Regelungslogik Vitocal 200-S

[SebastianA]

Liebe Community Experten,

ich versuche aktuell zu verstehen wie die Vitocal.200-S (201.B13 mit WO1C) die Leistung regelt.

Zur Ausgangssituation: Wir waren seiner Zeit bei der Installation nicht sonderlich glücklich mit dem Heizungsbauer und der Einrichtung / Inbetriebnahme. Da passt leider einiges nicht zusammen, was ich vor ein paar Jahren hier schon diskutiert und in einigen Punkten verbessert hatte, dann aber wieder aus den Augen verloren hatte. Dieses Jahr mussten wir den FuBo-Belag im Haus komplett tauschen und daher habe ich mich dann wieder mit der Einstellung der FuBoHz beschäftigt und bin dabei wieder auf die Ungereimtheiten der WP gestoßen.

Die Eckdaten:
- Haus: KfW 70, BJ 2012
- Betrieb für Warmwasser und Fussbodenheizung (ca.170qm auf 2 Etagen)
- Anlagenschema 4
- "Standardinstallation" mit Vitocell 200l Heizwasserpufferspeicher und Vitocell 300l WWspeicher; ein Heizkreis mit Mischer
- Zwei FuBo Heizungsverteiler (ohne Durchflussmesser):

- EG (direkt neben der Heizung): 9 Kreise (zw. 38m und 105m)
- OG (ca. 18m Zuleitung per Kupferrohr  ab EG Verteiler 😞 6 Kreise (zw. 64m und 104m)

- HK Pumpe  WILO Stratos Effizienzpumpe 

Durch Recherche meine ich verstanden zu haben, dass die Anlage im aktuellen Modus ("normal") die Beheizung des Puffers bei HK Soll - Pufferhysterese (7203) startet und abschaltet sobald der SK RL >= der HK Soll Temperatur ist (also der Puffer komplett durchgewärmt wurde). Jetzt beobachte ich allerdings, dass bei mir der HK VL eigentlich immer unter der HK Solltemperatur liegt. Sobald die Temperatur nach oben geht nimmt die WP Leistung raus und pendelt sich dann bei HK Soll minus 1-2K ein. Das läuft solange bis die Abtauung kommt, dann bricht die Temperatur ein und das Spiel wiederholt sich von vorne. Zu einer Abschaltung kommt es daher nie. und die HK VL Temp ist immer zu niedrig. 

Ich habe bereits mit der Pumpenleistung (Heizkreispumpe und SK Pumpe - 7341) und auch bspw. mit der Überhöhung (3014) experimentiert. Am Ende immer das gleiche Spiel auf anderem  Temperaturniveau  oder  mal schneller, mal langsamer. Manchmal habe ich bei AT >7-8 Grad gesehen, dass er es tatsächlich mal in die Abschaltung schafft, aber aktuell bei <5 Grad AT nie. Ich kann natürlich einfach die Heizkurve hochdrehen, aber ich versuche zu verstehen ob da noch etwas anderes nicht passt.

Ich finde es ja gut, dass die WP moduliert, lange läuft und nicht taktet. Aber ich finde es dennoch komisch, dass sie nie abschaltet und auch gar keine Anstrengungen unternimmt die Abschaltbedingung irgendwann zu erreichen. Am ungeschicktesten finde ich allerdings, dass die HK VL Temp dann immer zu niedrig ist und auch keine Reserve im Puffer ist für Abtauung oder EVU Sperre bzw. die Zeit der WW Bereitung.

In den Anhang habe ich mal die Datenaufzeichnung von heute gepackt. Aktuell läuft die Anlage mit 7341 = 100 und mit 3014 = 20. Mit 100% heizt er immerhin recht schnell wieder hoch nach Abtauung etc. Die Heizkurve hatte ich auch etwas nach oben korrigiert, da das Hause die letzten Tage hier etwas ausgekühlt war. Auf Grund des Wochenendes gab es heute keine EVU Sperre. AT um die Null Grad.

Danke und viele Grüße

Sebastian

[SebastianA]

Hier noch die Daten von gestern, mit EVU Sperre  - da haben wir dann am Abend mal 2-2,5h (EVU + WW Bereitung) keine Aufheizung des Pufferspeichers (Heizung). Heute ebenso über Mittag. Da kann es dann doch etwas auskühlen. Bin für alle Tipps dankbar: 

1) Wie kann ich ggf. noch anders parametrieren um den Puffer auch wirklich duchzuwärmen und die Abschaltung häufiger zu erreichen. 

