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Pimp your CO2-Control!

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  •  Benji
  •   Gold-Award
21.7. - 4.8.2013
18 Antworten 18
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Hallo zusammen,

mein Haus wird von einer D&W X² beheizt und belüftet, die KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung] wird per CO2-Sensor geregelt.

Nun ist die originale Regelung von D&W etwas "einfach", man kann vier Schwellwerte definieren die den entsprechenden Lüftungsstufen (Volumenstrom) entsprechen. Zusammen mit einer Hysterese funktioniert das zwar ganz gut, aber: das Bessere ist der Feind des Guten emoji

Nachdem ich seit ein paar Monaten das Haus und die X² recht detailliert vermesse (http://www.energiesparhaus.at/forum/29583), und auch "von außen" auf die Parameter der X² per Modbus zugreifen kann, wollte ich mal versuchen die CO2-Regelung etwas zu "pimpen", und dazu hätte ich gerne eure Meinung und Vorschläge.

Im ersten Ansatz (der ist z.Zt. in betrieb) wird einmal pro Minute der CO2-Wert in der zentralen Abluft-Sammelleitung gemessen und über einen Zeitraum von ca. 15 Minuten geglättet. Daraus wird über einen einfachen Proportionalregler ein Soll-Volumentstrom errechnet und am Gerät eingestellt. Die Anlage kann zwischen 40 und 230 m³/h, die Kennlinie sieht im moment so aus:
750 ppm CO2 und weniger => 40 m³/h
zwischen 750 und 1000 ppm: linearer Verlauf
über 1000 ppm: 230 m³/h (also "Vollgas")

Frage: ist eine lineare kennlinie sinnvoll, oder könnte/sollte man das auch nichtlinear (exponentiell, logarithmisch, ...) machen?

Um das problem der "schlechten" Messwerte in der Nacht zu kompensieren, wird der errechnete Volumentstrom in der Nacht um 50 m³/h erhöht. Allerdings der noch nicht "beschränkte" Wert: wenn keiner da ist, liegt der CO2-Messwert z.B. bei 650 ppm, daraus ergibt sich ein Volumenstrom von -36 m³/h, dieser wird in der nacht um 50 erhöht => 14 m³/h => Minimalwert von 40m³/h. Ist das Haus bewohnt, ergibt sich nachts ein entsprechend erhöhter Wert.

Weiters habe ich die "Party" Funktion "umprogrammiert", die erhöht nicht wie normal die Luftmenge um 30%, sondern gibt 60 Minuten "Vollgas", ich nenne das "Stoßlüften" (obwohl es mit Stoßlüften nicht viel zu tun hat)

Momentan überlege ich, weitere Parameter einfließen zu lassen:

"Sommerautomatik": ist es draußen sehr heiss, wird die Luftmenge automatisch reduziert, um sich nicht unnötig viel Wärme ins haus zu holen. Diese Reduktion passiert aber nicht direkt, sondern es wird der CO2-Zielwert entsprechend angehoben (linear mit dem Ausmaß der Hitze draußen)

"Winterautomatik": ähnlich wie oben, wenns sehr kalt ist weniger lüften (auch wegen trockenheit)

"Feuchteautomatik": ist es draußen sehr trocken (= sehr kalt im Winter) wird reduziert. ist es draußen sehr schwül (Sommer) ebenfalls Reduktion.

"Frühlingsautomatik": wir sind noch im Heizbetrieb aber schon in der übergangszeit. Außenluft sehr warm (~20°) weil auch der Außenfilterkasten grad von der Sonne beschienen wird. => mehr lüften.

Was hält ihr davon? Gibts weitere ideen die man hier einfließen lassen könnte?

lg Michi

  •  Benji
  •   Gold-Award
21.7.2013  (#1)
noch eine Frage an die Experten - ich beobachte in den CO2-Messwerten immer einen ziemlichen Peak nach dem Duschen. Meine Vermutung ist, dass der CO2-Sensor auch auf Feuchtigkeit anspricht (das Absorptionsspektrum von Wasserdampf ist ähnlich dem von CO2).

Auf Nachfrage beim Hersteller des Sensors (E+E) erklärte mir dieser aber, dass bis zu einer relativen Feuchte von 90% das Meßergebnis nicht beeinflusst werden sollte.

jemand anderer äußerte den Verdacht, dass beim Duschen viel CO2 aus dem Wasser freigesetzt würde, speziell wenn das Wasser stark kalkhaltig ist (und das ist es bei uns).

Kann das jemand bestätigen? Hat jemand von euch eine andere gute schlüssige Erklärung?

