6.8 Leistungsgrenzen und Rücknahme

Der Regler verlangt einen Stellgrad – was der Kanal bekommt, kann weniger sein. Vier Begrenzungen wirken übereinander, und nur die erste ist eine Einstellung des Anwenders.

Maximaler Stellgrad

Eine dauerhafte Obergrenze für die Einschaltdauer eines Kanals. Sie ist dort sinnvoll, wo die Heizung für ihre Zone zu groß ausgelegt ist: der Regler würde beim Aufheizen mit voller Leistung arbeiten, die Zone überschwingen und danach mühsam einregeln. Mit einem begrenzten Stellgrad wird das Aufheizen ruhiger.

Phasenstrombudget

Die Kanalkapazität eines Geräts übersteigt seine Anschlussleistung um ein Mehrfaches. Das ist keine Fehlplanung, sondern die Auslegung: jeder Kanal kann bis 16 A schalten, die Einspeisung beträgt je Gerätevariante 16, 32 oder 63 A. Ein Gerät mit beispielsweise 12 Kanälen könnte also rechnerisch weit mehr Strom liefern, als seine Zuleitung liefert. Trotzdem genügt ein Anschluss von 32 A, weil kein Werkzeug alle Zonen gleichzeitig voll belastet.

Deshalb führt der Thermonom ein Budget je Phase. Verlangen die Kanäle einer Phase zusammen mehr Strom als das Budget zulässt, schaltet der Regler nur soviel Kanäle zu, bis es ausgeschöpft ist. Die übrigen Kanäle werden abgeschaltet und erst wieder eingeschaltet, wenn enug Budget vorhanden ist. Das Phasenstrombudget ist permanent wirksam, also nicht nur eine Erscheinung des Anlaufs – beim Aufheizen fällt es nur am stärksten auf, weil dort alle Zonen gleichzeitig volle Leistung verlangen.

Wer zuerst Strom bekommt

Die Reihenfolge ist nicht die Kanalnummer, sondern der Bedarf: Unter den temperaturgeregelten Kanälen kommt der zuerst, dessen Istwert am weitesten unter seinem Sollwert liegt. Der Thermonom geht die so geordnete Liste durch und schaltet jeden Kanal zu, dessen Strom noch ins verbleibende Budget passt. Passt einer nicht, wird er übersprungen – ein nachfolgender, kleinerer Kanal kann trotzdem noch hinein. Das Budget wird also aufgefüllt, bis kein Kanal mehr hineinpasst, und in der nächsten Netzperiode neu verteilt.

Gegenüber den temperaturgeregelten Kanälen werden zwei Sonderfälle priorisiert: Die laufende Strommessung eines Kanals und eine laufende Adaption. Beide würden ein falsches Ergebnis liefern, wenn ihnen mitten in der Messung der Strom entzogen würde.

Einen weiterern Sonderfall stellt ein Kanal dar, der allein mehr Strom beansprucht, als das ganze Budget hergibt. Er passt in keine Netzperiode – auch nicht in eine, in der sonst kein anderer Kanal der Phase heizt. Er wird jedes Mal übersprungen und bleibt aus. Das ist kein Defekt und kein Fehler, sondern eine Konzequenz des Phasenstrombudgets. Der Kanal meldet WRN-10, „Phasenstrom“, was nur zu beheben ist, indem der maximale Phasenstrom heraufgesetzt oder der Heizkreis verkleinert wird.

Wie viel Reserve das Budget lässt, entscheidet die Verteilung der Heizkreise auf die Kanäle und ist somit Sache der Verkabelung, nicht der Einstellungen: die Kanäle hängen fest an den drei Phasen, siehe Abschnitt 5.2, „Kanäle, Phasen und Anschlussleistung“. Die Nennströme können sich je Zonenart erheblich unterscheiden – ein Verteilerbalken zieht ein Vielfaches einer Düse. Liegen mehrere stromstarke Zonen auf derselben Phase, ist deren Budget erschöpft, während die anderen beiden frei sind.

Das Budget kann in den Geräteeinstellungen eingestellt werden (siehe siehe Abschnitt 9.2.3, „Grundeinstellungen“) und hat zwei Anwendungsfälle: Die Einhaltung der Spezifikation der elektischen Zuleitung und die Vermeidung von Stromspitzen beim Anfahren:

• Anpassung an die Zuleitung. Wer das Gerät an einer kleiner abgesicherten Zuleitung betreibt, trägt hier den Wert ein, den sie trägt, statt sich auf den Leitungsschutzschalter zu verlassen – der schaltet die Produktion ab, das Budget bremst sie nur.
• Einhalten einer vereinbarten Einspeisegrenze. Ist mit dem Energieversorger eine maximale Stromaufnahme vertraglich vereinbart, lässt sich das Gerät über diesen Wert darauf begrenzen. Es hält die Grenze dann selbsttätig ein, indem es Kanäle staffelt, statt sie zu überschreiten.