2) Wieso verliert der Puffer so schnell an Energie / Temperatur?

3) Wie überbrücke ich ggf. die Zeit von 11:30 Uhr (erste EVU Sperre) bis 19 Uhr (Ende zweite EVU Sperre) so, dass mir da nicht immer noch zusätzlich die WW Bereitung die Heizpause verlängert?

Bzw. wer kann mir ggf. weitere Tipps oder Hinweise zum Verständnis der Regelungslogik geben?

Vielen Dank

Sebastian

[Flo_Schneider]

Hallo Sebastian,

hat sich denn seit der Erneuerung des Fußbodens noch etwas geändert? Welcher Belag ist jetzt rein gekommen und was war vorher drin?

Viele Grüße
Flo

[SebastianA]

Hallo Flo, danke für Dein Feedback.

Die Erneuerung des Fußbodens (alt: Parkett, 11mm; neu: Pandomo Floor: 11mm) war für mich eher ein Trigger nach allem zu schauen (teilw. kalte Füße, da der neue FuBo einfach kälter wirkt), als ursächlich für die ganze Thematik. Die beschriebenen Probleme bestehen im Prinzip seit Anfang an, bzw. es gab noch mehr, die ich vor ein paar Jahren mit Hilfe einer Diskussion bei HTD lösen konnte. Ich denke hier passt etwas in den Settings und / oder der Hydraulik nicht und suche nach Lösungsansätzen bzw. versuche besser zu verstehen was im System passiert..

Viele Grüße

Sebastian

[Flo_Schneider]

Versuch doch mal die Pufferhysterese 7203 um 3K zu verringern und die Ausschalthysterese 7209 um 3K zu vergrößern.

Viele Grüße
Flo

[SebastianA]

7203 steht bei mir schon auf 30 (ALZ 50). Kann ich ggf. weiter verringern. 7209 habe ich nicht, weder in Codierebene 1 noch in Codierebene 2. Die Grupper Pufferspeicher hört bei 7208 auf.

Viele Grüße

Sebastian

[Flo_Schneider]

OK, dann gab es diesen Parameter damals noch nicht. Einige Funktionen wurden erst bei späteren Regelungsversionen nachgerüstet. Weiter reduzieren würde ich dann die Einschaltung nicht. Du kannst aber folgendes machen. Schau mal, ob der Puffersensor weiter nach unten gesetzt werden kann. Dadurch hast du eine frühere Zuschaltung und kannst ggf. die Hysterese wieder vergrößern.

Viele Grüße
Flo

[SebastianA]

Ich habe den Sensor jetzt mal nach unten gesetzt (gibt nur noch die Position ganz unten, auf Höhe des Rücklaufs) und beobachte wenn es nun wieder kälter wird. 

Generell sehe ich aktuell bei 6-15°C AT, dass die WP mit der aktuellen Einstellung (7341 = 100) recht kurze Zyklen fährt und die Abschaltbedingung erreicht (das habe ich immer so ab ca. 6°C AT beobachtet, drunter erreicht er nie die Abschaltbedingung).

Was mir auch auffällt ist, dass danach die Temperatur im Puffer wieder sehr schnell abnimmt (20 Minuten) und der nächste Heizzyklus startet. Nachdem ich den Puffersensor nach unten gesetzt habe startet er den nächsten Zyklus natürlich noch schneller, da der Puffer unten im Bereich des Rücklaufs schneller abkühlt.

Viele Grüße

Sebastian

[Flo_Schneider]

Es ist richtig, dass die Wärmepumpe schneller in Betrieb geht, deshalb kannst du die Hysterese etwas erhöhen. Grundsätzlich sollte dann aber auch eine leichte Überhöhung der Puffertemperatur möglich sein und somit der Heizkreis ausreichend versorgt werden.

Viele Grüße
Flo

[SebastianA]

Hysterese werde ich erhöhen. Nun ist es heute auch wieder kälter draußen (2,5-5,5°C), leider hat sich am Verhalten der Anlage nicht viel geändert. Ich sehe nun, dass Puffertemp = SK RL Temp (klar, weil Sensor ist ja nun genau auf der Höhe). Die HK VL Temp hat sich dabei aber nicht erhöht (er scheint das immer mit dem Mischer drunter zu halten). Mehr Power gibt die Anlage dadurch auch nicht  - Abschaltbedingung wird nicht erreicht und besonders überhöht scheint der Puffer nicht zu sein, er kühlt binnen <20 Min aus, wenn die Heizung bspw. WW bereitet.

