Dr. Smart Home Blog - Möge die Steuerung mit dir sein: Vereinfachung der Mehrquellen- HVAC-Steuerung

Ich sehe nur selten wirklich effektive Lösungen für HVAC-Systeme, die mit mehreren Heiz- und Kühlquellen arbeiten. Meistens – zumindest aus meiner Erfahrung – haben Häuser wassergeführte Heizungen (z. B. Fußbodenheizung oder Heizkörper) für die Wärme und dazu eine Klimaanlage, die heizen und kühlen kann, aber meistens nur fürs Kühlen genutzt wird. Selbst in neuen, KNX-ausgestatteten Häusern finde ich oft separate Bedienelemente für Fußbodenheizung und Klimaanlage, was für den Durchschnittsnutzer verwirrend ist und viel besser geregelt werden könnte.

Im Idealfall stellt man eine Zieltemperatur ein (per Thermostat, App oder Sprachbefehl), und das gesamte System passt sich automatisch an. Leider ist es aber meistens so, dass man die Fußbodenheizung über ein Thermostat steuert, für die Kühlung aber die Fernbedienung der Klimaanlage braucht. Und sobald jemand ein Fenster öffnet, muss man wieder zur Fernbedienung greifen, um die Klimaanlage auszuschalten. Das Ziel sollte sein, dass man die Wunschtemperatur einmal einstellt und das System alles andere automatisch regelt.

Ein noch fortschrittlicherer Schritt wäre ein dynamischer Sollwert – einfach zu sagen: „Ich möchte es gemütlich haben“, und das System kümmert sich selbst um die Temperatureinstellungen, basierend auf dem Wetter, dem Grundriss deines Zuhauses und deinen persönlichen Vorlieben. So weit sind wir zwar noch nicht, aber es wäre definitiv spannend, das in Zukunft weiter zu erforschen.

Ich habe zu Hause das gleiche Problem: In meiner Wohnung habe ich drei getrennte Bereiche, jeweils mit einem eigenen Thermostat (Wohnbereich, Hauptschlafzimmer und Kinderzimmer). Das Badezimmer, das WC und der Flur sind hingegen immer eingeschaltet, ohne eigene Thermostatregelung. Außerdem habe ich eine Mitsubishi-Klimaanlage im Wohnbereich.

Die Fußbodenheizung wurde bei mir von drei Vimar-Thermostaten gesteuert (siehe Bild), jeweils mit einem Drehregler und einem Heiz-/Kühl-/Aus-Schalter. Die Bedienung war allerdings ziemlich frustrierend, weil ich nie genau wusste, welches Symbol wofür steht und welche Temperatur gerade im Raum herrschte.

Bei der Klimaanlage sah es etwas besser aus, dank der großen, gut sichtbaren Fernbedienung, obwohl ich trotzdem immer kurz überlegen musste, was die einzelnen Modus-Symbole bedeuteten. Insgesamt ließ die Benutzerfreundlichkeit jedoch zu wünschen übrig, also wandte ich mich stattdessen an die 1Home Automatisierungen, einige Matter-Geräte und meinen bewährten 1Home Server KNX PRO.

Als Erstes nehme ich die Fußbodenheizung in Angriff

Die Fußbodenheizung war meine oberste Priorität, weil sie am meisten Frustration verursacht hat. Zuerst habe ich an Eve Thermo gedacht, aber schnell gemerkt, dass es nicht ideal für Fußbodenheizung ist. Dann habe ich mir Tado angeschaut, aber die eher mittelmäßige Bewertung eines Kollegen im Hinblick auf die Matter-Integration hat mich abgeschreckt. Schließlich bin ich auf Eberle gestoßen, eine deutsche Firma, die Thermostate mit zwei Matter-kompatiblen Modellen anbietet:

  • U-3500: Entwickelt für wassergeführte Fußbodenheizungen.
  • U-3800: Für elektrische Fußbodenheizungen, mit einem zusätzlichen Eingang für einen externen Temperatursensor.

Diese Thermostate schienen perfekt zu sein, denn sie passen in die fi60 Wallbox und ermöglichen einen einfachen Austausch der alten Vimar-Thermostate. Ich habe beide Modelle getestet. Das U-3800 kann auch mit wassergeführten Heizungen verwendet werden. Man muss lediglich im Startmenü des Geräts Elektroheizung als Heizquelle auswählen.

Anfangs mochte ich nicht, dass Eberle Thermostate „in erster Linie Thermostate und in zweiter Linie IoT-Geräte“ sind, aber dann habe ich es zu schätzen gelernt. Erweiterte Einstellungen, wie z. B. die Ventileigenschaften, sind direkt am Gerät über drei Tasten zugänglich - eine App ist nicht erforderlich. Zwar ist die Menüführung etwas umständlich (man muss „o“ und „-“ gedrückt halten, um in das Menü zu gelangen, und dann mit Codes die Einstellungen anpassen), aber man ist unabhängig von den Apps der Hersteller. Das bedeutet auch, dass man das Thermostat genau auf sein HVAC-System und seine betrieblichen Anforderungen abstimmen kann. Diese Flexibilität war trotz der anfänglichen Lernkurve ein großes Plus. Und es wäre auch ein großer Vorteil für einen Systemintegrator, der dieses Gerät an seine Kunden weitergibt.

