Installation einer elektrischen Fußboden-Infrarotheizung – Ansteuerung über Homematic – Teil 3

In den vorherigen Teilen (Teil 1 + Teil 2) konntet ihr bereits einiges über die Verlegung und Verdrahtung der IR-Fußbodenheizung erfahren. In diesem Bericht zur Fußboden-Infrarotheizung möchte ich euch die elektrische Ansteuerung, unter anderem mit einer CCU3, näherbringen.

Wie in meinem letzten Bericht bereits angesprochen, werden die IR-Heizmatten direkt an einem dafür vorgesehenen elektrischen Thermostaten angeschlossen. Der Grund hierfür ist, dass eine IR-Fußbodenheizung immer in Kombination mit einem Bodentemperaturfühler betrieben werden sollte. Dieser ist dafür zuständig, die maximale Bodentemperatur durch die elektrische Erwärmung zu begrenzen und damit den Fußboden vor Beschädigung zu schützen.

Bedauerlicherweise gibt es derzeit keine Möglichkeit, dieses ausschließlich mit Homematic (IP) zu realisieren. Die verfügbaren Wandthermostate besitzen allesamt ausschließlich einen eingebauten Temperaturfühler, ein weiterer separater Bodenfühler läßt sich nicht anschließen.

Die Ansteuerung bzw. der Anschluß der IR-Matten erfolgt also bei mir zunächst über das bereits in Teil 2 und hier nochmals dargestellte Wandthermostat der Firma OJ Microline.

Dieses wurde von mir auf eine maximale Bodentemperatur (derzeit 28°C) begrenzt (hier sichtbar: 25°C). Neben einer festen Einstellung für die Bodentemperatur wurde das Zeitprofil (bspw. für das automatische Absenken der Temperatur in der Nacht) deaktiviert. Das Thermostat arbeitet dementsprechend mit einer durchgehenden Bodentemperatur von 28 Grad Celsius über den gesamten Tag hinweg.

Jetzt kommt Homematic ins Spiel…

Damit nun dennoch eine Ansteuerung und Automatisierung mittels einer CCU3 erfolgen kann, wurde vor dem elektrischen Wandthermostaten von OJ Microline ein zusätzlicher 16A-Aktor (HmIP-FSM16) aus der Homematic IP Familie installiert.

Dieser wiederum wird angesteuert von einem Homematic IP Wandthermostaten (HmIP-WTH-2). Hierfür wurde in der CCU3 eine Heizungsgruppe erstellt, die lediglich die beiden Komponenten FSM16 sowie WTH-2 beinhaltet. Bei Bedarf kann die Heizgruppe noch mit einem oder mehreren Fensterkontakten ergänzt werden. Die Heizgruppe wiederum kann zudem verschiedenste Temperaturprofile beinhalten.

Ansteuerungslogik

Der Wandthermostat von OJ Microline wird demnach durch den HmIP Wandthermostaten sowie dem 16A-Schaltaktor in der „Zweipunkt“-Regelung angesteuert. Wird die Bodentemperatur jedoch zu hoch, so wird die Ansteuerung der IR-Fußbodenheizungsmatten vom Wandthermostaten (OJ Microline) der IR-Matten unterbrochen.

In einem nachfolgenden Diagramm könnt ihr diese Schaltlogik sehr gut erkennen:

In diesem Diagramm seht ihr neben der Zeit auf der X-Achse zudem die IST-Temperatur im Raum, wie auch die Ansteuerungszeiten der IR-Heizung. Um die Wirkung der IR-Matten auf die IST-Temperatur im Raum zu verdeutlichen, habe ich für die Amplitude der IR-Matten (eigentlich wurde die Leistung zum Zeitpunkt ausgegeben) einfach einen Wert zwischen 0 (Ansteuerung aus) oder 22 (Ansteuerung ein) eingetragen.

Ihr seht somit, dass bspw. zwischen 11:00 Uhr und 21:30 Uhr eine Solltemperatur von 15°C im Raum eingestellt war und diese auch beinahe perfekt gehalten wurde. In diesem Zeitraum fanden insgesamt 4 pulsförmige Ansteuerungen der IR-Matten durch die Kombination WTH-2 sowie FSM16 statt, um die Raumtemperatur zu halten.

Um 21:30 Uhr fand eine Änderung der Soll-Temperatur auf 17°C statt. Hierfür wurde die IR-Heizung im gesamten Zeitraum von 21:30 Uhr bis ca. 22:40 Uhr angesteuert, um die Raumtemperatur zu erreichen. Zusätzlich fand innerhalb der Nacht 3-mal eine pulsförmige Ansteuerung der IR-Matten durch die Kombination WTH-2 sowie FSM16 statt, um die Raumtemperatur bei 17°C zu halten.

Da der Raum ab 7:00 Uhr morgens auf eine Solltemperatur von 21°C laut Profil erhöht wird, findet ab 7:00 Uhr bis ca. 10:00 Uhr eine Ansteuerung der IR-Matten durch WTH-2 sowie FSM16 statt. Zusätzlich ist jedoch erkennbar, dass ab 8:45 Uhr die Bodentemperatur bis auf das Maximum von 25°C gestiegen ist und das vorgeschaltete Wandthermostat (OJ Microline) mit Bodenfühler die Ansteuerung jeweils kurzzeitig unterbrochen hat.

Wie geht’s weiter

Im letzten Teil meines IR-Fußbodenheizungsprojekts möchte ich euch etwas mehr über die Betriebskosten mitteilen. Da es sich bei dem hier eingesetzten HmIP-FSM16 auch um einen Aktor mit Messfunktion handelt, sind die gesamten Leistungsverläufe protokollierbar.

Um aussagekräftige Ergebnisse zu eben diesen Kosten liefern zu können, müssen natürlich neben der Leistung auch noch andere Parameter berücksichtigt werden. Dieses beinhaltet u.a. die Soll-Temperatur, den Heizzeitraum, die Außentemperatur aber auch die Dämmung des Raumes.