Projektvorstellung: semi-smarte Heizungssteuerung Junkers ZSR 11-3/TR200

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martingr
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Projektvorstellung: semi-smarte Heizungssteuerung Junkers ZSR 11-3/TR200

Beitrag von martingr » 07.12.2019, 14:19

Diese Lösung basiert auf zwei anderen Teilllösungen - zu finden hier im Forum:
1) Junkers TR200 ZSR 11-3 mit HmIP-PCBS: viewtopic.php?f=79&t=54380
Das existierende Raumthermostat TR200 wurde mit einem HmIP-PCBS Aktor ausgerüstet, um die "Fernschaltung" über Homematic verwenden zu können.
2) Anwesenheitserkennung über Mobiltelefone/CUxD Ping: viewtopic.php?f=18&t=54976
Ins WLAN eingebuchte Mobiltelefone werden zur Anwesenheitserkennung verwendet.

Über diese Lösung habe ich folgendes Feature realisiert:
*) Die Heizung soll untertags (d.i. zwischen 8:00 und 17:00) nur heizen, wenn jemand anwesend ist.
*) Zusätzlich soll zwischen 6:00 und 8:00 bzw. 17:00 und 23:00 jedenfalls geheizt werden.

Im Thermostat TR200 wurden ein Wochenproramm hinterlegt, das täglich zwischen 6:00 und 23:00 heizt. Während dieser Zeit wird auf die am TR200 eingestellte Soll-Temperatur geheizt.

In der Homematic CCU2 wurde ein Scipt erstellt, welches zwischen 8:00 und 17:00 den TR200 Fernschalter auslöst, sobald niemand anwesend ist - das führt zur "Fern-Verriegelung" des TR200 - die Heizung geht auf "Absenken"
TR200 semi smart 01.JPG
TR200 semi smart 02.JPG
TR200 semi smart 03.JPG

masgo
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Re: Projektvorstellung: semi-smarte Heizungssteuerung Junkers ZSR 11-3/TR200

Beitrag von masgo » 12.10.2021, 20:43

Hallo,
ich habe den Hardware-Teil bei mir soweit nachgebaut. Ich bin aber was den Software-Teil angeht noch etwas unentschlossen. Mein Ziel ist letztendlich ähnlich. Wenn jemand da ist: ab 6 Uhr Morgens heizen (Bad etwas früher) und nicht mehr heizen sobald alle weg sind. Am Nachmittag/Abend dann noch ein festes Heizfenster welches früher abgebrochen wird, falls niemand heim kommt.

Nun könnte man das, wie von Dir geschildert so lösen indem man die Therme auf die Absenktemp. schaltet. ABER würden dann nicht die Thermostate voll aufdrehen sobald die Therme abschaltet und das Thermostat aber noch auf z.B. 21 °C steht? Und sobald die Therme dann anspringt müssten die zügig wieder zu machen, weil plötzlich Wärme kommt.

Meine Idee wäre die There nur anhand des Heizungs-Bedarfs der Thermostate an und aus zu schalten und die eigentliche Temp. Absenkung durch Umschalten der Thermostate zu bewirken.

Bei unserer Wohnung haben wir das Problem, dass die Räume sehr unterschiedlich sind. Der kälteste grenzt an 4 Seiten an unbeheizte oder wenig beheizte Räume und hat noch etwas ältere Fenster. Der wärmste Raum grenzt an 5 Seiten an beheizte Räume und hat bessere Fenster. Da ist der Heizungsbedarf natürlich sehr unterschiedlich. Der TR100 steht leider im letzteren Raum, daher will ich die Therme im Wesentlichen über die CCU steuern.

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Re: Projektvorstellung: semi-smarte Heizungssteuerung Junkers ZSR 11-3/TR200

Beitrag von Xel66 » 12.10.2021, 22:59

masgo hat geschrieben:
12.10.2021, 20:43
ABER würden dann nicht die Thermostate voll aufdrehen sobald die Therme abschaltet und das Thermostat aber noch auf z.B. 21 °C steht?
Ja, das würde passieren. Darum ist es vielleicht auch zielführender, die Solltemperatur der Thermostate (wenn man elektronische hat) entsprechend zu steuern. Diese hier vorgestellte Art der Temperaturregelung ist meines Erachtens nur für Heizungssysteme geeignet, die noch "normale" Dehnkörperthermostate haben.

Ich gebe ausschließlich Sollwerte in meiner Heizungssteuerung vor und lasse die Therme durch einen zusätzlichen Aktor abschalten, wenn keines der Thermostate einen Öffnungsgrad von größer 10% hat. Das geht aber eben nur, wenn alle Heizkörper mit HM(IP)-Thermostaten ausgerüstet sind. Das betreibe ich stabil so seit 2013.

