Wie müßte die ideale Heizungssteuerung aussehen?

Hallo,

bischen getriggert über die Diskussionen im Avarma WP Thread und meine Erfahrungen mit unserer Gastherme bzw. jetzt der der Schwiegereltern bin ich bischen ins Grübeln gekommen, wie eigentlich eine Steuerung für insbesondere wasserführende Heizungen aussehen müßte und dachte, das wäre vielleicht ein Thema, wo man mal zusammen drüber nachdenken und diskutieren könnte, auch wenn die Möglichkeiten zur Umsetzung ggf. eher beschränkt sind, aber vielleicht gibts ja auch stille Mitleser aus einschlägigen Firmen :wink:

Ich hab bislang nur Erfahrungen mit aktuellen Gasbrennwertthermen gesammelt und seit März mit Splitklima, die wir bislang einfach manuell nach Bedarf anschalten. Kann sein, daß ich daher nicht so auf dem Stand bin, was moderne WP ggf. an intelligenteren Algorithmen anbieten.

Was wünsche ich mir von einer zeitgemäßen Heizungsregelung:

  • Automatische Optimierung von Parametern wie der Heizkurve (soweit es die noch gibt), nötigem Durchfluß etc. Als Benutzer will ich Zielvorgaben definieren und ggf. geführt anpassen, wenn diese zu Konflikten führen, aber mich nicht mit den Details der Umsetzung der Regelung beschäftigen.
  • Energieoptimierter Betrieb als Default
  • Lernen aus dem Systemverhalten: Wenn die Heizung sieht, daß sie extrem oft takten muß, dann hat sie selber dafür Sorge zu tragen, dies möglichst zu reduzieren und entsprechend weniger Wärme bereitzustellen oder die Hysterese der Vorlauftempertur zu erhöhen etc. Weiterführend lassen sich die Daten nutzen, um das Haus und ggf. einzelne Räume zu modelieren und dieses Wissen dann zu nutzen (und für uns Nerds und Profis natürlich auch bereitzustellen).
  • Unterstützung von Ventilen die einen automatischen hydraulischen Abgleich erlauben.
  • Unterstützung von Temperatursensoren im Raum, kostet auch mit 0.2 Grad genauen Chips nicht die Welt (in der Fertigung …).
  • Einfache Vorgabe der Wunschtemperatur in den Räumen über diese Temperatursensoren möglich (Drehrad, Anzeige), damit auch ältere Menschen ohne Handy, PC und Interaktion mit einem Display mit komplexeren Optionen klar kommen.
  • Ggf. Sprachsteuerung möglich für einfache Interaktion: Heute bitte im Wohnzimmer 2 Grad wärmer, wir sind die nächsten zwei Wochen in Urlaub, bitte die Temperatur absenken etc.
  • Die Ventile werden dann selbstverständlich zentral angesteuert in Kenntnis des gesamten Systems und nicht basierend auf einem Thermofühler am Ventil. Wenn alles zu ist, weil kein Bedarf, läuft natürlich auch nicht die Heizung und heizt den Keller/Außenwand …
  • ggf. Messung der Rücklauftemperatur sinnvoll?
  • Nutzung von Wetter Prognosen
  • Nutzen optionaler weiterer Daten: Abschätzung der Charakteristik der Heizkörper anhand von Bildern/ML, bisheriger Heizbedarf
  • Königsklasse: Abstimmung mit anderen Wärmeerzeugern, LWWP+LLWP etc.

Ich würde mir davon versprechen, daß die Effizienz der Bereitstellung und Übertragung der Wärme in die Räume optimiert werden kann (keine unnötig hohen Vorlauftemperaturen, sondern exakt, was nötig ist), man auch mit wechselnden Wünschen (Kinder oder anderer Besuch über Weihnachten da etc.) einen optimal abgeglichen Betrieb bekommt, man bei einem eventuell nötigen Ersatz sieht, was wirklich an Heizleistung nötig ist und das ganze benutzerorientiert am PC und/oder Handy gemacht werden kann, statt an einem Minidisplay mit magischen Mustern an Tastendrücken und tiefen Menüs mit einem Grab an Parametern, die die meisten Benutzer nicht verstehen und die Heizungsbauer mangels Zeit auch nicht optimieren. Die Kosten für nötige Sensorik würde sich zumindest ein Stück weit dadurch ausgleichen, daß keiner einen mehr oder weniger guten hydraulischen Abgleich von Hand machen muß. Und natürlich über die Betriebskosten.

