Erweitertes Wärmebedarfsrelais mit Vorlaufregelung

Mein Wärmebedarfsrelais war ganz OK, meine Vorlauftemperatursteuerung war ziemlich gut, aber ein Problem gab es bei beiden: Da sie sich ausschließlich an den Ventilantrieben orientierten, die häufig etwas träge auf Temperaturänderungen reagieren, wurde es beim Aufheizen von Räumen oft zu warm. Ich bin daher meinem früher geäußerten Grundsatz untreu geworden und habe ein Script entwickelt, das sich primär an der Raumtemperatur orientiert.

Hier also mein raumtemperaturdifferenzgesteuertes Vorlauftemperaturregelungsscript.

Planung

Ich orientiere mich an der vorherigen Vorlauftemperatursteuerung. Der Temperaturfühler für die Vorlauftemperatur ist schon installiert (und funktioniert, nebenbei bemerkt, seit Jahren mit den mitgelieferten Batterien) und ich werde ihn weiterhin als Taktgeber nutzen, um zyklisch die Heizung auszuwerten.

Den Öffnungsgrad der Ventilantriebe verwende ich nur noch als „Hauptschalter“: Irgendwo muss irgendein Antrieb mindestens zu 10% geöffnet sein, sonst springt die Heizung nicht an. Darüber hinaus verwende ich zur Berechnung der gewünschten Vorlauftemperatur aber die Soll- und Ist-Werte der einzelnen Raumthermostate: Je größer die Differenz, desto weiter wird die Vorlauftemperatur erhöht. In der Theorie sollte ich damit einigermaßen nah an meine gewünschte Soll-Temperatur kommen, ohne sie zu weit zu überschreiten.

Und weil ich auch an meine Leser denke, plane ich auch die Auswertung von Heizkörperthermostaten gleich mit ein.

WebUI-Programm und Script

Das WebUI-Programm entspricht ungefähr dem vorherigen: Immer, wenn der Temperaturfühler für die Vorlauftemperatur seinen Status aktualisiert, wird ein Script ausgeführt.

Die eigentliche Programmlogik steckt, wie üblich, im Script.

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! HomeMatic-Script
! ERWEITERTES WäRMEBEDARFSRELAIS MIT VORLAUFREGELUNG
! http://www.christian-luetgens.de/homematic/programmierung/klima/vorlauf2/Vorlauf_II.htm

! Aktor für Brenner
object o_heizung_state = dom.GetObject ("Haushaltskeller.Heizung.Waermeanforderung").DPByHssDP ("STATE");
object o_heizung_time = dom.GetObject ("Haushaltskeller.Heizung.Waermeanforderung").DPByHssDP ("ON_TIME");

! Temperaturfühler
object o_vorlauftemp = dom.GetObject ("Haushaltskeller.Heizung.Vorlauftemperatur").DPByHssDP ("TEMPERATURE");

! temp. Variablen
string s;
object o_chn;
object o_dev;
real r_ist;
real r_soll;

! Summen
real r_summe = 0.0;
boolean b_ventil = false;
real r_anforderung;

! Anforderung berechnen
foreach (s, dom.GetObject ("Heizung").EnumUsedIDs()) {
  o_chn = dom.GetObject (s);
  if (o_chn.HssType() == "WEATHER") {
    o_dev = dom.GetObject (o_chn.Device());
	if (o_dev.HssType() == "HM-CC-TC") {
	  r_ist = o_chn.DPByHssDP ("TEMPERATURE").Value();
          r_soll = o_dev.Channels().GetAt (2).DPByHssDP ("SETPOINT").Value();
          r_summe = r_summe + (r_soll - r_ist).Max (0);
          b_ventil = b_ventil || (r_soll >= 29.5);
	}
  }
  if (o_chn.HssType() == "CLIMATECONTROL_RT_TRANSCEIVER") {
    r_ist = o_chn.DPByHssDP ("ACTUAL_TEMPERATURE").Value();
    r_soll = o_chn.DPByHssDP ("SET_TEMPERATURE").Value();
    r_summe = r_summe + (r_soll - r_ist).Max (0);
    b_ventil = b_ventil || (r_soll >= 29.5);
  }
  
  if ((o_chn.HssType() == "CLIMATECONTROL_VENT_DRIVE") || (o_chn.HssType() == "CLIMATECONTROL_RT_TRANSCEIVER")) {
    b_ventil = b_ventil || (o_chn.DPByHssDP ("VALVE_STATE").Value() >= 10);
  }
}
r_anforderung = (20.0 + 20.0 * r_summe).Min (100.0);