Gruß Xel66
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masgo
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Re: Projektvorstellung: semi-smarte Heizungssteuerung Junkers ZSR 11-3/TR200

Beitrag von masgo » 12.10.2021, 23:20

Ich hatte die HM-IP Thermostate letzen Winter zum ersten mal dran. Den Raumthermostat der Therme hatte ich auf ca. 23 °C gestellt und die Nachtabsenkung so, dass es mit dem Programm der Thermostate gepasst hat. Die Therme lief also öffter mal, wobei die auch das Delta zwischen Vorlauf und Rücklauf misst und auch mal abschaltet, auch wenn der Raumthermostat "heizen" sagt. Insgesamt fand ich, dass die Therme zu oft lief und auch oftmals zu kurz, daher will ich die jetzt auch steuern.

Was mir aufgefallen ist, dass Räume die nur einen Thermostat haben, viel mehr regeln sind; also die Ventilöffnung wurde viel öffter geändert. Bei Räumen in denen ich einen Raumthermostat hatte, wurden die Ventile viel weniger bewegt. Die Regelung mit Raumthermostat fand ich auch deutlich angenehmer, weshalb ich jetzt alle Räume mit Raumthermostaten ausgestattet habe.

Daher überlege ich, ob es wirklich eine so gute Idee ist, die Therme anhand der Ventilstellung zu steuern, oder ob ich die Ist/Soll Temperatur beachten sollte. Oder eventuell beides?

Wie ist das bei Dir? Hast du Raumthermostate oder nur am Heizkörper?

Xel66
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Re: Projektvorstellung: semi-smarte Heizungssteuerung Junkers ZSR 11-3/TR200

Beitrag von Xel66 » 13.10.2021, 00:47

masgo hat geschrieben:
12.10.2021, 23:20
Insgesamt fand ich, dass die Therme zu oft lief und auch oftmals zu kurz, daher will ich die jetzt auch steuern.
Genau dieses Takten der Heizung war damals für mich der Grund, die smarte Regelung durch die Heizkörperthermostate um eine Wärmebedarfssteuerung zu ergänzen. Hintergrund der Überlegung war, wenn alle Thermostate geschlossen haben, besteht grundsätzlich kein Wärmebedarf und darum kann die Heizung deaktiviert werden. Sowie eines der Thermostate wieder größer 10% öffnet, besteht Wärmebedarf. Nun kann die Heizung bei lediglich einem geöffneten Ventil durchaus takten, weil die Wärmeabnahme einfach zu gering ist und die Therme so schnell in ihre errechnete Abschalttemperatur läuft (bei mir wird die Vorlauftemperatur durch die Außentemperatur bestimmt).
masgo hat geschrieben:
12.10.2021, 23:20
Was mir aufgefallen ist, dass Räume die nur einen Thermostat haben, viel mehr regeln sind;...
Das ist eine Folge dessen, dass die Isttemperatur bei reinen Heizkörperthermostatregelungen prinzip- und bauartbedingt in der Nähe der Wärmequelle ermittelt wird und deshalb oft eine Missweisung erhält. Die Regelung schwingt sich einfach auf. Umso mehr, je höher die Vorlauftemperatur über der eigentlich benötigten liegt, weil so in relativ kurzer Zeit relativ viel Wärmemenge im Heizkörper deponiert wird. Mit Wandthermostaten wird im Allgemeinen eine höhere Regelgüte erreicht, da hier die Istwerterfassung meist weit von den Heizkörpern und in der Nähe des Ortes der gewünschten Raumtemperatur ermittelt wird.
masgo hat geschrieben:
12.10.2021, 23:20
Daher überlege ich, ob es wirklich eine so gute Idee ist, die Therme anhand der Ventilstellung zu steuern, oder ob ich die Ist/Soll Temperatur beachten sollte. Oder eventuell beides?
Da ich mittlerweile über einige Jahre Erfahrung mit meiner Steuerung verfüge, kann ich mit Sicherheit behaupten, dass dieses problemlos funktioniert. Die Ventilstellung ist ja ein direkter Stellvertreter des aktuellen Wärmebedarfs im entsprechend geregelten Raum(bereich). Je größer die Isttemperatur von der Solltemperatur abweicht, um so größer ist der Öffnungsgrad. Wobei zu beachten ist, dass die Ventile beim Erreichen der Solltemperatur nicht geschlossen sind. Ist ja keine Zweipunktregelung. Vielmehr versucht die Regelung durch die Stellung der Ventile den aktuellen Wärmeverlust durch die Bausubstanz zu kompensieren.