I²t-Rücknahme

Der Leistungsteil eines Kanals verträgt kurzzeitig mehr Strom als dauerhaft. Ob er überlastet ist, hängt deshalb nicht am Augenblickswert, sondern am Stromverlauf über die Zeit – ein hoher Strom kurz ist unkritisch, ein mäßig erhöhter über eine Viertelstunde nicht. Der Thermonom bildet dazu ein thermisches Modell: Das Quadrat des Stroms, über eine Zeitkonstante gemittelt. Diesen Wert zeigt die Kanaleinstellung „I²t“ in Prozent.

Abbildung 22: Schematische Darstellung des zeitlichen I²t-Verlaufs: Bis zur Rücknahmeschwelle bleibt der Stellgrad unangetastet. Darüber sinkt seine Obergrenze, am Grenzwert gibt der Kanal keine Leistung mehr ab. Die Schwellen sind geräteweite Voreinstellungen

Für das Beurteilung der I²t-Rücknahme ist zu beachten:

• Die Rücknahme greift nur oberhalb eines Bezugsstroms. Ein Kanal, der weniger zieht, sammelt keine Auslastung an, egal wie lange er heizt.
• Es ist kein Fehler. Der Kanal meldet daher keinen Fehler sondern heizt langsamer. Wer eine unerklärlich lange Aufheizzeit sucht, sollte deshalb den I²t-Wert ansehen: Steht er hoch, ist die Heizung für diesen Kanal zu groß und nicht der Regler zu langsam.

Kühlkörper

Die Leistungsteile aller Kanäle einer Reglerplatine sitzen auf einem gemeinsamen Kühlkörper. Seine Temperatur wird auf drei Weisen überwacht, und alle drei betreffen immer die ganze Platine – nie einen einzelnen Kanal:

Alle Schwellen sind Board-Parameter und stehen dem Kundendienst zur Verfügung. Die gemessene Kühlkörpertemperatur zeigt das Gerät je Reglerplatine an, siehe Abschnitt 9.2.9, „Regler #“.

Woran man eine Rücknahme erkennt

Alle vier Begrenzungen greifen am Stellgrad an, und alle vier sind an derselben Stelle sichtbar: In der Kanalübersicht steht der Stellgrad als zwei Werte, sobald sie auseinanderliegen – vorn der Stellgrad, den der Kanal bekommen hat, in Klammern der, den der Regler verlangt hat. Die Anzeige 62 (100) bedeutet, dass der Regler volle Leistung verlangt und 62 Prozent erhalten hat. Stehen beide Werte gleich, wirkt keine Begrenzung und der 2. Wert wird ausgeblendet.

Welche der vier Begrenzungen es ist, sagt die Klammer nicht – dafür müssen die folgenden drei Dinge betrachtet werden:

1. Der maximale Stellgrad des Kanals. Steht er unter 100 %, ist die Ursache gefunden.
2. Die I²t-Auslastung des Kanals. Ein hoher Wert bedeutet Rücknahme wegen Überlast.
3. Die anderen Kanäle derselben Phase. Zeigen mehrere gleichzeitig Klammerwerte, ist das Phasenbudget erschöpft; zeigen alle Kanäle einer Baugruppe welche, ist es der Kühlkörper.

Was der Thermonom nicht überwacht

Die I²t-Rücknahme und die Kühlkörperrücknahme schützen das Gerät. Eine Überwachung der Alterung von Heizungen – ein über Wochen beobachteter Widerstand, ein Trend, eine Vorwarnung vor dem Ausfall – gibt es nicht. Wer den Zustand seiner Heizungen verfolgen will, hat dafür zwei andere Mittel:

• Die Stromgrenzen, siehe Abschnitt 6.7, „Stromüberwachung“. Ein Teilausfall zeigt sich als abgesunkener Strom.
• Die Diagnose, siehe Abschnitt 10.2, „Diagnose“. Sie vermisst eine Zone und lässt sich mit einer früheren Messung vergleichen.

Zugehörige Einstellungen:REG-04, „Maximaler Stellgrad“ · STR-05, „I²t“