! Heizung ein-/ausschalten
r_ist = o_vorlauftemp.Value();
if ((r_ist > r_anforderung) || (!b_ventil)) {
  o_heizung_state.State (false);
} else {
  if ((r_anforderung > r_ist + 5.0) || (o_heizung_state.Value())) {
    o_heizung_time.State (450);
    o_heizung_state.State (true);
  }
}

! Status-Variablen setzen
! Systemvariable für berechnete Wärmeanforderung
dom.GetObject ("Waermeanforderung").State (r_anforderung);
! Systemvariable für gemessene Vorlauftemperatur
dom.GetObject ("Vorlauftemperatur").State (o_vorlauftemp.Value());
! Systemvariable für Heizungsstatus
object o_heizungssteuerung = dom.GetObject ("Zentralheizung");
if (o_heizungssteuerung.Value() != o_heizung_state.Value()) {
  o_heizungssteuerung.State (o_heizung_state.Value());
}

!  Ende des Scripts

Das Script ist zwar fast selbsterklärend, aber vielleicht sollte ich doch noch ein paar Worte darüber verlieren.

Programmausführung

Ich habe das Programm jetzt einige Zeit in Betrieb und bisher macht es seinen Job recht gut. Hier eine Kurve, als ich mal einen Tag abwesend war und absolut nichts die Heizung gestört hat:

Die grüne Linie ist die Wärmeanforderung, also die Soll-Vorlauftemperatur. Sie schwankt im Tagesverlauf etwas, je nachdem, wie weit die Temperatur in den einzelnen Räumen von der Soll-Temperatur entfernt ist. Die rote Linie ist die Vorlauftemperatur – gut zu sehen, wie der Brenner immer wieder anspringt, kurz bis zur Soll-Temperatur aufheizt und dann mindestens 5 °C abkühlt.

Um 08:00 und 15:00 lasse ich die Heizung abschalten, weil jeweils eine Stunde später gelüftet wird, wenn ich zu Hause bin. Bei Abwesenheit natürlich nicht, also werden die Raumthermostate wieder hochgedreht – das passiert sonst erst, wenn die Fenster wieder geschlossen sind. Da das Haus in der einen Stunde jeweils etwas abgekühlt ist, ist der Wärmebedarf etwas größer, aber innerhalb einer weiteren knappen Stunde geht alles wieder seinen geregelten Gang.

Die Raumtemperaturen selbst werden größtenteils recht gut getroffen. Nur im Gäste-WC natürlich nicht. Keine Temperaturregelung der Welt kann den zu kleinen Heizkörper und die zu schlechte Isolierung ausgleichen.

Nebenwirkungen

Eine Nebenwirkung, die man auf der obigen Kurve bereits sieht, ist, dass der Brenner relativ häufig eingeschaltet wird. Der Heizung sollte das eigentlich nicht schaden, da der Aktor letztlich nur einen Eingang der Heizungselektronik schaltet, die dann selbstständig entscheidet, ob sie nun wirklich gerade brennen mag oder lieber nicht. Ein Ausweg wäre, die Hysterese zu erhöhen: Wenn die Vorlauftemperatur nicht um 5 °C fallen muss, sondern um 10 °C, dauert das entsprechend länger und sie wird später wieder eingeschaltet. Das bedeutet natürlich auch, dass in der Zeit die Heizkörper weiter abkühlen und die Temperatur im Haus damit stärker schwankt.

Eine zweite Nebenwirkung: In meinem Gäste-WC, wo der kleine Heizkörper eh nicht gegen die schlechte Isolierung ankommt, wird niemals genug Wärme abgeliefert, um die Soll-Temperatur zu erreichen. Der Ventilantrieb ist entsprechend praktisch dauerhaft sehr weit aufgedreht. Andererseits war genau dieser Raum der Hauptgrund, warum meine bisherige Steuerung sehr kräftig geheizt hat und damit in allen anderen Räumen die Soll-Temperatur überschritten wurde.

Einen Tod muss man sterben, wie es so schön heißt. Ich wähle den energiesparenden Kältetod auf dem WC, statt den Rest des Hauses zur Sauna zu machen.