Eben auch wie beim Auto. Da nimmt auch niemand den Fuß vom Gas, wenn die Reisegeschwindigkeit erreicht ist, sondern nimmt das Gas nur soweit zurück, dass damit die Roll- und Luftwiderstände ausgeglichen werden und die Reisegeschwindigkeit gehalten wird. Erst wenn die Isttemperatur über dem Soll liegt, wird das Ventil geschlossen, um einen weiteren Wärmeeintrag zu begrenzen. Ist der Heizkörper zu groß ausgelegt oder die Vorlauftemperatur zu hoch gewählt, kann es durchaus zu unerwünschten Überschwingern kommen. Für diesen Zweck haben die Thermostate eine "Lernfunktion", die versucht, diesen Effekt zu erkennen und zu kompensieren. Das gelingt mehr oder minder gut, wenn sie ihre Arbeit machen kann. Greift der Anwender aber häufig durch Konfigurationsänderungen oder Entfernen der Batterien ein, kann das nicht gelingen.

Die Einbeziehung der Raumtemperatur ist ohne Berücksichtigung der aktuellen Solltemperatur und der sich daraus ergebenden Regelabweichung absolut untauglich, weil im Extremfall zwei Regelungen gegeneinander arbeiten. Der Raumthermostat sagt, ich bin jetzt auf ECO-Temperatur und die in der CCU hinterlegte Temperaturregelung sieht aber, dass es kühler wird und versucht zu heizen. Das kann nicht funktionieren. Du müsstest also die Zeitprogrammierung in beiden Steuerungen abbilden. Ein unnötiger Aufwand, der zudem manuelle Änderungen der Solltemperatur aus Programmen oder manuell am Thermostat nicht berücksichtigt. Die Stellung der Ventile als aktueller Wärmebedarfsindikator ist da um Dimensionen tauglicher, weil hier von vornherein schon die Abweichung zwischen Soll und Ist berücksichtigt ist. Zudem funktioniert dieses auch bei manuellen Sollwertänderungen am Thermostat direkt. Und die Stellung ist ein guter Trigger für Programme. Ich habe bei mir den Grenzwert von 10% gewählt, weil dann nicht wirklich großer Wärmebedarf besteht und entsprechend meiner eingestellten Heizkurve eher nicht mit Dauerstellungen in diesem Bereich zu rechnen ist.
masgo hat geschrieben:
12.10.2021, 23:20
Wie ist das bei Dir? Hast du Raumthermostate oder nur am Heizkörper?
Ich habe beides im Einsatz. Im Wohn-/Esszimmer sowie im Arbeits- und Kinderzimmer habe ich Wandthermostate, in den anderen Räumen nur die Heizköperthermostate. Das Wandthermostat im Wohn-/Esszimmer habe ich, weil dort mehrere Heizkörper zu regeln sind. Die anderen beiden Räume haben Wandthermostate, weil dort der Montageort der Heizkörper eher ungünstig ist (in der Raumecke), so dass dort die Missweisung durch Reflexion eher negativ für das Regelungsergebnis ist. Im Schlafzimmer hat das Heizkörperthermostat eher wenig zu tun, weil die Raumtemperatur recht niedrig gewählt ist, so dass dort relativ wenig Reglungsbedarf besteht. Im Bad liegt die geregelte Temperatur meist 2K über dem Sollwert, aber der absolute Sollwert ist mir sowieso egal. Ich stelle dort einen Wert ein, der meinem Wärmebedarfsempfinden entspricht. In den anderen Räumen liegt der Istwert zumeist 1 bis 1,5 K über dem eingestellten Sollwert. Wie oben schon geschrieben, ist dieses prinzipbedingt und für mich kein Problem. Ich hänge nicht an Digitalwerten mit Kommastelle. Früher hat auch eine Skaleneinteilung mit fünf Strichen, einer Sonne und einem Eiskristall gereicht und die Teile wurden dort hingestellt, dass es dem Wärmebedarfsempfinden des Anwenders entsprach.

Ich habe die unterschiedlichen Werte in der jeweiligen Konfiguration der Comfort- und Solltemperatur berücksichtigt und bei Sollwertänderungen per Programm setze ich einfach "Comforttemperatur". Ich benutze übrigens beides. Sowohl Steuerungen per Programm, die sich an meinen wechselnden Anwesenheiten (durch Schichtarbeit) orientiert, als auch Solltemperaturvorgaben aus den in den Thermostaten hinterlegten Profilen. Für kurzfristige Abwesenheiten (Einkaufen, Sportstudio u.ä. - also alles kleiner drei Stunden) senke ich aber keine Solltemperaturen ab, weil das meist einen Mehrverbrauch als das gleichmäßige Halten einer Temperatur zur Folge hat. Meine Steuerung (die größtenteils meinem Schichtplan automatisch folgt) habe ich vor ewigen Zeiten hier im Forum auch schon mal mit Screenshots dokumentiert.

Gruß Xel66
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