Raumtemperaturregelung verstehen
Die Regelung liefert das Verhalten. Die Messung macht es vergleichbar.
ThermoSequenz leitet daraus die nächsten Schritte ab.
Was macht der Raumthermostat eigentlich?
Ein Raumthermostat kann zu viel Wärme begrenzen – aber keinen fehlenden Volumenstrom erzeugen.“
Regelung & Hydraulik
Der Thermostat kann die Wärmezufuhr begrenzen – aber keinen fehlenden Volumenstrom erzeugen. Genau hier setzt die hydraulische Optimierung an.
Ventiloeffnungszeit
Wie lange muss ein Heizkreis geöffnet sein, damit der Raum seine Solltemperatur hält? Über mehrere Tage wird daraus eine vergleichbare Messgröße.
PI-Regelung
Der Regler berücksichtigt nicht nur die Temperaturabweichung, sondern auch deren Verlauf. Über PWM wird die Wärmezufuhr zeitlich dosiert.
2-Punkt-Regelung
Der Thermostat kennt im Wesentlichen zwei Zustände: Ventil auf oder Ventil zu. Die Raumtemperatur bestimmt, wann Wärme angefordert wird.
PI-Regelung
PI-Regelung – Wärmebedarf genauer dosieren
Ein PI-Regler betrachtet nicht nur die momentane Abweichung zwischen Soll- und Isttemperatur. Er berücksichtigt zusätzlich, wie sich diese Abweichung über die Zeit entwickelt.
Dadurch kann die Wärmezufuhr wesentlich feiner an den tatsächlichen Bedarf des Raumes angepasst werden.
Bei üblichen thermischen Stellantrieben bedeutet beispielsweise eine Ansteuerung von 50 % nicht, dass das Ventil mechanisch ständig halb geöffnet ist. Stattdessen kann der Regler innerhalb eines Zeitfensters die Öffnungszeit verändern.
Beispiel:
10 Minuten Zeitfenster
→ 5 Minuten geöffnet
→ 5 Minuten geschlossen
→ entspricht etwa 50 % Ansteuerung
Dieses Verfahren wird häufig als PWM – Pulsweitenmodulation bezeichnet.
2-Punktregelung
Ventil öffnen → Wärme anfordern
Ventil schließen → Wärmezufuhr unterbrechen
Liegt die Raumtemperatur unter dem eingestellten Sollwert, wird das Ventil geöffnet. Wird die gewünschte Temperatur erreicht bzw. eine festgelegte Schaltschwelle überschritten, wird es wieder geschlossen.
Die Raumtemperatur bewegt sich dadurch innerhalb eines bestimmten Bereichs um den Sollwert.
Typisches Verhalten
Raum zu kalt → Ventil AUF → Raum erwärmt sich → Ventil ZU → Raum kühlt ab → Ventil wieder AUF
Dieses Verfahren ist einfach und robust. Es berücksichtigt jedoch nur begrenzt, wie stark und wie lange ein Raum bereits beheizt wurde.
Warum die Ventilöffnungszeit interessant ist
Genau hier setzt ThermoSequenz an.
Ein einzelner Schaltvorgang sagt wenig über die hydraulische Versorgung eines Raumes aus. Über einen längeren Zeitraum entsteht jedoch ein charakteristisches Betriebsverhalten.
Benötigt ein Raum beispielsweise deutlich längere Ventilöffnungszeiten als vergleichbare Räume, kann dies auf eine geringere Wärmeversorgung hinweisen.
Umgekehrt kann ein Heizkreis, dessen Ventil nur kurze Zeit geöffnet sein muss, im Verhältnis zu anderen Heizkreisen sehr gut versorgt sein.
Deshalb betrachtet ThermoSequenz nicht einzelne Schaltvorgänge, sondern die aufsummierten Betriebszeiten über einen Messzeitraum von mehreren Tagen.
2-Punkt oder PI ?
Beide Regelverfahren können Informationen über den tatsächlichen Wärmebedarf liefern. Entscheidend ist jedoch, die Messwerte richtig zu interpretieren.
2-Punkt-Regler
Das Ventil wird vollständig geöffnet oder geschlossen. Die aufsummierte Öffnungszeit zeigt, wie lange der Raum während des Messzeitraums Wärme angefordert hat.
PI-Regler
Der Regler verteilt die benötigte Wärmezufuhr über viele einzelne Ein- und Ausschaltphasen. Auch hier ergibt die aufsummierte Ventilöffnungszeit über einen ausreichend langen Zeitraum eine wichtige Information über das Betriebsverhalten des Heizkreises.
ThermoSequenz interessiert deshalb weniger, wann ein Ventil innerhalb einer Stunde geöffnet oder geschlossen war.
Entscheidend ist:
Wie lange musste der Heizkreis insgesamt geöffnet sein, damit der Raum seine Solltemperatur halten konnte?
Warum mehrere Tage gemessen werden
Heizungen reagieren langsam.
Sonneneinstrahlung, Außentemperatur, Nutzung des Raumes, interne Wärmegewinne und die Speichermasse des Gebäudes beeinflussen das Ergebnis.
Eine Momentaufnahme wäre deshalb wenig aussagekräftig.
ThermoSequenz betrachtet das Betriebsverhalten über einen längeren Messzyklus. Dadurch verlieren einzelne Schaltvorgänge an Bedeutung und das grundsätzliche Verhältnis zwischen den Heizkreisen wird sichtbar.
Messen → vergleichen → drosseln → erneut messen
So wird die bestehende Anlage schrittweise anhand ihres tatsächlichen Betriebs optimiert.
Die Regelung ersetzt nicht die Hydraulik
Ein Raumthermostat kann ein Ventil schließen und damit die Wärmezufuhr reduzieren.
Er kann aber keinen fehlenden Volumenstrom erzeugen.
Ist ein Heizkreis hydraulisch benachteiligt, kann der Regler lediglich versuchen, dies durch längere Öffnungszeiten auszugleichen. Gleichzeitig können besser versorgte Heizkreise bereits nach kurzer Zeit wieder schließen.
Genau diese Unterschiede sind für die messbasierte Optimierung interessant.
Die Regelung reagiert auf das Ergebnis der Hydraulik.
ThermoSequenz nutzt dieses Verhalten, um die Hydraulik sichtbar zu machen.
Erst verstehen. Dann einstellen.
ThermoSequenz ersetzt den Raumthermostat nicht. Die vorhandene Regelung wird vielmehr zum Messinstrument für das tatsächliche Verhalten der Heizungsanlage.
Statt ausschließlich mit berechneten Sollwerten zu beginnen, wird beobachtet, wie sich die vorhandene Anlage im realen Betrieb verhält.
So entsteht Schritt für Schritt ein Bild davon,
- welche Heizkreise besonders gut versorgt sind,
- welche Heizkreise lange Wärme anfordern,
- wo eine Drosselung sinnvoll sein kann,
- wann die hydraulische Verteilung ausgeglichen ist und
- wann anschließend die Heizkurve bzw. Vorlauftemperatur weiter optimiert werden kann.