Irgendwie verstehe ich die Steuerungslogik da nicht. Er scheint ja nicht wirklich Wert auf die Puffer oder HK Temperatur zu legen, sondern i.W. die SK RL Temperatur als Abschaltkriterium zu nehmen, nur dass er die nie erreicht, weil er nicht genug Power gibt...

Viele Grüße

Sebastian

[Flo_Schneider]

Wenn du die Pufferschaltzeiten auf Normal gestellt hast, dann ist es richtig, dass die Anlage nach dem Sekundärrücklaufsensor abschaltet. Mach doch bitte mal ein Bild von jeder Seite der Anlagenübersicht, wenn er kurz vor Erreichen der Solltemperatur ist, es aber nicht schafft.

Viele Grüße
Flo

[SebastianA]

Ja, Pufferschaltzeiten sind auf Normal. Anbei Bilder von der Analgenübersicht und Außeneinheit am Zeitpunkt, der mit dem blauen Pfeil im Diagramm gekennzeichnet ist.

Zwischen 6:30 Uhr und 8:30 Uhr sieht man auch ein weiteres, extremes Beispiel  - der Puffer verliert auf Grund der WW Bereitung an Temperatur, anschließend bleibt die HK VL Temp 3 Grad hinter der Solltemp zurück.

Viele Grüße

Sebastian

[Flo_Schneider]

Grundsätzlich sehe ich es so, dass das was die Wärmepumpe macht korrekt ist. Kurz vor erreichen des Sollwertes moduliert sie runter, um so die Laufzeit zu erholen. Da die Wärmeabnahme bei den Temperaturen größer ist, ist die Pause dementsprechend etwas kürzer. Würde sie schneller auf den Sollwert regeln, hätte die Anlage eine kurze Laufzeit, kurze Pause und somit einen hohe Taktung, was nicht gewünscht ist.

Viele Grüße
Flo

[SebastianA]

So ganz grundsätzlich stimme ich Dir zu, jede Regelung sollte die Leistung reduzieren, je näher sie der zu regelnde Wert dem Sollwert annähert. 

Wenn ich mir allerdings die Werte der Heizung anschaue und weiß, dass die Abschaltbedingung (und somit die zu regelnde Größe?) ist, dass die SK RL Temp den Sollwert erreicht (sprich Puffer bis unten durchgewärmt, oben etwas wärmer als Soll, somit kann durch Mischer komfortabel die mittlere HK VL Temp immer rund um die Solltemp gehalten werden), dann regelt sie doch nach meinem Verständnis viel zu früh runter. 

Die HK VL Temp erreicht so gut wie nie das Soll (blauer Pfeil), geschweige denn die SK RL Temp (roter Pfeil).  Außer manchmal (so alle paar Tage sehe ich das mal kurz (zweiter blauer Pfeil) - da gibt die Heizung dann Vollgas und schießt binnen 20-30 Minuten durch bis zur Abschaltbedingung.

---> Mir erscheint das nicht ganz logisch und auch nicht deterministisch. In der Regel bleibt die Heizung sehr weit hinter den Zielwerten zurück, nur manchmal, je nach Mondphase, Luftdruck oder Erdrotation bekommt sie nen "Rappel" und erreicht binnen kürzester Zeit die Soll Temp, und regelt eben nicht rechtzeitig runter. Sprich meist regelt sie viel zu früh runter  - alle Schaltjahr auch mal viel zu spät. So gut wie nie im erwarteten Spektrum.

Vielleicht verstehe ich das nicht oder mir fehlt ein Teil des Bildes, aber für den Otto-Normal-Ingenieur erscheint mir das was ich sehe noch nicht ganz logisch.

Viele Grüße

Sebastian

[SebastianA]

Sorry, Bilder vergessen

[Flo_Schneider]

Ich vermute einfach mal, dass die Abnahme über die Heizkreise in dem Moment etwas zu groß ist, weshalb es die Wärmepumpe schwerer hat annähernd den Zielwert zu erreichen. Das Ziel der Regelstrategie ist es ja nicht, den Abschaltzeitpunkt so schnell wie möglich zu erreichen, sondern die Laufzeit so lange wie möglich halten zu können. Wird es in denen Räumen also nicht warm genug, empfehle ich dir, das Niveau der Kennlinie um eins anzuheben.

