Ein Sollwert, drei Geräte: worauf es bei einer Klimazone ankommt

Drei Geräte, ein Raum, keine gemeinsame Regel

Ein Raum mit Fußbodenheizung und Klimaanlage hat zwei Möglichkeiten, seine Temperatur zu verändern, und ein Befeuchter eröffnet ihm einen dritten Weg zum empfundenen Raumklima. Hängen Sie jedes Gerät an einen eigenen Thermostaten, und sie arbeiten gegeneinander.

Der übliche Fehlerfall ist unspektakulär und teuer: Der Fußbodenheizkreis heizt so weit auf, dass die Klimaanlage zu kühlen beginnt, und beide laufen den ganzen Abend gegeneinander. Nichts meldet sich, nichts geht kaputt, der Raum liegt ungefähr auf der richtigen Temperatur — und die Energierechnung verdoppelt sich still und leise.

Die Lösung ist kein besserer Thermostat. Die Lösung ist eine einzige Regel, die jeden Ausgang der Zone führt.

Das Totband — und der Fehler, der darin steckt

Jede Zone erhält ein Totband um den Sollwert — hier ±0,5 °C. Darunter wird geheizt, darüber gekühlt, innerhalb geschieht nichts.

Genau an diesem letzten Zweig scheitern die Umsetzungen. Es liegt nahe, den vorherigen Zustand innerhalb des Bands zu halten, weil der Raum ja nah genug am Sollwert liegt. Doch genau dieses Halten lässt den Heizkreis weiterlaufen, bis die Kühlschwelle überschritten wird. Das Totband ist dazu da, Verdichter und Stellantriebe vor häufigem Takten zu schützen, und nicht dazu, Technik in Betrieb zu halten.

if (temperature < setpoint - hysteresis) {
  write(cfg.heater, true);
  if (hasCooler) write(cfg.cooler, false);

} else if (temperature > setpoint + hysteresis) {
  write(cfg.heater, false);
  if (hasCooler) write(cfg.cooler, coolingAllowed);

} else {
  // Innerhalb des Totbands - beide Ausgaenge freigeben.
  write(cfg.heater, false);
  if (hasCooler) write(cfg.cooler, false);
}

Ein Saisonmerker, damit ein warmer Nachmittag die Kühlung nicht startet

Ein Haus im Heizbetrieb soll keine Klimaanlage einschalten, nur weil sich ein nach Süden ausgerichteter Raum nach dem Mittag aufgeheizt hat. Ein einziger gemeinsamer Saisonmerker sperrt die Kühlung über alle Zonen hinweg, und die Zonenregel liest ihn aus, bevor sie überhaupt kühlen darf. Eine Stellgröße, eine Stelle zum Ändern.

Ein Fühler beschreibt einen Punkt an einer Wand

Ein Regelkreis ist nur so gut wie der Messwert, den er bekommt. Ein einzelner Fühler meldet die Temperatur genau dort, wo er zufällig montiert ist. In einem Raum mit Glasfassade, warmem Fußboden und einer Zugluftstrecke weichen andere Punkte desselben Raums um mehrere Grad davon ab — der Regelkreis jagt also einem Wert hinterher, der fast nichts beschreibt.

Die Zone arbeitet deshalb mit einem Aggregat aus mehreren Fühlern, das als ein einziger Wert veröffentlicht wird. Die reine Mittelwertbildung hat allerdings eine Lücke: Ein Fühler, der bei plausiblen 22 °C hängen bleibt, wirkt nicht defekt, und der Mittelwert verteilt seinen Fehler einfach über die ganze Zone. Vergleicht man jeden Messwert stattdessen mit dem Median der Gruppe, fällt der hängende Fühler auf.

var reference = median(readings);

used = readings.filter(function (value) {
  return Math.abs(value - reference) <= cfg.maxDeviation;
});

// Unter drei Messwerten gibt es keine Mehrheit zum Vergleich,
// daher wird die Pruefung ausgesetzt, statt zu raten.
if (used.length === 0) used = readings;

Was zu tun ist, wenn der Messwert fehlt

Ein ausgefallener Fühler meldet in der Regel null oder eine leere Zeichenkette. Ihn zu verwerfen und mit dem zu arbeiten, was übrig bleibt, hält die Zone am Leben. Bleibt gar kein gültiger Wert übrig, halten die Ausgänge ihren letzten Zustand, und die Regel schreibt eine Warnung ins Protokoll.

Halten ist hier die richtige Vorgabe. Eine Zone, die ihren letzten Zustand eine Stunde lang beibehält, ist ein Komfortproblem; eine Zone, die auf einen Müllwert reagiert, ist ein geplatztes Rohr oder ein Verdichter, der gegen ein geschlossenes Ventil arbeitet.

Checkliste für eine Klimazone

• Eine einzige Regel führt jeden Ausgang der Zone — Heizung, Kühlung und alles, was das empfundene Raumklima verändert.
• Das Totband gibt beide Ausgänge frei; es hält nicht den vorherigen Zustand.
• Die Kühlung wird durch einen Saisonmerker gesperrt, den sich alle Zonen teilen.
• Die Zonentemperatur ist ein Aggregat und kein einzelner Fühler.
• Ausreißer werden am Median verworfen und nicht mit eingemittelt.
• Ein ungültiger Messwert hält die Ausgänge und löst eine Warnung aus — er steuert sie nie.
• Eine Zone hinzuzufügen ist ein Konfigurationsblock und keine Kopie des Programms.

Sehen Sie es im Betrieb

Diese Logik läuft in einem Haus mit 350 m² über sieben Zonen. Der veröffentlichte Adressexport zeigt jeden Sollwert, jeden Istwert und jeden Heizausgang, mit denen die Regeln sprechen — durchsuchbar und als CSV herunterladbar.