Einbindung Raumthermostate in Heizungsregelung

Wenn du die Steuerung schon als freiprogrammierbare Lösung parat hast, 
würde ich für die kommende Saison ein Programm schreiben, das 
selbstlernend die minimal nötige Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von 
Aussentemperatur und gewünschter Raum-Solltemeperatur ermittelt, als 
Kennfeld anlegt und darüber regelt.

Dabei geht es auch um Komfort. Wenn du schnell von eine kalten Wohnung 
auf Wohlfühltemperatur kommen willst, musst du entsprechend stark die 
Vorlauftemp. überhöhen, im Gegensatz zur reinen Erhaltungsheizung einer 
schon aufgewärmten Wohnung (Wände, Einrichtung).

Der Mischer hat z.B. die Funktion, die Häufigkeit der Brenner-Hysterese 
etwas auszudehnen, so dass dieser nicht allzu häufig an- und abschaltet. 
Andererseits bewirkt das Überheizen des Kessels auf Temperaturen 
oberhalb der notwendigen Vorlauftemperatur zusätzliche Energieverluste. 
Da muss ein optimaler Kompromiss zwischen Brennerverschleiss durch 
häufige Taktung und Überheizung des Kesselwassers gefunden werden.

Statt Kennfeld kannst du auch eine direkte Regelung entwerfen, wenn du 
über das Delta_IST-Temperatur/dt die Reaktionsgeschwindigkeit der 
Raumtemperaturveränderung pro Zeiteinheit als Input für die 
Vorlauftemp.-Überhöhung heranziehst.

Die Sache sieht auf den ersten Blick trivial aus, ist sie aber nicht. Es 
gibt einige nichtlineare Parameter, die gegenseitig verknüpft sind und 
ein mehrdimensionales Feld repräsentieren.

Trivial ist das nicht, das ist mir schon klar.

Das mit dem Kennfeld ist eine gute Idee. Bei einem richtig ausgelegten 
Regler müsste ja der I-Anteil die Erhaltungstemperatur widerspiegeln und 
der P-Anteil die Temperaturüberhöhung zur WAF-Temperatur beitragen. Die 
Werte werden eh in einer RRD gespeichert, da müsste sich sowas auch 
daraus ermitteln lassen.

Alleine der Umbau auf eine eigene Steuerung hat dazu beigetragen, dass 
durch dynamische Hysterese der Brenner länger läuft, der Schornsteinkopf 
im Winter trocken bleibt und witterungsbereinigt der Ölverbrauch etwas 
gesunken ist.

Hi,

ich habe eine einzelraumabhängige Regelung im Eigenbau seit einigen 
Jahren im Einsatz. Ausgabspunkt war, dass die Räume sehr individuell und 
zu verschiedenen Zeiten geheizt werden sollen. Die Vorlauftemperatur 
musste ganztägig stark überhöht sein, nur, um z.B. Abends das Wohnzimmer 
hochheizen zu können. Außerdem gibt es Fremdwärmequellen wie Kochen oder 
Kachelofen, die, besonders am Wochenende, quasi ganztägig eine Absenkung 
der Vorlauftemperatur ermöglichen.

Zum Einsatz kommen nun HR20 Heizkörperthermostate, teils mit der 
OpenHR20 Firmware. Diese geben alle 4 Minuten die Raumtemperatur, die 
Solltemperatur und die Ventilstellung seriell aus. Eine externe Platine 
mit Atmega8 wird über die Batterien des HR20 gespeist, nimmt die 
seriellen Daten entgegen und sendet sie über ein rfm12 Funkmodul in den 
Keller. Zusätzlich sind an den Platinen noch Sensoren, Aktoren, LEDs 
usw. angeschlossen, je nachdem, was im Raum noch so gebraucht wird.

Das zentrale Gerät im Keller (Atmega128) errechnet aus den Daten einen 
Reglerwert und manipuliert den Eingang für den Raumfühler der Heizung. 
Eine andere Steuerungsmöglichkeit habe ich leider nicht gefunden. Die 
Außentemperatur wird von der Heizung weiterhin berücksichtigt, meine 
simulierte Innentemperatur dient also nur der Korrektur. Diese ist aber 
in weiten Grenzen möglich.

Zusätzlich übernimmt das zentrale Gerät noch Logging (SD-Karte), 
Zählerauswertungen, Messungen Vor-/Rücklauf und Speicher und steuert die 
Zirkultionspumpe (Brauchwasser) vorrausschauend, also automatisch 
lernend, an.



Was ich heute anders machen würde: Vermutlich würde ich eine Kombination 
aus Mikrocontroller und Rasperry Pi nutzen. Auf dem Pi könnte man die 
Regelung ohne Firmwareupdaterei anpassen und die Daten gleich in einer 
Datenbank erfassen und ein Webinterface bereit stellen.

Es sind einige Sonderfälle abzufangen, mit denen ein klassischer Regler 
überfordert wäre. Beispiel: Nutzer dreht Thermostat ab, öffnet Fenster, 
kühlt den Raum aus, schließt Fenster, öffnet Thermostat. -> Große 
Abweichung vom Sollwert, Vorlauftemperatur schießt hoch.
Oder: Nutzer dreht in schneller Folge am Thermostat hin und her. Erst 
runter, dann rauf, dann wieder ein halbes Grad runter.

Und zuletzt hat meine Regelung noch das Problem, dass hier zwei 
Regelungen gegeneinander arbeiten. Bei steigender Zimmertemperatur 
reduziert das zentrale Gerät die Vorlauftemperatur. Im Raum schließt 
aber auch das Ventil.

Nachtrag: Unsere Heizung führt morgens eine Schnellaufheizung durch. Das 
Überschwingen konnte ich mit einem D-Anteil aber gut in den Griff 
bekommen.
Und, wie weiter oben geschrieben, empfielt es sich, die 
Warmwassererhitzung so zu wählen, dass danach gleich in den Heizbetrieb 
gewechselt wird.