Automatisierung der Klimaanlage

Da meine Klimaanlage nicht Matter-kompatibel ist, brauchte ich einen Matter-fähigen IR-Blaster und entschied mich für den Nature Remo Lapis (wie in diesem Blogpost beschrieben). Mit diesem Gerät kann ich die Klimaanlage per Sprache, 1Home App, Apple Home usw. steuern.

Da das Ziel dieser Übung jedoch darin bestand, die Fernbedienung der Klimaanlage aus unserem Haus zu entfernen und die Klimaanlage generell nützlicher zu machen, wollte ich:

  1. Die Klimaanlage mit meinen Eberle-Thermostaten verbinden, um sicherzustellen, dass die Klimaanlage auch dann heizt, wenn die Soll-Temperatur weit von der tatsächlichen Temperatur abweicht.
  2. Auch die Kühlung über das Eberle Thermostat steuern können.
  3. Die Klimaanlage automatisch ausschalten, wenn die Terrassentür geöffnet ist.

Um dies zu erreichen, habe ich einen Orvibo Zigbee-Kontaktsensor an der Terrassentür angebracht und ihn über die Azoula Matter/Zigbee Bridge integriert. Der Integrationsprozess verlief problemlos, jedoch gestaltete sich die Suche nach dem richtigen Sensor für meine Terrassentür etwas schwierig. Der Elko-Sensor, den ich anfangs ausprobiert hatte, passte nicht gut in den Türrahmen, also habe ich ihn stattdessen für das Schlafzimmerfenster verwendet.

Einrichten der Automatisierung

Es war gar nicht so einfach, einen geeigneten Auslöser für diese Automatisierung festzulegen. Zuerst dachte ich, dass die Steuerung möglichst reaktionsschnell sein sollte, also habe ich den Automatisierungsauslöser so eingestellt, dass er immer dann ausgelöst wird, wenn eines der folgenden Ereignisse eintritt:

  • Änderung der aktuellen Temperatur
  • Änderung der Heiz-/Kühlsolltemperatur
  • Änderung des Zustands des Terrassentürsensors

Da meine Klimaanlage jedoch über Infrarot gesteuert wird, piept sie jedes Mal, wenn sie einen Befehl empfängt. Das führte dazu, dass die Klimaanlage aufgrund der Temperaturschwankungen häufig piepte, was schnell lästig wurde. Da ich das Piepen nicht deaktivieren konnte (außer den Summer physisch aus der Klimaanlage zu entfernen), habe ich den aktuellen Temperaturauslöser entfernt und stattdessen einen Auslöser hinzugefügt, der die Automatisierung stündlich ausführt. Das ist nicht zwar nicht ganz optimal, aber es tut seinen Job.

Die Automatisierung:

  1. Überprüfe den Thermostatmodus: Heizen, Kühlen oder Aus.
  2. Für den Heizmodus:
  3. Für den Kühlmodus:
  4. Wenn der Thermostatmodus auf „Aus“ steht oder das Fenster/die Tür geöffnet ist, schalte die Klimaanlage aus.

Dabei bin ich auf eine besondere Herausforderung mit den 1Home Automatisierungen gestoßen: Ich musste herausfinden, wie man Modi in Automatisierungsbedingungen definiert. Zunächst versuchte ich es mit:

IF(THERMOSTAT_MODE) = 'Heat'

…aber es funktionierte nicht. Nach einigem Ausprobieren stellte ich fest, dass „Heat“ im 1Home-System dem numerischen Wert „4“ entspricht. Diese Entdeckung machte ich später beim Einrichten des Aktionsblocks – dabei wählt man den Modus aus einem Dropdown-Menü aus. Sobald ich das verstanden hatte, wurde das Festlegen der Bedingungen viel einfacher.

Der Zweck dieser Automatisierung ist es, die Klimaanlage über dasselbe Thermostat wie die Fußbodenheizung zu steuern. Allerdings soll die Klimaanlage nicht jedes Mal eingeschaltet werden, wenn die Fußbodenheizung aktiviert wird. Stattdessen soll die Klimaanlage nur in zwei speziellen Szenarien eingeschaltet werden:

  1. Wenn der Unterschied zwischen der Innentemperatur und dem Heizungssollwert signifikant ist – in meinem Fall habe ich diese Schwelle auf 3 Grad festgelegt.
  2. Wenn einem kalt ist und man schnell Abhilfe braucht. Durch einfaches Erhöhen des Sollwerts am Thermostat (einfach wiederholt die Plus-Taste drücken) wird die Klimaanlage eingeschaltet.