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  •  dandjo
  •   Gold-Award
21.7.2013  (#2)
Reduzierung an heißen Sommertagen. - Meine Erfahrung hat mich gelehrt, dass es ziemlich gleichgültig ist, ob man mit 30% oder 60% an einem heißen Tag lüftet. Die Terrassentür 10 Minuten offen stehen zu lassen ist weit schlimmer. Man könnte das also schon vereinfachen.

Generell bin ich eher der Lowtech-Typ, die Anlage verbraucht nur etwa 250kWh/a, deshalb verzichte ich auf jegliche CO2 Sensoren, die für mein Gerät samt Steuerung auch nicht billig wären. Die Trockenheit im Winter umgehe ich mit einem manuellen Wintermodus, der die Luftmengen etwas reduziert. Sommer: 30/60/100% (von 250m³/h), Winter: 20/40/80%. Das funktioniert bisher problemlos.

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  •  Benji
  •   Gold-Award
21.7.2013  (#3)
Danke Dandjo, du hast mich auf eine Lücke in meiner Argumentation hingewiesen: Im "Sommermodus" gehts weniger um die Reduktion bei Hitze, sondern um Steigerung bei nicht-so-heiss bzw. kühl in der Nacht.

Generell stimmt das natürlich, diese Eingriffe werden nur wenig Effekt haben, aber verbuchen wirs halt mal unter "Jugend forscht" emoji

Allerdings verspreche ich mir schon einen spürbaren Effekt von einem Feuchte-Einfluss. Dafür hab ich allerdings noch keine Sensoren, mal schauen...


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  •  2moose
  •   Gold-Award
21.7.2013  (#4)
Den Temperatureinfluss würde ich auch ned zu groß machen Schwerpunkt eindeutig auf Luftqualität. Mit einem Regler mit hohem D-Anteil, der Veränderungen sofort und kräftig entgegensteuert und sich dann langsam wieder beruhigt. So quasi als Anwesenheitsdetektor. Die Glättung dann bestenfalls für ein fallendes Signal.


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  •  Benji
  •   Gold-Award
21.7.2013  (#5)
Hallo Bernhard,

den D-Anteil hab ich erstmal weggelassen, scheint nicht wirklich notwendig zu sein. Problematisch ist die Verzögerungszeit des Hauses, mit D-Anteil würde fürchte ich die Schwingungsneigung steigen. Bei Gelegenheit poste ich mal ein paar Diagramme der Messwerte.

"Luftqualität" ist natürlich das Stichwort.
Generell: wie "gut" ist die Luft bei CO2-Werten zwischen 700 und 1000 ppm? Natürlich, je guter desto gut, aber gibts da einen linearen zusammenhang? wie schlecht sind 1000 ppm wirklich?

Im Sommer recht irrelevant, da sowieso gut (nicht zuletzt weil wenns nicht grad extrem heiss ist, eh immer die Terassentür offen ist)

Winter ist da eher spannend: Wo zieht man die grenze zwischen CO2-gehalt und Luchtfeuchtigkeit? Für temperatur/Luftfeuchtigkeit gibts da so "Angenehm-Diagramme", gibts sowas ähnliches für CO2/Luftfeuchte bei konstanter Temperatur?

Vereinfacht gefragt: Mag ich lieber 800ppm bei 30% oder doch 900ppm bei 35%? (Das sind jetzt Hausnummern, es geht ums Prinzip)



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  •  2moose
  •   Gold-Award
21.7.2013  (#6)
Der Einfluss auf die Luftfeuchtigkeit ist nicht groß Im Winter hängt sie bei uns bei 35% fest und erreicht im Sommer ihren Höhepunkt mit 55%. Beeinflusst allein durch die passive Kühlung (behaupte ich mal) weil ist ständig unterm Taupunkt unterwegs bin => Putz nimmt Feuchtigkeit auf, wird weggelüftet.
Ich hab den CO2-Sensor am XLS liegen ... verspür aber keine Lust, den einzusetzen. Weil - und das beschreibst Du ganz gut - man die Grenze nicht definieren kann. Wenn die Luft ned passt, merkt man das im Raum sowieso nicht, sondern erst bei einem Wechsel von draussen nach drinnen (Stichwort "dicke Luft" im SZ nach einer Nacht ohne Lüften). Das ist kein leichtes Unterfangen ... weil die Bewohner z.B. mit mehr Müdigkeit reagieren und nicht wegen schlechter Luft aufschreien.
Ist wie mit der Temperatur ... morgens passen 21°C während am Abend auch 25°C ganz angenehm sind. Bei einer Reaktionszeit von mehreren Stunden hat das mehr mit Prognose als Regelung zu tun.