Viele Grüße
Flo

[SebastianA]

Ja, vielleicht ist die Abnahme aktuell hoch, Leistung hätte die WP ja aber noch ausreichend. Sie moduliert einfach sehr schnell auf die niedrigste Stufe runter... Insofern für mich weiter nicht ganz logisch aber scheint ja gewollt zu sein. 

Natürlich kann ich die Kennlinie erhöhen (ist sie aktuell auch schon) um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Dachte nur es kann nicht im Sinne des Erfinders sein, dass am Ende die Kennlinie ein Soll von 33°C vorgibt um faktisch 30°C zu erreichen. Daher dachte ich bei mir passt ggf. eine Einstellung nicht, oder bei der Hydraulik passen ggf. die HK und SK Volumenströme nicht zusammen, oder... und versuchte das System zu verstehen.

Wenn das so sein soll, dann erhöhe ich einfach weiter die Kennlinie. Mich irritiert sowas einfach und daher versuche ich es zu verstehen. Aber man muss sicher auch nicht alles verstehen und die letzten 3% bei der Effizienz der WP rausquetschen.

Viele Grüße

Sebastian

[SebastianA]

Eine Frage hätte ich allerdings noch: Macht es für die Steuerung irgendeinen Unterschied ob ich die Heizkurve um 2K erhöhe oder lieber die Überhöhung (3014) auf den Wert 20 stelle? Mir scheint das grundsätzlich vom Ergebnis recht identisch, aber ggf. wird das ja unterschiedlich in der Steuerung bewertet.

Danke und viele Grüße

Sebastian

[Flo_Schneider]

3014 erhöht nur den Sollwert des Sekundärkreises und nicht den des Mischerkreises. Bei 30°C Vorlauf-Soll des Mischerkreises wäre bei einer Erhöhung von 2K über 3014 der Sollwert des Mischers weiterhin bei 30°C. Nur Sekundärseitig wird höher gefahren. Bei der Erhöhung des Niveaus ist auch der Mischer-Sollwert um 2K höher.

Viele Grüße
Flo

[SebastianA]

Ok, danke für die schnelle Antwort! Das erklärt dann ja sogar teilw. meine bisherigen Beobachtungen, mit 3014 = 20 bleibt dann der Mischer-Sollwert um 2K hinter dem Sekundärkreis zurück.

Gehe ich recht in der Annahme, dass das dann auch den Puffer tendenziell um 2K gegenüber dem Heizkreis erhöhen sollte?

Viele Grüße

Sebastian

[Flo_Schneider]

Da der Puffer-Soll immer vom Sekundär-Vorlauf-Soll abhängig ist, ja.

Viele Grüße
Flo

[Buddhe · Accepted solution]

Hallo Sebastian,

finde deine Analyse sehr interessant und hätte gerne auch so Kurven wie du:)

Du kannst dir mal meinen Beitrag durchlesen.

https://www.viessmann-community.com/t5/Waermepumpe-Hybridsysteme/Warmwasserspeicher-und-Waermepumpe-...

Mein VLT von der Wärmpumpe ist immer 3 Grad höher als die im Heizkreis Vorlauf. Bei dir auch? Kannst du mal einen Kältkreislaufbild während Heizbetrieb hier reinsenden. Habe auch eine 200 Liter Puffer. Verbrauch zur Zeit bei -1 Grad ca. 25kwh inkl. Warmwasser. Habe aber auch noch viel Feuchtigkeit im Haus, weil ich erst im Januar in ein Ziegelhaus eingezogen bin. Über 3-4 Grad komme ich dann auf unter 20 kwh. Wie ist dein Verbrauch so am Tag? Im Januar habe ich 847 kwh gebraucht, wobei es hier im Allgäu sehr kalt war (teilweise -6 bii -8 Grad an manchen Tagen) Meine Wärmepumpe läuft nachts immer genau ca. 3 Stunden und den Rest ist sie aus. Habe aber ständig eine hohe Verdichterleistung von 70 Prozent. Haben wir Temperaturen von 5-7 Grad ist die WP eigentlich den Nachmittag über 3 Stunden immer aus. Habe pro Tag ca. 10 -11Takte  je nach Temperatur Ziel ist es, dass mein VLT Puffer gleich ist wie VLT Heizkreis. Mein Takt dauert bei warmen Temperaturn ca 45 Minuten und bei kalten Temperaturen ca. 80 Minuten je nach dem ob eine Abtauung zwischen durch stattfindet. lg

[Buddhe]

Hallo Sebastian,

finde deine Analyse sehr interessant und hätte gerne auch so Kurven wie du:)

Du kannst dir mal meinen Beitrag durchlesen.

https://www.viessmann-community.com/t5/Waermepumpe-Hybridsysteme/Warmwasserspeicher-und-Waermepumpe-...