Diese Einrichtung stellt sicher, dass die Klimaanlage bei schnellen Abkühlungsereignissen aktiviert wird, z. B. wenn die Fenster für längere Zeit offen stehen oder die Temperatur plötzlich sinkt. Außerdem lässt sich die Klimaanlage auf diese Weise ganz einfach manuell einschalten, ohne dass man nach Fernbedienungen oder zusätzlichen Bedienelementen suchen muss.

Im Kühlmodus gibt es keine andere Kühlquelle, sodass das Thermostat nur die Klimaanlage steuern muss. Das vereinfacht die Einrichtung - man muss keinen Unterschied zwischen Soll- und Ist-Temperatur berücksichtigen. Stattdessen wird die Klimaanlage einfach eingeschaltet, wenn die Raumtemperatur über dem Kühlsollwert liegt. Dieser Ansatz ermöglicht es, die Klimaanlage schnell einzuschalten, ohne nach der Fernbedienung suchen zu müssen, und sorgt dafür, dass die Klimaanlage automatisch in Überhitzungssituationen reagiert.

Für den Aus-Modus des Thermostats wurde die Automatisierung so eingerichtet, dass die Klimaanlage nicht in Betrieb ist, wenn das Thermostat auf „Aus“ gestellt ist. So kann man sowohl die Heizung als auch die Kühlung ganz einfach ausschalten, indem man das Thermostat in den Aus-Modus versetzt.

Ich habe auch eine andere Funktion für den Aus-Modus in Betracht gezogen. Zuerst hatte ich geplant, die Fernbedienung der Klimaanlage vollständig zu vermeiden und die beschriebene Automatisierung überschreibt im Wesentlichen alle Fernbedienungsaktionen schnell mit Signalen aus dem Smart Home-Setup. Was aber, wenn nicht alle Haushaltsmitglieder mit diesem Ansatz einverstanden sind? Hypothetisch gesehen könnte man den Aus-Modus so ändern, dass die Automatisierung keine Signale an die Klimaanlage sendet, wenn sich das Thermostat in diesem Modus befindet. So könnten Fernbedienungsliebhaber ihre Fernbedienung frei verwenden, indem sie das Thermostat in den Aus-Zustand versetzen (per App, Sprache oder Taster). Ich denke, die Zeit wird zeigen, ob ich diesen Teil der Automatisierung durch das zweite hypothetische Szenario ersetzen muss.

Die gesamte Automatisierung sieht so aus:

Es gab noch ein weiteres Problem, das überwunden werden musste, bevor diese Automatisierung unser HVAC-System im Haushalt autonom steuern konnte – und zwar, dass das Eberle-Thermostat nicht in den Kühlmodus wechselt, wenn man es darum bittet. Tatsächlich ist die Software-Ebene (in der 1Home App und in den 1Home Automatisierungen) korrekt auf den Kühlmodus eingestellt, aber das physische Gerät zeigt immer noch den Heizungssollwert an, was dazu führt, dass das Gerät an der Wand weitgehend unbrauchbar wird. Es gibt einen H/C-Eingang auf der Rückseite des Thermostats, den ich bei der Verkabelung des Thermostats nicht angeschlossen habe. Laut dem Eberle-Kundensupport kann das Thermostat nur über den H/C-Eingang auf der Rückseite in den Kühlmodus versetzt werden. Das scheint wieder der „in erster Linie Thermostat und in zweiter Linie IoT-Gerät“-Philosophie zu entstammen, was mich ein wenig enttäuscht hat, da ich nicht noch ein Relais auf der Rückseite des Thermostats installieren möchte. Andererseits finde ich diese Herausforderung interessant - also vielleicht finde ich noch eine innovative Lösung und werde diesen Blogbeitrag entsprechend aktualisieren, wenn mir das gelingt. Oder ich probiere einfach ein anderes Thermostat aus…

Trotz dieser kleinen Macken ist dieses Setup ein echter Game-Changer. Es ist einfach für jedermann zu nutzen: einfach das Thermostat einstellen, und der Rest passiert automatisch – keine Fernbedienungen, keine Verwirrung und keine leeren Batterien mehr!

Ich habe vor, dieses System noch zu erweitern, indem ich Jalousien und Vorhänge zum passiven Heizen/Kühlen einbaue und den automatischen Moduswechsel weiter erforsche. Sobald ich genug getüftelt habe, werde ich ein Update schreiben. In der Zwischenzeit könnt ihr den „Export“ der Automatisierung hier finden.

Wenn ihr ein ähnliches Setup zu Hause habt oder vielleicht ein KNX System, das die Fußbodenheizung steuert und dasselbe Thermostat auch für die Klimaanlage nutzen wollt, könnte dieses Beispiel nützlich sein. Importiert einfach die Automatisierung in euer 1Home, ersetzt die Geräte durch eure eigenen, und voila!