19 minutes | Dec 31, 2019

SHPSR: Grundlagen der Heizungssteuerung für die Smart Home Planung

Was soll mein neues Smart Home können? Thema Heizung In dieser Folge des Smart Home Podcast will ich mit Dir besprechen, welche Funktionen der Heizung das Smart Home integrieren und steuern kann und wie es Dir damit hilft, eine Menge Energie zu sparen und viele Handgriffe abnimmt. Smart Home Innovation 2019 Ich möchte im Januar 20 eine Hörerwahl für die Smart Home Innovation 2019 veranstalten. Dabei möchte ich euch gerne einbeziehen. Was war Eure Smart Home Innovation 2019? Schreibt mir eine kurze Mail an info@smarthome-podcast.de, was für euch das Smart Home Highlight 2019 war. Ich werde die Antworten sichten und in Kategorien aufteilen. Danach wird es dann hier in der Community eine Abstimmung geben. Die Deadline für die Nominierungen ist der 20.01.2019. Ich freue mich über eure zahlreichen Zuschriften an info@smarthome-podcast.de. Einleitung Heute gibt es wieder eine Folge aus der Rubrik „Smart Home Projekte smart realisieren“. Bei diesen Folgen gehe ich Schritte für Schritt die Schritte bei der Umsetzung eines Smart Home Projektes einmal durch. Wir sind aktuell noch in der Planungsphase und haben und beim letzten Mal Gedanken darüber gemacht, was Dein Smart Home können sollte. Dabei hat Dir der Fragebogen des Instituts für Gebäudetechnologie (www.igt-institut.de) geholfen, die grundsätzlichen Eigenschaften festzulegen, die Dein neues Smart Home Projekt realisieren soll. In der heutigen und den nächsten Folgen aus dieser Rubrik möchte ich die einzelnen Teilbereiche einmal mit Dir im Detail durchgehen und aufzeigen, welche Smart Home Funktionen hinter den einzelnen Fragen stehen und wie sie realisiert werden. Auch wenn Du bei der grundsätzlichen Beantwortung der Fragen, zunächst nicht an die Umsetzung denken sollst, so ist es aber wichtig im Grundsatz zu verstehen, wie jedes einzelne Thema realisiert werden kann. Wir werden später ja noch bei der Festlegung des „Wie“ sehen, dass es viele Wege gibt, die sprichwörtlich „nach Rom“ führen werden. Aber den grundsätzlichen Lösungsaufbau einer Anforderung im Kopf zu haben, hilft Dir bei der Entscheidung, ob Du die Funktion möchtest oder nicht in Hinblick auf die benötigten Ressourcen auf jeden Fall. So kannst Du den finanziellen Aufwand zumindest im Groben schon direkt bei der Entscheidung abschätzen. In dieser Folge beginnen wir mit dem Thema Heizungssteuerung. Wir gehen die einzelnen Fragen, die im Fragebogen des IGT-Instituts stehen, einmal im Detail durch und sprechen darüber, was die Funktionen bewirken und wie sie im Smart Home umgesetzt werden können. Transkript der Folge Die Heizungssteuerung in einem Smart Home ist meiner Meinung nach eine der wichtigsten Funktionen, die ein Smart Home übernehmen kann und sollte. Das IGT-Institut schreibt dazu im Fragebogen (Übrigens, wenn Du gerade nicht weißt, von welchem Fragebogen ich spreche, dann höre Dir noch einmal die Folge Nr. 17 an oder schaue auf www.smarthome-podcast.de/017 nach, dort kannst Du dir den Fragebogen auch herunterladen) – Also das IGT-Institut schreibt dort:„Eine automatische Temperaturregelung sorgt dafür, dass Räume nicht übermäßig beheizt werden. Es wird exakt die gewünschte Temperatur gehalten – das ist nicht nur komfortabel, sondern auch energieeffizient.“In einem Smart Home geht es heute aber nicht nur um die automatische Temperaturregelung. Hier solltest Du schon viel früher ansetzen und eine ganzheitliche Sicht in Betracht ziehen. In Zeiten von Energiesparen und CO2 Vermeidung spielt es vielmehr die Rolle, das Energie Management in die Aufgaben der Smart Home Steuerung mit einzubeziehen. Zwei Beispiele:Ein Smart Home kann sehr effizient mit einer Photovoltaik- oder Solar Anlage gekoppelt werden. Dabei kann zum Beispiel aufgrund von vorhandenen Wetterdaten vorhergesagt werden, wann Sonnenenergie für die Warmwasser Aufbereitung zur Verfügung stehen wird. Das Energiemanagement der Smart Home Steuerung wird dann den Heizkessel rechtzeitig herunter regeln und die Erzeugung des Warmwassers über die PV oder Solaranlage regeln. Auch wenn bspw. am Nachmittag noch genug Sonne zur Verfügung steht, dann kann die intelligente Steuerung das Warmwasser höher erhitzen und dieses spart dann die ansonsten zusätzliche Erwärmung am Abend über den Heizkessel mit fossilen Brennstoffen.Auch wenn Du keine Solar- oder PV-Anlage besitzt, so hilft Dir das intelligente Energiemanagement Heizkosten zu sparen. Selbst wenn Du eine intelligente Temperatur Regelung in den einzelnen Räumen installiert hast – Das kann man ja schon mit einfachen Heizkörper Thermostaten realisieren, die eine Zeitschaltung besitzen, dann „weiß“ die Heizungsanlage selber aber noch nicht, wann denn die Wärmeproduktion bspw. nachts nicht mehr erforderlich ist. Hier kann ein intelligentes Energiemanagement erkennen, wann die Temperatur nicht mehr benötigt wird und gibt diese Information