Mein Ausgangspunkt:

a) Unser RMH, relativ gut gedämmt, wurde bis Anfang März 2025 14 Jahre mit einer Gasbrennwert Therme von Brötje beheizt, Baujahr des Hauses 1967, etwa 3500 kWh Wärmebedarf nach WMZ in der letzten Heizperiode plus etwas vom Heizlüfter im Bad früh und im März von der neu eingebauten Splitklima. Hydraulischer Abgleich wurde seinerzeit gemacht und mußte ich nur marginal nachstellen um mit durchgehend “5” in praktisch allen Räumen arbeiten zu können. Warmwasser früher auch über die Therme, jetzt BWWP.

b) Eigentumswohnung der Schwiegereltern, Baujahr 1957, zweifach verglast, keine Dämmung bzw. nur marginal unter dem Fußboden, 3 Zimmer + Kü/Bad + 1 Zimmer im ebenerdigen Quasikeller. Zwei Jahre alte Gastherme, ebenfalls von Brötje, von der Benutzerführung der gleiche alte Schrott wie bei uns ... Keine genauen Verbrauchszahlen bei der Hand, grob das doppelte von unserem Haus. Schlafzimmer praktisch unbeheizt, wollen das so … Perspektivisch will ich da auch ne Splitklima ergänzend installieren, insbesondere fürs Wohn- und Schwiegervaters “Computerzimmer”, wenn die restlichen Baustellen mal erledigt sind … Warmwasser über elektrischen DLE.

Probleme:

a) Minimale Heizleistung von etwa 4 kW klar über dem was das Haus braucht, typisch 1 kW, maximal mal 2.5 kW. Mein Ansatz war es, jeweils vormittags und nachmittags nur ein paar Stunden zu heizen, mit größerer Hysterese der Vorlauftemperatur und ausreichend Durchfluß für lange Takte, Startpause von 30 min als zweite Rückfallebene. Über die Heizperiode hab ich einfach etwas die Länge der Heizfenster variiert. Strömungsgeräusche der Heizung waren unangenehm.

b) Komplett durchheizen auch hier nicht nötig/sinnvoll, aktuell läuft sie so von 6h bis 20h30 und die Heizkurve hab ich halt so in zwei/drei Iterationen etwas angepaßt, 10min mit dem Fahrrad entfernt. Von ihrer alten Wohnung her sind sie einen Raumsensor/regler im Wohnzimmer gewohnt, wo sie die Temperatur mit einstellen können und der Rest läuft halt so mit. Hab da hier auch mit dem Heizungsbauer zusammen ein Funkregler von Brötje installiert (selber besorgt, Chef hält da nix von, sein Sohn hing auch ne halbe Stunde am Telefon wo auf der Drecksplatine der Heizung der Empfänger jetzt angeschlossen werden muß und wie man das Ding in der Steuerung aktiviert …). Teuer, misserable Dokumentation, kann nicht mehr mehr als der Therme an/aus zu sagen.

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Also eigentlich willst du folgendes, und das hatte ich mir mal überlegt, auch im HTD gefragt, es geht aber wegen dem Umfang nicht. Wie auch immer, nehmen wir mal eine Wärmepumpe an, weil die schon von sich aus viele Daten logt und nutzt, bei einer anderen Heizungsart wäre das sicher komplizierter, vor allem wenn noch was analog läuft.

Ich probiers mal ein wenig zu sortieren.

Du brauchst eine LWWP welche sich selbst ideal kennt. Also ideale Arbeitspunkte und COP. Also eine Art Tabelle, wie sie bei verschiedenen Außentemperaturen läuft. Einfluss von: Außentemperatur, Wassertemperatur, Durchfluss, Vorlauftemperatur, Delta t, Wärmemenge, Kompressorfrequenz.

Das bedeutet, egal bei welchem Raum du nun eine Änderung vornimmst, die Wärmepumpe schaltet dann das komplette Programm durch und dafür den optimalen Wirkungsgrad.

