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Linux-Magazin 12/2016
© pavel chernobrivets, 123RF

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Klimaanlage im Eigenheim automatisieren

Prima Klima

Klimawende im Eigenheim: Linux-Magazin-Autor Gottfried Grosshans macht seine simple Einzonen-Klimaanlage mit smarter Mikrocontroller-Technik bekannt und verwandelt sie in eine kostengünstige Multizonen-Anlage. Dank niedrigen Energieverbrauchs ist sie fast ein Selbstläufer.

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Wer mit Klimaanlagen zu tun hat, sei es im Unternehmen oder im Haus, hätte oft gern unterschiedliche Temperaturen zu unterschiedlichen Zeiten in unterschiedlichen Räumen. Einzonen-Anlagen mit einem Thermostat geben das häufig nicht her. Kein Problem: Smarte Elektronik und Software verwandeln die Einzonen- in eine Multizonen-Anlage. Angenehmer Nebeneffekt: Die Anschaffungskosten der Elektronik amortisieren sich bald durch die Energie-Einsparungen.

Der Autor lebt in Texas, der Nutzen einer solchen Optimierung liegt auf der Hand. Wer sich im südlichen US-Bundestaat über längere Zeit ohne Klimaanlage in Innenräumen aufhält, dem droht der Hitzetod. Doch auch in Mitteleuropa kommen Klimaanlagen zunehmend zum Einsatz. Sei es, weil sich das Klima insbesondere in Ballungsgebieten [1] erwärmt oder weil die Bewohner den Komfort schätzen. In Firmen erfordern Arbeitsplatzbestimmungen oft den Einbau.

Heiß und kalt

Die typische Klimaanlage (Abbildungen 1 und 2) kommt als Einzonen-Anlage daher. Das heißt: Das Kühlaggregat werkelt zentral im Haus, optional kombiniert mit einer Heizung. Sie kühlt oder erwärmt wahlweise die Luft, die ein zentrales Gebläse über mehrere Luftschächte in alle Räume leitet. So eine Anlage lässt sich an den Luftauslassgittern in den Räumen erkennen.

Abbildung 1: Grobschema einer Klimaanlage: Sie heizt und kühlt abhängig vom Wert auf dem Thermostat.
Abbildung 2: Klimaanlage: Die erhitzte oder gekühlte Luft landet über Luftschächte in den Räumen.

Ein elektrischer oder elektronischer Thermostat (Tstat), der an einer gut ausgewählten und zentralen Position im Haus hängt, regelt zentral die Temperatur. Der Nachteil solcher Anlagen besteht darin, dass der Thermostat die Temperatur nur für einen Raum akkurat regelt, nämlich den, in dem er installiert ist. Die Anlage bläst zwar die gekühlte oder erhitzte Luft auch in die anderen Räume, aber in welchem Maße die Temperatur dort schwankt, berücksichtigt sie nicht.

Der Bewohner kann lediglich hoffen, dass die dortigen Temperaturen sich wenigstens halbwegs im Rahmen der zentral geregelten Temperatur bewegen. Erhitzt zum Beispiel Sonneneinstrahlung den klimatisch überwachten Raum, kühlt die Anlage nicht nur diesen, sondern auch das ohnehin vielleicht deutlich kühlere Nachbarzimmer.

Eine Multizonen-Anlage mit mehreren Kühl- und optionalen Heizaggregaten behebt diesen Nachteil, ist aber nicht nur deutlich teurer, sondern auch viel komplizierter. Doch es geht auch anders: Wer ein wenig Geschick für PC-Umbauten mitbringt, also gelegentlich mal eine Grafikkarte, ein Motherboard oder eine CPU auswechselt und auch sonst gern mit Elektronik bastelt und vor kleinen Lötarbeiten nicht Reißaus nimmt, sollte prinzipiell fit sein, um das Projekt in Eigenregie zu verwirklichen.

Raumklima

Die Projektbeschreibung sieht für jeden Raum Thermostate vor, die die Luftauslasse automatisch und drahtlos per Heimautomatisierung regeln. Auf diesem Weg erreicht die eingestellte Temperatur lokal jeweils einen konstanten Wert. Die Temperaturen in den Räumen fallen also, abhängig von der Thermostat-Einstellung, unterschiedlich aus. Wer Thermostate mit Zeitsteuerung verwendet, temperiert sogar automatisch nach unterschiedlichen Zeitvorgaben. Komfortabler, kostengünstiger und energiesparender geht es kaum.

Abbildung 3 stellt beispielhaft den Ist-Zustand des Hauses mit Klimaanlage dar. Im Englischen ist die Abkürzung HVAC üblich, sie steht für Heating, Ventilation and Air Conditioning. Deutsche Installateure sprechen von HKL für Heizung, Klimatechnik und Lüftung.

Abbildung 3: Im Ist-Zustand richtet sich die Klimaeinheit dank des einzigen Tstat nach der Temperatur im linken Raum.

Das Haus besteht aus zwei Räumen und der Klimaanlage unterm Dach. Der Thermostat (Tstat) ist im linken Raum angebracht und über Kabel mit dem elektronischen Steuermodul der HVAC verbunden. Der rechte Raum besitzt zwar ebenfalls einen Luftauslass, ihn regelt jedoch erwartungsgemäß kein eigener Tstat, da es sich um eine Einzonen-Klimaanlage handelt. Die Klimaanlage temperiert den rechten Raum also ebenfalls über die Klimaanlage, seine Temperatur hängt jedoch mehr oder weniger von der Regelung im linken Raum ab.

Ob sich die Klimaanlage unterm Dach oder in einem separaten Raum befindet, spielt keine Rolle. Interessierte müssen lediglich eruieren, wo genau sich diese Anlage versteckt. Auch ob es um zwei oder mehr Räume geht, interessiert nicht, weil das Wissen darum systemisch nichts ändert. Das Beispiel bleibt aber beim Zweiraum-Szenario.

Es ist ebenfalls egal, ob sich die Luftauslasse an der Decke, an einer Wand oder eventuell sogar im Boden befinden. Auch hier müssen die Bewohner nur erkunden, wo diese genau liegen.

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