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  •  2moose
  •   Gold-Award
21.7.2013  (#7)
Der D-Anteil verursacht kein Pendeln ... nicht bei einer - Regelstrecke mit mind. einer Stunde Totzeit. Ist nix anderes als die Temperaturegelung beim X² => wenn Sollwert unterschritten: Vollgas bis der Sollwert wieder erreicht ist. Nur eben nicht bei unterschreiten der Schwelle sondern bei einer Messwertänderung (wenn mehr Personen zu belüften sind) ... dann gibts eine Zeit lang volle (bzw. eine definierte) Luftmenge bis der Messwert wieder zu sinken beginnt.

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  •  chris5020
  •   Gold-Award
21.7.2013  (#8)
@Benji - Ich bin zwar noch nicht soweit, aber in 4 Monaten könnte das interessant sein für mich.

Mit was misst und steuerst du die x²?
Wie liest du aus, via USB oder ModBus-Adapter?

lg, Chris

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  •  Magnum290
21.7.2013  (#9)
Das mit dem CO2 und dem Duschen ist unrelevant. Ich meine das Freisetzen von CO2. Fakt ist, dass der Senosr ganz sicher eine Abweichung bei Feuchte hat.
Ich bin selber Lüftungstechniker und halte nicht sehr viel von den vielen Reglereinflüssen (im EFH). Alles unter 1200 CO2 ist optimal (außer andere Luftbelastungen sind relevant zB VOC). Den Sinn einer kontrollierten Lüftung nicht vergessen.


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  •  gdfde
  •   Gold-Award
21.7.2013  (#10)
@benji - Cooles Projekt emoji
Ich habs ein bisl anders gelöst, nämlich mit Mischgassensoren (VOC).
Da wird einerseits das CO2 Thema halbwegs mitabgedeckt und andererseits, was mir wichtiger ist, für gute Luft gesorgt (CO2 riecht man ja nicht).
Der VOC erkennt auch Kochgeruch und Zigarettengestank, im Gegensatz zum CO2 Sensor.
Hier ein Beispiel von CO2 und VOC von einem WC, um 15:20 Uhr dürfts dort richtig zur Sache gegangen sein emoji

2013/20130721881877.JPG

Im Schlafzimmer und Wohnzimmer (Hauptaufenthaltsräume) hängt bei uns jeweils so ein Ding.
Ich hab die KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung] das ganze Jahr über auf Stufe 2 (ca. 150 m3/h, ca. Luftwechselrate von 0.3)) und mit einer einfachen Logik kombiniert (wenn alle Sensoren <750 ppm messen, schaltet die KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung] aus...hat einer der beiden >800 ppm, wird wieder eingeschalten...mit der Hysterese wird ein togglen alle 5 Minuten verhindert, wenn die Meßwerte um dem Schwellwert sind).
Damit schaltet die KWL KWL [Kontrollierte Wohnraumlüftung] auch ab, wenn wir länger weg sind bzw. wenn die Luft eh ok ist (z.b. ab vormittag, wenn keiner zuhause ist).

Ein paar Fragen/Anmerkungen noch zu deiner Installation:
Verfälscht/vermischt der Sensor im Abluftkanal nicht die tatsächlichen Werte?
z.b. 2 Leute schlafen im SZ und setzen massiv CO2 oder was auch immer frei, dadurch steigt in diesem Raum der Wert ziemlich schnell und hoch an.
Der Sensor im Abluftkanal mißt aber den Wert vom ganzen Haus, d.h. die Konzentration wird um ein x-faches geringer sein.

Ist das Absenken der Luftmenge in der Nacht auf Minimalstufe nicht kontraproduktiv?
Ich hätts eher so gesehen, dass mans da erhöht, um gute Luft im SZ zu haben.

Ist der Minimalwert von 40 m3/h nicht zu wenig (Annahme 600 m3 Luftvolumen im Haus, ergibt dann eine Luftwechselrate von 0.06)? Da kann mans gleich ausschalten.


