Systemübersicht
Meine Heizung ist ein typisches Beispiel für eine simple und übersichtliche Konfiguration. Ein zentraler Kessel liefert
das heisse Wasser für die Fussbodenheizung und einen Brauchwasserspeicher. Die Anzahl an Pumpen, Mischern und Sensoren
ist sehr überschaubar.
Zu den Details der Wärmeerzeugung und -Verteilung kann ich wenig sagen. Mein Fokus liegt auf der Steuerung
und den elektrischen Komponenten.
Der Kern der Trimatik-Regelung/Steuerung ist die sog. Regelbox. In ihr finden die wesentlichen Aktionen der Regelung statt.
Als Input erhält sie die Informationen der Temperatursensoren. Hinzu kommen die statischen Parameter für das Regelverhalten
von den Dip-Schaltern und den Dreh-Schaltern. Die Schaltuhr kann man ebenfalls dazu rechnen.
Die Grundleiterplatte fungiert als Leistungsschalter-Interface und als Netzteil. Dort angeschlossen sind der Brenner,
die Pumpen und der Mischer.
Eine Sonderrolle nehmen die Temperaturbegrenzer ein. Sie sind im Fall der Warmwasserbereitung involviert. In allen
anderen Betriebszuständen sind sie nur eine Absicherung.
Der Feuerungsautomat hat ebenfalls eine wichtige Sicherheitsaufgabe. Er überwacht und steuert die Gaszufuhr und den
Gasbrenner.
Witterungsgeführte Regelung
Die Trimatik-MC ist eine sog. "Witterungsgeführte Regelung". Die Menge der zu erzeugenden Heizleistung wird passend
zur Aussentemperatur gesteuert. Die veränderliche Stellgrösse ist dabei die Vorlauftemperatur. Die Formel ist in der
Software der Regelbox hinterlegt:
Vorlauftemperatur = (ST + Niveau) - Neigung*(1,7*(AT-ST)+0,018*(AT-ST)^2)
- Solltemperatur (ST): Die nominalen Soll-Raumtemperaturen sind 20°C (Tag) und 14°C (Nacht). Beide Werte können über Drehregler im Bereich -7°k..+8°K (Tag) bzw. -9°K..+6°K (Nacht) individuell angepasst werden.
- Aussentemperatur (AT): Diese Temperatur wird über einen Aussenfühler gemessen.
- Vorlauftemperatur: Die Temperatur des Wassers bevor es in die Heizkörper fliesst.
- Niveau: Dieser Parameter funktioniert ähnlich wie bei den Soll-Temperaturen, bewirkt aber eine generelle Verschiebung beider Kurven und ist im Bereich -12°K..+33°K (Schrittweite 3°K) einstellbar
- Neigung: Die Steilheit der Kennlinie über Temperatur. Bereich 0,2..2,6, Schrittweite 0,1 oder 0,2.
- Nachtabsenkung: Während der Nachtstunden kann die Soll-Raumtemperatur abgesenkt werden. Die genauen Umschaltzeiten werden durch die Schaltuhr bestimmt.
Die folgende Grafik zeigt die normale "Heizkurve" für 2 unterschiedliche Werte der "Neigung".
Das Wort "Regelung" ist hier eigentlich fehl am Platz weil nur die Aussentemperatur als Eingangsgrösse beachtet wird. Die tasächliche Temperatur im Wohnraum wird nur indirekt berücksichtigt. Mit steigender Innenraumtemperatur wird weniger Heizleistung entnommen, die Rücklauftemperatur steigt an und der Mischer muss weniger erwärmtes Wasser hinzumischen.
Trotzdem (oder gerade deswegen..?) funktioniert das System überraschend gut.
Alle Parameter müssen an die baulichen Besonderheiten und die gewünschten Raumtemperaturen angepasst und eingepegelt werden. Insbesondere die Neigung muss passend zur Güte der Dämmung gewählt werden.
Die Vorlauftemperatur ist nicht identisch mit der Kesseltemperatur. Das Wasser im Kessel hat aus mehreren Gründen eine deutlich höhere Temperatur die zudem stark schwankt. Der Kessel ist nicht permanent in Betrieb weil er sonst mehr Wärme erzeugt als abgenommen werden kann. Zusätzlich ist ein Mischer im System eingefügt. Er mischt die passende Menge Kesselwasser zum Vorlauf hinzu und und regelt dadurch die Temperatur im Heizkreis (=Vorlauf). Die Soll-Grösse ist die errechnete Temperatur aus der Heizkennlinie.
Das ganze System verhält sich extrem träge. Grund sind die hohe Wärmekapazität des Baukörpers, die gute Isolierung und der relativ klein dimensionierte Kessel. Als Folge sind die Raumtemperaturen sehr konstant und der Gasverbrauch moderat. Ein sehr angenehmer Zustand.
Betriebsverhalten
Die folgende Grafik zeigt die Temperaturen und das Schalten des Brenners in einem typischen, täglichen Szenario.
Der Brenner wird eingeschaltet sobald die Kesseltemperatur (rote Linie) die Grenze von ca. 35°C unterschreitet. Das hängt
irgendwie mit der Vermeidung von Kondensation im Kessel zusammen. Die Abschaltung
erfolgt sobald die Temperatur um ca 20° angestiegen ist. Es folgt ein kleiner Überschwinger von ca 5°.
Mit zunehmender Aussentemperatur werden die Heizintervalle seltener. Der Grund ist die verringerte, berechnete
Vorlauftemperatur und der sinkende Wärmebedarf. Die Beimischung von Kesselwasser zum Heizkreis wird verringert
und der Kessel kühlt langsamer ab.
Der hohe Peak am Anfang (Zeitmarke 06:30:00) ist die Aufheizung/Aufladung des Warmwasserspeichers. Während dieser Phase wird die
Kesseltemperatur bis auf 75°C angehoben.