Bivalente Heizung: Wärmepumpe und Gaskessel nach Außentemperatur

Eine Wärmepumpe läuft den größten Teil des Jahres, der Gaskessel bleibt gesperrt. Erst wenn es längere Zeit friert, schaltet das System auf den Gaskessel um und sperrt die Wärmepumpe; zurück schaltet es erst nach einer längeren milden Phase. Eine smart rule Gleichung und zwei Statistiken der Außentemperatur erledigen das ohne Skript.

Das Beispiel verwendet −5 °C für 3 Stunden zum Umschalten auf den Kessel und 0 °C für 12 Stunden zum Zurückschalten. Schwellenwerte und Dauer wählen Sie selbst.

Sie benötigen:

• einen Sensor der Außentemperatur,
• einen Ausgang, der den Gaskessel einschaltet,
• einen Ausgang, der die Wärmepumpe sperrt.

So funktioniert es#

• Das Maximum der Außentemperatur der letzten 3 Stunden liegt nur dann bei −5 °C oder darunter, wenn die Temperatur die gesamten 3 Stunden bei −5 °C oder darunter blieb. Ein einziger wärmerer Messwert im Zeitfenster hebt das Maximum an, und der Countdown beginnt von vorn.
• Das Minimum der letzten 12 Stunden liegt nur dann bei 0 °C oder darüber, wenn die Temperatur die gesamten 12 Stunden bei 0 °C oder darüber blieb.
• Zwischen den beiden Schwellenwerten muss sich die smart rule merken, was sie zuletzt getan hat. Dafür gibt es die Variable LastState: das vorherige Ergebnis dieser smart rule Gleichung. Ohne sie würde sich der Kessel ausschalten, sobald die Temperatur von −6 °C auf −2 °C steigt, obwohl die 12 Stunden über null noch nicht vergangen sind.

Beide Statistiken verwenden Zeitraum Art Zeitraum bis jetzt: ein gleitendes Zeitfenster, das im aktuellen Moment endet und mit der Zeit weiterwandert. Aktueller Zeitraum ist ein fester Kalenderzeitraum (die aktuelle Stunde ab der vollen Stunde, der aktuelle Tag ab Mitternacht), der an seinem Anfang neu beginnt; daher kann er nicht anzeigen, wie lange eine Bedingung schon andauert.

Statistiken anlegen#

Öffnen Sie das Detail des Außentemperatursensors, dann Statistiken, und fügen Sie zwei Statistiken hinzu:

Legen Sie die Statistiken vor der smart rule an. Die Variablenauswahl der smart rule Gleichung listet nur Statistiken auf, die am Gerät bereits existieren. Eine Variable, deren Statistik nicht existiert, bleibt leer, und die smart rule reagiert nie, ohne einen Fehler anzuzeigen.

Die smart rule Gleichung erstellen#

Variablen#

Fügen Sie den Außentemperatursensor zweimal hinzu und wählen Sie jedes Mal eine Statistik aus dem Teil Statistiken der Liste:

• Maximum, Zeitraum bis jetzt, 3 Stunden — benennen Sie die Variable in TMAX3 um
• Minimum, Zeitraum bis jetzt, 12 Stunden — benennen Sie die Variable in TMIN12 um

Gleichung#

TMAX3 <= -5 OR (LastState AND !(TMIN12 >= 0))

Die Operatoren sind AND, OR und ! — && und || gibt es im TapHome-Skript nicht. !(TMIN12 >= 0) hält den Kessel in Betrieb, solange das 12-Stunden-Minimum noch keinen Wert hat.

Wenn da Ergebnis TRUE ist, folgende Aktionen durchführen:#

• Gaskessel — einschalten
• Wärmepumpensperre — einschalten

Wenn das Ergebnis FALSE ist, folgende Aktionen durchführen:#

• Gaskessel — ausschalten
• Wärmepumpensperre — ausschalten

Verhalten im Zeitverlauf#

Die grauen Spuren zeigen, was die smart rule beobachtet: die Außentemperatur (nur der Verlauf, ohne Skala) und die beiden Statistiken. Ein gestreifter Balken ist ein Zeitfenster, dessen Countdown läuft, ein gestrichelter Umriss ein Countdown, den ein wärmerer Messwert abgebrochen hat. Die blauen Spuren zeigen, was die smart rule schaltet. Die Zeitachse ist in Stunden und maßstabsgetreu.

1. Die Temperatur fällt unter −5 °C, und der 3-Stunden-Countdown beginnt.
2. Eine wärmere Stunde (−3 °C) bricht den Countdown ab. Die 3 Stunden beginnen von vorn, sobald es wieder unter −5 °C ist.
3. Nach 3 Stunden unter −5 °C ist das Ergebnis TRUE: Der Kessel schaltet sich ein, und die Wärmepumpe wird gesperrt.
4. Die Temperatur steigt auf −2 °C. Das Maximum liegt jetzt über −5 °C, aber LastState hält den Kessel in Betrieb.
5. Die Temperatur erreicht 0 °C, und der 12-Stunden-Countdown beginnt.
6. Nach 12 Stunden bei 0 °C oder darüber ist das Ergebnis FALSE: Der Kessel schaltet sich aus, und die Wärmepumpe läuft wieder.

Alternative mit zwei smart rules#

Dasselbe funktioniert ohne LastState mit zwei smart rules Gleichung: Die eine schaltet nur auf den Kessel um (TMAX3 <= -5, Aktionen nur für TRUE), die andere schaltet nur zurück (TMIN12 >= 0, Aktionen nur für TRUE). Beide wirken auf dieselben Ausgänge; prüfen Sie daher ihre Reihenfolge an den Ausgängen. Das Muster ist unter Hysterese-Steuerung mittels Gleichung beschrieben.

Was Sie beachten sollten#

• Genauigkeit. Die Steuereinheit Core berechnet die Statistiken etwa jede Minute neu, auch wenn kein neuer Messwert eintrifft. Das 3-Stunden-Fenster folgt den Messwerten auf etwa eine Minute genau. Das 12-Stunden-Fenster setzt sich aus Stundenblöcken zusammen, daher kann das Zurückschalten etwa eine Stunde früher oder später erfolgen.
• Unvollständiges Zeitfenster nach dem Anlegen der Statistiken. Eine neue Statistik hat noch keine Historie. Wenn Sie die smart rule bei Frost unter −5 °C erstellen, schaltet sich der Kessel sofort ein; in den ersten 12 Stunden umfasst das Minimum nur die Zeit seit dem Anlegen der Statistik.
• Speichern setzt LastState zurück. Jede gespeicherte Änderung der smart rule startet sie mit LastState FALSE neu. Wenn Sie sie speichern, während der Kessel läuft und die Temperatur zwischen −5 °C und 0 °C liegt, schaltet das System zur Wärmepumpe zurück. Ein Neustart der Steuereinheit Core setzt diesen Wert nicht zurück.
• Manuelle Änderungen bleiben bestehen. Eine manuelle Änderung des Kessels oder der Wärmepumpensperre wird nicht überschrieben, solange das Ergebnis gleich bleibt; die smart rule übernimmt die Ausgänge wieder, wenn sich ihr Ergebnis ändert.

Siehe auch — Statistische Werte in smart rules verwenden, Hysterese-Steuerung mittels Gleichung, Äquithermische Regelung, Kaskadenschaltung von Heizkesseln.