Raumtemperaturregler

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Definition und Aufgabe

Eine geforderte Raumtemperatur (Sollwert) wird permanent mit der aktuell vorherrschenden Temperatur (Istwert) verglichen. Bei Abweichung wird ein Ventil (FBH, Konvektorheizung) oder Relais (Elektroheizung, Strahler) entsprechend betätigt; dadurch wird der Temperaturunterschied ausgeglichen (geregelt).

Regelungsarten

unstetige Regelung (auch als Zwei-Punkt-Regelung bezeichnet)
Unstetige Regelungen kennen nur 2 Zustände – Ein oder Aus. Je nach Hysterese (Schaltspiel) schwankt die Temperatur mehr oder weniger um den geforderten Sollwert.

stetige Regelung
Stetige Regelungen zeichnen sich durch die Eigenschaft aus, dass das Stellorgan (z.B. Ventil) im Grunde beliebig viele Zwischenzustände (z.B. 10%, 38%,..) einnehmen kann.

Regelungseinrichtungen

Heizkörperthermostat
Eine der gebräuchlichsten Raumtemperaturregelungen sind die Heizkörperthermostate. Hier befindet sich in einem kompakten Gehäuse eine Temperaturmesseinrichtung (Bimetall), eine Sollwertvorgabe (Drehregler) und ein Stellventil.

Heizungsregler für die Fußbodenheizungen
Hierbei sind die Temperaturmessstelle mit dem Sollwertgeber und der Ort des Stellventils getrennt. Die Regelungseinrichtung erfolgt i.d.R. im Gehäuse der Temperaturmessstelle. Weiterhin besteht dort häufig auch die Möglichkeit des Einstellens einer Nachtabsenkung.

EIB-RTR
Unter einem EIB-RTR versteht man i.d.R. meist die Temperaturmessstelle ggf. mit Sollwertgeber und Regeleinrichtung. Der EIB-RTR ist in verschiedenen Variationen auf dem Markt. Als „normaler“ Heizungsregler mit Stellrad, vollelektronisch mit Display oder als Kombigerät mit zusätzlichen Tasten zur Verwendung für Beleuchtung oder Jalousie. Das Stellventil sitzt häufig zentral im Heizkreisverteiler, kann aber auch dezentral an den Heizkörpern montiert sein.

Sonstige
Vereinzelt werden Lösungen mittels zentraler Temperaturverschiebung (Heizungsanlage) evtl. in Verbindung mit einem Referenzraum realisiert. Von diesen Ausführungen kann nur abgeraten werden, da diese weder im Sinne des Komforts, noch im Sinne des sinnvollen Energieeinsatzes zufriedenstellend arbeiten.

EIB-RTR im Wechselspiel

Der RTR kommuniziert wie alle anderen EIB-Komponenten über eine gemeinsame Datenleitung. Dadurch kann die Raumtemperaturregelung mit z.B. der Beleuchtung und/oder Jalousie zusammenarbeiten. Wird z.B. die Beleuchtung zentral ausgeschaltet (weil alle Bewohner außer Haus sind), können die RTR’s diese Information dazu nutzen, die Temperatur-Sollwerte zu senken und somit nicht unnötig zu heizen.

Vorteile

  • Komfortgewinn durch vollautomatische Regelung
  • Energieeinsparung – geheizt wird nur so viel wie benötigt – nicht mehr und nicht weniger!
  • Schonung der Umwelt – was nicht „verheizt“ wird, belastet auch nicht die Natur
  • keine zusätzliche Verkabelungen extra für die Heizungsregler
  • Fernaktivierung/-sperrung von einzelnen Räumen, Raumgruppen oder Gebäuden möglich

Nachteile

  • Sie müssen sich an umweltfreundlichen Komfort gewöhnen.
  • Sie erweiteren ihren elektrischen Energieverbrauch um eine weitere (ständige) Grundlast (dies kann sicher aber wieder ausgleichen!)


Funktionsablauf für einen EIB-RTR an Hand eines Beispiels

  • Der EIB-RTR weiß den SOLL-Wert und mißt den IST-Wert der Temperatur. Es kann sein, das er die Werte über den BUS erhält oder über Eingabe oder Messung selbst ermittelt.
  • Damit berechnet der interne Regler nun, ob er Wärme anfordern soll oder nicht.
    Wenn keine Wärme angefordert ist, wird die Stellgröße Ventil in % = 0 an der Heizungsaktor gesendet. Ventil Zu => Heizung AUS.

    Wird Wärme benötigt, wird je nach dem, ob viel oder wenig, die Ventilstellung mit einem größerem oder kleinerem Wert gesendet. => Der Heizungsaktor machte das Ventil „entsprechend weiter“ auf.

  • Nun wird es warm im Raum. Damit wird die Differenz zwischen SOLL und IST Temperatur wieder kleiner und der RTR verringert wieder die Stellgröße für das Ventil.

Nun werden aber meist Ventile verwendet, die nur zwei Zustände haben (AUF oder ZU) und nicht etwa 75% AUF.

Dafür macht man nun einen Trick, der nennt sich PWM (Puls-Weiten-Modulation):

  • Dabei wird erst einmal festgelegt, wie träge ist denn der Heizkörper. Sagen wir mal es ist eine Fußbodenheizung. Die ist sehr träge. Dann nehmen wir 20 Minuten als festes Zeitfenster, was sich immer wiederholt.
    Wenn man nun 50% Stellgröße haben will, macht man das Ventil 10 Minuten AUF und 10 Minuten ZU. Will man 75 % Stellgröße, macht man das Ventil 15 Minuten AUF und 5 Minuten ZU. Das wir nun immer wiederholt und man hat im Mittel eben 75% das Ventil auf.

    Also je nach dem wie groß der AUF-Anteil zum ZU-Anteil ist, hat man im Mittel dann eben diese Prozent als Öffnung des Ventils.

Nun muß man das nicht selbst machen, sondern der Heizungsaktor, RTR oder HS, etc.. macht das für uns. Dafür muß er die Stellgröße in % erhalten und wissen wie groß das Zeitfenster ist. Dann schaltet er automatisch die AUF und ZU-Anteile im Zeitfenster um den vorgegeben %-Wert darzustellen.

Es gibt hier nun viele Varianten, dies ist aber häufigste Fall mit PID Regler und kontinuierlicher Stellgröße in %.