgt:
  • Das Ventil wird vollständig geschlossen.
  • Das Spülintervall wird aktiviert.

Schwellenwert für minimale Ventilstellung

Definition:

Dieser Parameter legt fest, unterhalb welcher berechneten Ventilstellung der Regler die Ventilstellung auf die Minimale Ventilstellung setzt.

Funktionsweise:

• Wenn die berechnete Ventilstellung größer als der Schwellenwert ist:
  • Der Regler setzt die Ventilstellung auf die berechnete Ventilstellung.
• Wenn die berechnete Ventilstellung kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist:
  • Der Regler setzt die Ventilstellung auf die Minimale Ventilstellung.

Beispielhafte Verwendung der beiden Parameter „Minimale Ventilstellung“ und „Schwellenwert für minimale Ventilstellung“

Beispiel 1: Sicherstellung eines Mindestdurchflusses

• Ziel:
  • Gewährleistung, dass das Ventil innerhalb der Aktivitätsschwellen nie vollständig schließt, um einen Mindestdurchfluss zu sichern.
• Einstellungen:
  • Schwellenwert für minimale Ventilstellung: 15 %
  • Minimale Ventilstellung: 20 %
• Ergebnis:
  • Berechnete Ventilstellung > 20 %:
    • Ventilstellung wird auf die berechnete Ventilstellung gesetzt.
  • Berechnete Ventilstellung ≤ 20 %:
    • Ventilstellung wird auf 20 % gesetzt.
  • Das Ventil öffnet sich nie weniger als 20 %.
  • Das Spülintervall wird innerhalb der Aktivitätsschwellen nie aktiviert.

Beispiel 2: Vermeidung von Ventilgeräuschen

• Ziel:
  • Verhindern, dass das Ventil in Öffnungsbereichen arbeitet, die Ventilgeräusche verursachen könnten.
• Einstellungen:
  • Schwellenwert für minimale Ventilstellung: 15 %
  • Minimale Ventilstellung: 20 %
• Ergebnis:
  • Berechnete Ventilstellung > 20 %:
    • Ventilstellung wird auf die berechnete Ventilstellung gesetzt.
  • Berechnete Ventilstellung ≤ 20 %:
    • Ventilstellung wird auf 20 % gesetzt.
  • Das Ventil arbeitet nie im kritischen Bereich unterhalb von 15 %, in dem Geräusche auftreten könnten.
  • Das Spülintervall wird innerhalb der Aktivitätsschwellen nie aktiviert.

Beispiel 3: Aktivierung des Spülintervalls bei geringem Heizbedarf

• Ziel:
  • Bei sehr geringem Heizbedarf soll das Ventil geschlossen und das Spülintervall aktiviert werden.
• Einstellungen:
  • Schwellenwert für minimale Ventilstellung: 5 %
  • Minimale Ventilstellung: 0 %
• Ergebnis:
  • Berechnete Ventilstellung > 5 %:
    • Ventilstellung wird auf die berechnete Ventilstellung gesetzt.
  • Berechnete Ventilstellung ≤ 5 %:
    • Ventilstellung wird auf 0 % gesetzt.
  • Das Ventil wird vollständig geschlossen.
  • Das Spülintervall wird aktiviert, um den Heizkreis regelmäßig durchzuströmen.

Erläuterung der Funktionsweise im Live-Betrieb