Heizungsregelung – Mit Sensoren vom Subjektiven zum Empirischen

Simon Buddle erklärt, wie durch Investitionen in eine Reihe von grundlegenden Temperaturmessgeräten Probleme mit der Klimaregelung beim Kunden vermieden werden können und dem KNX Fachmann hilfreiche Daten zur Verfügung gestellt werden.

Die Temperatur ist wohl einer der emotionalsten Bereiche, mit denen wir uns in unserer Welt beschäftigen. Alle Eltern kennen die Herausforderung, einem kleinen Kind im tiefsten Winter einen Mantel anzuziehen. Man hört dann sowas wie „Aber Mama, mir ist sooooo warm!", während alle anderen Kinder in Schals, Handschuhe und riesige Winterjacken gehüllt sind. Ich habe am Polarkreis gelebt, in Schneelöchern geschlafen und habe dennoch absolut keine Lust, auch nur unter einer lauwarmen Dusche zu stehen. Wie Menschen es fertigbringen, Löcher ins Eis zu schlagen und den ganzen Winter über in Freibädern und Teichen zu schwimmen, ist mir mehr als rätselhaft!

Fußböden mit einer Temperatur von 21 °C empfindet man in der Regel als kalt, aber draußen in der Sonne fühlen sich 21 °C ausgesprochen warm an. Heiß, kalt, warm, lauwarm sind jedoch subjektive Begriffe, mit denen wir nicht ohne Weiteres umgehen können, wenn sie uns von Kunden entgegengehalten werden. Für mich gibt es also zwei grundlegende Anforderungen, wenn es um die Temperatur geht: 1) eine genaue Messung und 2) die Aufzeichnung dieser Information, damit wir bei Bedarf darauf zurückgreifen können.

Temperatursensoren

Ein einfacher Thermistor kostet im Durchschnitt weniger als 1 Euro. Dieses Teil ist also überhaupt nicht teuer. Ohne ein solches wären wir jedoch mit vielerlei teuren Problemen konfrontiert: beschädigte Holzböden, überhöhte Energierechnungen oder sogar die eine oder andere Verbrühung. Im Hinblick auf Sensoren gibt es zwei wichtige Wissensbereiche: wann und wo man sie einsetzt und welche Typen es gibt.

Zonenheizung

Zonenheizungsanlagen benötigen zonengebundene Temperatursensoren. Wird die Zone mit einem Heizkörper beheizt, brauchen wir nur einen Raumfühler, und schon kann es losgehen. Ist der Raum jedoch mit einer Fußbodenheizung ausgestattet, benötigen wir auch einen Fußbodentemperaturfühler. Bei Holzfußböden ist die Oberflächentemperatur in der Regel auf 27 °C begrenzt. Elektrische Fußbodenheizungen kommen hauptsächlich in Bädern zum Einsatz, meist unter Fliesen. Diese können extrem heiß werden, sodass in diesem Fall ein Fußbodensensor ein absolutes Muss ist. Viele Kunden wünschen sich dies als Komfortheizung, sie möchten also, dass sich der Boden warm anfühlt. Das führt dazu, dass die Fußbodenheizung über lange Zeiträume eingeschaltet ist, wodurch die Gefahr einer Überhitzung entsteht. Wenn ein gefliester Fußboden 45 °C erreicht, ist das nicht angenehm, und mit einer Elektroheizung ist das sehr gut möglich, wenn wir keine Sonde haben, um die Zone bei Überhitzung abzuschalten.

Sensortypen

Sensoren gibt es in vielerlei Typen. Im Wesentlichen lassen sie sich jedoch in zwei Kategorien unterteilen: Sensoren mit negativem Temperaturkoeffizient (NTC) und Sensoren mit positivem Temperaturkoeffizient (PTC). Bei NTC-Thermistoren sinkt bei steigender Temperatur der Widerstand. Bei PTC-Thermistoren ist es umgekehrt.

Natürlich müssen wir wissen, welcher Sensortyp installiert wurde, wenn wir die Ausgangsmesswerte sinnvoll nutzen möchten. Wenn man etwas genauer nachforscht, stellt man fest, dass man bei NTC-Sensoren mehrere Typen unterscheidet. Beispielsweise ist der Zennio ein NTC-Sensor mit einem Widerstand von 6,8 kOhm, während die abgebildeten Sontay NTC-Sensoren mit 10 kOhm Widerstand sind. Die numerischen Widerstandswerte werden bei einer Temperatur von 25 oC gemessen. Der Arcus SK08 kann 8 PT1000-Sensoren auslesen, während der Zennio RailQUAD8 8 Zennio-Sensoren oder NTC-Sensoren mit anderer Widerstands-Kennlinie erfassen kann. Hingegen kann er nur einen anderen NTC-Sensortyp auslesen, also achten Sie darauf, nicht mehrere Typen einzusetzen!

Wie Sie feststellen können, ist ein wachsames Auge erforderlich, um kompatible und angemessen spezifizierte Geräte zu gewährleisten.

Empirische Daten

Sobald die Temperaturdaten der einzelnen Sensoren eingehen, kann der Prozess der Analyse und Aufzeichnung beginnen. Die Fußboden- und Raumtemperaturmesswerte sind mit Prüfgeräten, z. B. mit einer Wärmebildkamera, zu kalibrieren, um die Messwerte mit den realen Bedingungen abzugleichen.

Viele Hersteller bieten die Möglichkeit, Daten aufzuzeichnen und grafisch zu veranschaulichen. An dieser Stelle können wir das Subjektive in das Objektive umwandeln. In den von mir genutzten Grafiken kommen vier wichtige Details zum Ausdruck: die momentane Ist-Raumtemperatur, die Soll-Raumtemperatur, der Heizbedarf und die gegenwärtige Fußbodentemperatur. Ich kann der Grafik entnehmen, dass der Heizbedarf bei vollen 100 % liegt, während ich an der Sägezahnkurve ablesen kann, dass sich die Fußbodenheizung ständig ein- und wieder ausschaltet, sobald sie die untere bzw. obere Temperaturgrenze erreicht. Diese Daten sind entscheidend, um zweifelsfrei nachweisen zu können, dass unsere KNX Anlage im Rahmen der vorgegebenen Parameter einwandfrei funktioniert.

Fazit

Für weniger als einen Euro können Sie einen Thermistor erwerben, der Ihnen genaue Temperaturdaten liefert, aber diese Informationen müssen korrekt sein, und auf dem Weg dorthin liegen viele Stolpersteine. Der Sensortyp, das KNX Gerät sowie die Kalibrier- und Aufzeichnungsinstrumente müssen sorgfältig ausgewählt werden, damit sie miteinander kompatibel sind und exakte Daten liefern. Sobald diese Daten vorliegen, verfügt man über alle Informationen, die benötigt werden, um Änderungen an der Funktionsweise der Steuerelemente vorzunehmen oder um nachzuweisen, dass das System einwandfrei funktioniert. Dies ist der Weg vom Subjektiven zum Empirischen, denn Fakten lassen sich nicht anzweifeln.

Simon Buddle, Dipl.-Ing. MIET ist Berater bei Future Ready Homes, einem Spezialisten für die Planung von BMS- und ELV-Servicesystemen.

www.futurereadyhomes.com