Beispiel:

Alle Räume sollen 18°C haben. Alle Räume haben Heizkörper. Alle Räume haben ein el. Heizkörperthermostat und ein einstellbares Thermostat. Die Wärmepumpe stellt dazu ein: Durchfluss 500l/h, Delta t 7K, Wärmemenge 4060W, Kompressorfrequenz: 50Hz, VL 45°C.

Man ist im Wohnzimmer und stellt auf 22°C.
Die Wärmepumpe stellt auf: Durchfluss 500l/h, Delta t 8K, Wärmemenge 4640W, Kompressorfrequenz: 53Hz, VL 44°C.

Vorlauf kann auf 44°C gesenkt werden, weil delta t höher ist, also mehr Wärme übertragen wird. Dafür passiert folgendes: Der Durchfluss ist gleich, alle Heizkörper werden vom el. Ventil her ganz leicht geschlossen, das Wohnzimmerventil wird höher aufgedreht. Daher: Der Durchfluss im Wohnzimmer ist höher, der Durchfluss in den anderen Räumen ist niedriger. Die Wärmepumpe “weiss” das, sie kennt also den maximalen Durchfluss jeden Heizkörpers und das Minimum. So dass es Mindestwärme gibt und ein Maximum vor dem Rauschen oder Gluckern.

Die Wärmepumpe macht also einen permanenten hydraulischen und thermischen Abgleich, speichert das in einer Tabelle sodass sie für alle Szenarien die optimale Leistung fahren kann mit den verschiedenen Werten.

PS:

Beispiel2:
Alle Räume sollen 18°C haben. In diesem Raum wird nun eine Splitklima eingeschaltet. Dann merkt die WP, dass der Raum wärmer wird ohne dass Wärme zugeführt wird, und dreht die Leistung runter bis der Heizkörperthermostat komplett geschlossen ist. Das gilt dann auch für z.B. Sonneneinstrahlung oder andere Heizarten, für kochen in der Küche etc. pp.

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Eigentlich gehts mir mehr drum, daß die LWWP das Haus möglichst gut kennenlernt. Daß der Hersteller seine Wärmepumpe halbwegs kennt und optimierte Betriebszustände als Fkt. der äußeren Parameter (Wärmeanforderung, Außentemperatur, Häufigkeit von nötigen Abtauprozessen etc.) herstellen kann, setze ich mal voraus, bzw. kann man da mit Messung der Wärmemenge ja auch nachoptimieren. Bei den Stückzahlen und Margen sollte man sich ja doch eine gewisse Software Entwicklungsabteilung leisten können.

Wichtig wäre vor allem, aus den verfügbaren Daten zu lernen. Z.B. aus dem Temperaturresponse der Räume als Funktion der zugeführten Wärme auf den Heizbedarf und die termische Trägheit schließen. Die Daten sind sicherlich alle mit Schwankungen versehen, Sonneneinstrahlung, Herd läuft, Sohn oder Tochter verbringen ne Nacht mit dem Gaming Computer … aber dafür hat man ja schöne lange Zeitreihen um das grundzätzliche Verhalten modellieren zu können und dann auf Abweichungen möglichst effizient reagieren zu können.

Sag ich ja. Am Ende hat das Ding eine Tabelle nach der es jeden Raum und dessen Wärmeanforderung kennt, bei welcher Außentemperatur welche Innentemperatur bei welchem Durchfluss und welcher Vorlauftemperatur geht. Usw. Also eine Tabelle mit unfassbar vielen Daten.

Bitte vergesst nicht den Wind, seine Richtung und die Luftfeuchte zu erfassen. Wie stark das Haus abkühlen wird, hängt auch davon ab. Und da die Hausmasse als Wärmespeicher fungiert, sollte die Heizung auch wissen, wie das Wetter morgen wird und wer zu Besuch kommt, bzw. wann wieviele Personen im Haus sind. :grinning_face: - Scherz beiseite.

Kann es bei den vielen verschiedenen Häusern mit unterschiedlichster Bauweise, Dämmwerten und Speichermassen überhaupt eine “ideale” Heizungssteuerung geben? Haus, Heizung und Steuerung müssen schon gut zusammen passen. Und was meint “ideal”. Geringster Energieverbrauch v.s. Komfort.

L.G.