schon rechtzeitig vorher an die Heizungsanlage weiter, damit diese die Leistung schon im Vorlauf drosseln kann. Auch wenn man über längere Zeit nicht im Haus ist, kann eine Smart Home Steuerung rechtzeitig das Heizungssystem wieder hochfahren – zum Beispiel in dem es erkennt, ob sich ein Bewohner des Hauses nähert.Zusätzlich zu den beiden Beispielen ist es natürlich auch ein gewisser Komfort, alle Komponenten des Smart Home in einer zentralen App zu steuern und nicht für jedes System eine separate App zu verwenden.Kommen wir jetzt aber zum Fragebogen. Dort waren ja mehrere Funktionen beschrieben. Wir gehen sie nun einmal durch.Zunächst steht die Frage nach der Wunschtemperatur im Raum. Hier sollte man für jeden Raum die Temperatur individuell vorgeben können. Du kannst diese Funktion so ausgestalten, dass Du die Temperatur entweder an einem Heizkörper Thermostat selbst einstellst, an einem zentralen Wand Thermostat oder in Deiner Smart Home App. Die Soll-Temperatur wird dann zentral in Deiner Smart Home Zentrale gespeichert und sorgt dann dafür, dass die Ventile nur bei Bedarf aufgedreht werden und regelt diese auch automatisch wieder herunter, wenn die Soll Temperatur erreicht wird. Umsetzbar ist das Ganze auch schon mit einfachen batteriebetriebenen Thermostaten, die auf den Heizkörper aufgeschraubt werden. Sofern ein Raum mehrere Heizkörper hat, musst Du ein System verwenden, bei dem die einzelnen Systeme miteinander kommunizieren und sich abgleichen können. Das kann direkt zwischen den einzelnen Thermostaten oder über eine zentrale Steuerung – wie Deine Smart Home Zentrale – erfolgen.Ein Nachteil, wenn Du nur Heizkörper Thermostate verwendet ist, dass die Temperaturmessung nur am Thermostat selbst erfolgt. Da die Messung aber direkt am Heizkörper vorgenommen wird, wird dort die gemessene Temperatur auch sehr schnell erreicht, obwohl es im Rest des Raumes noch kühl ist. Hierfür bieten manche Regler die Möglichkeit, eine Differenz Temperatur einzustellen, die am Heizkörper erreicht und gemessen wird. Beispiel: Deine Soll Temperatur für das Wohnzimmer soll 21 Grad betragen, Wenn Du dies eingestellt hast und Deine Thermostate nun diese Temperatur eingependelt haben, dann kann es sein, dass die Temperatur real am Eingang des Wohnzimmers erst 17 oder 18 Grad beträgt. Hier kannst Du dann bei Reglern, die das zulassen die Differenz von 3 Grad hinterlegen. D. h. Die Regler würden dann in diesem Beispiel erst bei 24 Grad die Ventile der Heizung schließen. Besser wäre auf jeden Fall hier ein passendes Wand Thermostat zu verwenden, welches direkt im Raum die Temperatur messen kann. So werden bei der Regelung auch äußere Einflussfaktoren besser berücksichtigt. Damit meine ich, dass es im Winter außen kälter ist und der Raum sich schneller abkühlt als im Sommer, wo es sowieso schon 19 Grad oder mehr sind und die Heizung dann zB bei 24 Grad am Heizkörper den Raum auf 23 Grad aufheizen würde. Auch die Sonneneinstrahlung sorgt für eine Erwärmung des Raumes, die nicht berücksichtigt würde. Auch ist es komfortabler die Temperatur direkt am Wand Thermostat einzustellen als am Heizkörper.Noch effizienter kann ein Smart Home die Temperatur kontrollieren, wenn es Zugriff auf aktuelle Wetterdaten hat und genau weiß, wo die Sonne an den Fenstern steht um die Sonneneinstrahlung für die Wärmeentwicklung zu berücksichtigen. Es gibt Systeme, die diese Informationen beim Energiemanagement berücksichtigen.  Damit lassen sich teilweise bis zu 50% oder mehr Heizkosten einsparen.Die nächste Frage ist die Frage nach den Zeitprogrammen. Möchtest Du die Möglichkeit haben, mittels Zeitprogrammen Deinen Energieverbrauch zu senken, in dem Du nur heizt, wenn es notwendig ist und bei Abwesenheit unnötiges Heizen vermeidest. Diese Funktion ist ebenfalls mit einfachen elektronischen Heizungsreglern zu realisieren und heute Standard bei solchen Geräten. Aber die Zeitsteuerung alleine bildet meiner Meinung nach nicht die Wirklichkeit ab, sondern liefert nur einen groben Rahmen für eine Temperatur Regelung. Für einen einzelnen Raum, der nur von einer Person genutzt wird, kann das noch gut funktionieren. Aber bspw. das Wohnzimmer oder die Küche, die zu unterschiedlichsten Zeiten genutzt werden, bereiten echte Probleme. So schaust Du am Samstag Abend evt. einen Film der länger geht oder eine Sport Übertragung, die sich ewig hin zieht, und auf einmal wird es kalt, weil die Zeitsteuerung ja eigentlich davon ausgeht, dass Du jetzt schlafen gehst. Auch kann eine Zeitsteuerung ja nur den kleinsten gemeinsamen Nenner für das Leben aller Hausbewohner darstellen. Hier kannst Du statt dessen oder in Kombination die Kopplung der Steuerung mit anderen Triggern planen. Zum Einen hast Du die Möglichkeit die Lichtsteuerung, oder andere Zustände von Aktoren, wie Funk Steckdosen in die Steuerung einzubeziehen. Das wäre eine Regel wie: „Wenn noch Licht in
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