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  •  Benji
  •   Gold-Award
22.7.2013  (#11)
@2moose: D-Anteil: Hmmm... muss ich nochmal drüber nachdenken. Vielleicht macht ein "einseitiger" D-Anteil wirklich Sinn (einseitig im Sinne von "nur auf Anstieg reagieren", bei einem Abfall des CO2-Wertes muss die Lüftung nicht "verstärkt" zurückgenommen werden)

@chris5020: ich geh per Modbus an die X², auf "meiner" Seite arbeitet ein selbst entwickeltes modul basierend auf einem Amtel ATmega328P (ein Microcontroller der AVR-Reihe)

@Magnum2090: Danke für die Info betreffend Feuchte. mal sehen ob ich noch eine bessere Auskunft bekomme (hab ich auch an D&W direkt gewandt). 1200 scheint mir als Grenzwert zu hoch, ich mag schon unter 1000 bleiben.

@gdfde: Ein Mischgas-Sensor liegt eh noch rum, den müsst ich erstmal aktivieren. Allerdings zweifle ich dein Diagramm an: grad in einem kleinen WC muss der CO2-Anstieg eklatant sein, ich merk das im Haus schon: wenn das Haus ein paar Stunden leer ist, und dann jemand heimkommt, steigt der CO2-gehalt innerhalb von Minuten!

zu deinen Fragen: ja genau das Schlafzimmer-Problem gibt es, deswegen sollte man ja in der Nacht nicht ausschließlich nach CO2 regeln. Bezüglich Absenkung in der Nacht hast du mich missverstanden: es wird eben gerade NICHT abgesenkt, sondern im Gegenteil erhöht. Den Minimalwert verwende ich aus zwei Gründen: Erstmal ist dann immer eine Minimalströmung vorhanden, die für die Messung notwendig ist (wenn abgeschaltet, müsste ich zyklisch kurz einschalten, ein paar Minuten warten und dann messen), weiters verhindert die Minimalströmung ein "Umkehren" der Luftströmung in den Rohren z.B. durch Winddruck (es würde u.U. Außenluft in die falsche Richtung durch die tendenziell verschmutzten Abluftleitungen gedrückt)

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  •  gdfde
  •   Gold-Award
23.7.2013  (#12)
@benji - Das Diagramm ist von einem anderen Forum, ich hab keine CO2 Sensoren.
Ich merk aber schon, dass z.b. bei ausgiebigen Kochen der Mischgassensor ausschlägt...der CO2 Sensor würds vermutlich nicht tun (bei gleicher Personenanzahl im Haus).

Detto, wenn man z.b drinnen raucht, das würd dem CO2 Sensor auch eher egal sein.
Ich hab in meinen Stats einen Riesenunterschied bei den Ausschlägen, wenn Raucherbesuch oder Nichtraucherbesuch da ist.

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  •  2moose
  •   Gold-Award
3.8.2013  (#13)

zitat..
gdfde schrieb: Riesenunterschied bei den Ausschlägen, wenn Raucherbesuch oder Nichtraucherbesuch

Blöde Frage: Wenn der Besuch raucht? ... oder haben Raucher auch im Standby einen höheren VOC-Ausstoß?

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  •  2moose
  •   Gold-Award
3.8.2013  (#14)
@benji - Hast Du schon Oma-Peaks im CO2-Verlauf dtektiert? emoji

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  •  gdfde
  •   Gold-Award
3.8.2013  (#15)

zitat..
2moose schrieb: Blöde Frage: Wenn der Besuch raucht? ... oder haben Raucher auch im Standby einen höheren VOC-Ausstoß?


Nur wenn der Besuch raucht, der Standby VOC Ausstoß sollte gleich sein emoji

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  •  Benji
  •   Gold-Award
3.8.2013  (#16)

zitat..
2moose schrieb: Hast Du schon Oma-Peaks im CO2-Verlauf dtektiert? emoji


Jein. Aber andere, sehr sehr seltsame Effekte. Morgen mehr dazu, in einem eigenen Thread.

bin ich froh, wieder unter 115% relativer Feuchte zu sein emoji Interessante Erfahrung, Regen bei klarem Himmel, rein durch Kondensat.
btw, bei mir raucht keiner im Haus. Keiner. Auch wenn ich selbst schwerst nikotinabhängig bin.


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  •  gdfde
  •   Gold-Award
3.8.2013  (#17)

zitat..
Benji schrieb: bin ich froh, wieder unter 115% relativer Feuchte zu sein Interessante Erfahrung, Regen bei klarem Himmel, rein durch Kondensat.


Das interessiert mich, bin schon auf deine Erkenntnisse gespannt.

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  •  Benji
  •   Gold-Award
4.8.2013  (#18)
@all - wie versprochen, Details zu meine eigenartigen "urlaubs-Phänomenen" gibts hier: http://www.energiesparhaus.at/forum/32225

@gdfde: die 115% rF waren bezogen auf die unglaubliche Schwüle in Bibione emoji


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