Ist doch der Punkt. Bei dieser Datenerfassung ist es vollkommen egal welche Heizungsart man verwendet und wie die Witterung außer Außentemperatur ist. Du kannst das mit FBH nutzen, du kannst das mit Heizkörpern nutzen, du kannst eigene Wärmeerzeuger nutzen (außer nen Holzofen o.ä.). Egal ob wassergeführt von Pellet, Holz, Koks, Kohle, Strom, Hackschnitzel.

Hydraulischer und thermischer Abgleich anhand des vorhandenen Heizsystems, außentemperaturgesteuert.

Darum soll das ganze ja lernfähig sein und nicht einfach nur irgendwelche vom Heizungsbauer einmalig geschätzten Parameter oder die berühmten Werkseinstellungen zum Zug kommen. Das fehlt bei den zwei Gasthermen die ich unter meiner Fuchtel habe halt komplett. Wenn die Heizkörper von der Größe her in einzelnen Räumen natürlich überhaupt nicht passen, dann kann das die Software auch nicht gerade biegen.

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Ich denke da eher in Funktionen, aber das ist ein technisches Detail

Ich seh da eine Art von Steuerbox mit Wlan, die mit den Thermometern und den Thermostaten kommunizieren kann und mit nem Speicher eben eine Tabelle mit Werten anlegt, vergleicht, auswertet und dann den Kessel/Wärmeerzeuger die Daten weitergibt.

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für meinen Smartserver von Loxone gibt es diverse Heinzungs- und Mischerregelungen, angeblich sollen die auch selbstlernend sein, bisher nutze ich ihn aber nicht für die Heizungsreglung, keine Ahnung was da alles geht.

Wenn du die Tabellen nicht selbst erstellst, sondern ein System soll sie erzeugen (selbstlernend), dann musst du ihm mitteilen, ob es richtig oder falsch lag.

Meine Heizkörperventile von AVM (Fritzbox) sollen lernen können, schreibt der Hersteller. Wenn ich es um 16:00 im Wohnzimmer warm haben will, dann verschiebt die Logik den Start des Heizens nach vorn und beginnt um 15:00 mit dem Aufheizen, nachdem sie in den Tagen zuvor lernte, dass es 1 Stunde zum aufheizen braucht. Das ist manchmal richtig, machmal nicht. Das hängt halt von der Außentemperatur, Wind und co. ab und nicht allein von den Verläufen der Vortage. Solange das System nicht Datenerfassungen für alle relevanten Daten hat, wird es immer nur den Durchschnitt der vergangenen Werte berücksichtigen können. Um in die Zukunft zu schauen, mag es noch Wettervorhersagen aus den Netz ziehen, doch meine Tagesabläufe, Besucher, etc. sind dort nicht zu finden.
Würde mich wundern, wenn das Loxone System von @Mittelhesse so etwas kann - und wenn es das könnte, möchte ich es nicht haben. Stell dir vor deine Heizungssteuerung kündigt für morgen den Besuch der Schwiegermutter an. :grinning_face:

:joy::joy:

Klar wird es nicht perfekt sein, aber besser als ein fixer Wert von Meister Röhrrich vermutlich trotzdem.

Interessant! Kannst Du/Loxone der Heizung denn Dinge wie Vorlauftemperatur etc von außen vorgeben?

meines Wissens kann sie mit Außentemperatur und Wetterbericht arbeiten, habe mich aber wie gesagt noch nicht weiter damit beschäftigt. Da solltest du aber eigentlich eine Übersicht der Bausteine auf der Homepage finden.

Hoffe, ich kann da morgen mal drauf schsun, lieg krank im Bett.

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gute Besserung :face_blowing_a_kiss:

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Dir auch!

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Eben mal bei bonotos in sein Lambda Video reingeschaut, auch wenn für uns selber ne LWWP ja kein Thema ist: https://www.youtube.com/watch?v=cWbV0Lp2nXM
So ab 14:30 wird die Unterstützung von homematic IP Thermostaten angesprochen, deren Rückkopplung der Öffnungszustände bei Lambda dann künftig für genutzt werden um die VL anzupassen. Manueller hydraulischer Abgleich erledigt sich damit auch inkl. Zertifikation. So muß das IHMO sein!