Mein VLT von der Wärmpumpe ist immer 3 Grad höher als die im Heizkreis Vorlauf. Bei dir auch? Kannst du mal einen Kältkreislaufbild während Heizbetrieb hier reinsenden. Habe auch eine 200 Liter Puffer. Verbrauch zur Zeit bei -1 Grad ca. 25kwh inkl. Warmwasser. Habe aber auch noch viel Feuchtigkeit im Haus, weil ich erst im Januar in ein Ziegelhaus eingezogen bin. Über 3-4 Grad komme ich dann auf unter 20 kwh. Wie ist dein Verbrauch so am Tag? Im Januar habe ich 847 kwh gebraucht, wobei es hier im Allgäu sehr kalt war (teilweise -6 bii -8 Grad an manchen Tagen) Meine Wärmepumpe läuft nachts immer genau ca. 3 Stunden und den Rest ist sie aus. Habe aber ständig eine hohe Verdichterleistung von 70 Prozent. Haben wir Temperaturen von 5-7 Grad ist die WP eigentlich den Nachmittag über 3 Stunden immer aus. Habe pro Tag ca. 10 -11Takte  je nach Temperatur Ziel ist es, dass mein VLT Puffer gleich ist wie VLT Heizkreis. Mein Takt dauert bei warmen Temperaturn ca 45 Minuten und bei kalten Temperaturen ca. 80 Minuten je nach dem ob eine Abtauung zwischen durch stattfindet. lg

[SebastianA]

Hallo Buddhe,

solche Kurven kannst Du Dir mit ein bisschen IT-Bastelarbeit über VCONTROLD (https://github.com/openv/openv/wiki/vcontrold) generieren. Hilft ungemein, dass man nicht Stunden vor dem Display verbringt um Veränderungen zu beobachten. Dennoch verbringt man Stunden damit irgendwelche Speicheradressen herauszufinden etc.. 🙂

Kältekreis von gestern habe ich mal angehängt (Heizphase bei AT < -10°C). 

Nach Flos letztem Post könnte es sein, dass bei mir die SKVL Temp höher ist als die HKVL Temp, da ich 3014 auf 20 eingestellt habe. Ganz rund ist das noch nicht, da ich vorher (mit 3014 = 0) auch ein Delta hatte, aber die aktuellen Einstellungen passen einigermaßen für mich, insofern lasse ich es mal dabei. Auch ist meine Abnahme im HK vermutlich sehr hoch (habe leider keine Durchflussmengenmesser - die rüste ich im Frühjahr aber nach..), was auch dazu führen kann, dass der HKVL und Puffer hinter dem SKVL zurückbleibt.

Ich hatte allerdings früher auch schon ein Problem mit massivem Unterschied zw. Puffer und HKVL - das lag letztendlich an einem offenen Bypass (siehe mein Thread im Haustechnik Dialog  - Link oben im ersten Post). 

Bzgl. Stromverbrauch kann ich aktuell nicht viel sagen. Das habe ich im Detail nicht beobachtet. Schaue mir einmal im Jahr an was ich verbraucht habe und rechne dann mit den Werten des WMZs die AZ aus. Da liege ich bei knapp über 3, was nicht grandios, aber mit meiner recht hohen WW Temp (ich persönlich gehe da lieber auf Nummer sicher bzgl. Legionellen  - auch wenn es viele andere Meinungen gibt) sicherlich in Ordnung ist.

Gruß

Sebastian

[Buddhe]

Hallo, danke für dein Feedback. Du hast einen ganzen anderen Kältekreis wie ich, weil du ne Außeneinheit hast. Was bewirkt der Parameter 3014 genau, des versteh ich noch nicht so recht? Ich habe keinen Mischer in meiner Anlage und habe nur einen Inneneinheit. Habe ich den Parameter 3014 dann überhaupt?