Montag, 18. Dezember 2017

Elektronisches Heizkörperthermostat mit Fernfühler

Unsere Raumtemperatur wird während der Heizsaison via elektronische Heizkörperthermostate geregelt. Doch das Esszimmer unterlag stets starken Temperaturschwankungen, da hier sich das Ventil im Bereich der Sitzbank und des Vorhanges befindet, die alle unregelmäßig Einfluss auf das Thermostat nehmen. Die Lösung ist ein Thermostat mit externem Fühler. Diese gibt es zwar in der klassischen Variante mit Kapillarrohr zu kaufen, aber in der elektronischen Variante sind derartige leider nicht erhältlich. Auch findet man keine Umbauanleitungen im Internet darüber, so dass ich wieder Pionierarbeit leisten darf :-)

Mittlerweile ist es ja so, dass diese elektronischen Heizkörperthermostate billiger sind als konventionelle dampfgefüllte Variante. Knapp 10€ inkl. Versand sind dafür fällig und so sieht das originale Teil dann aus:

Die mitgelieferten Batterien kann man getrost gleich entsorgen. Die sind mir nämlich nach nicht mal einem Jahr im Thermostat ausgelaufen. Wohlgemerkt das Thermostat hat noch immer mit den ausgelaufenen Batterien funktioniert. Das spricht für einen sehr geringen Stromverbrauch.

Warum bin ich nicht bei der klassischen Variante geblieben?
Wie bereits geschrieben unterlag das Esszimmer starken Temperaturschwankungen und ich wusste zu Beginn nicht woher diese kamen. Ich vermutete, dass die Steilheit, als die Temperaturdifferenz zwischen komplett offen und komplett zu einfach zu groß ist (die liegt bei etwa 1-2°C). Elektronische Regler arbeiten hier mit einer deutlich geringeren Temperaturdifferenz.... so dachte ich. Im Nachhinein gesehen musste ich aber feststellen, dass sich beide Thermostate ähnlich verhalten haben. Ich denke dass hier die Elektronik der Flüssigkeit- oder gasgefüllten Versionen nachempfunden ist.
Ein Umstieg auf elektronisches Thermostat brachte also keine Verbesserung. Die Ursache musste wo anders liegen. Nach einigen Experimenten stellte ich fest, dass eine, an den Heizkörper angelehnte Sitzbank, den Thermostat zum Abriegeln nötigt, da so die erwärmte Luft um die Bank herum und über das Thermostat strömt. Weiter störte der Vorhang die Messung, bzw. produzierte einen Hitzestau.
Alle guten Dinge sind 3: Der Heizkörper befindet sich in einer Mauernische, in der die Außenwand nur mehr 20cm dick ist, welche noch dazu mit normalen Ziegeln gemauert wurde. Eine thermische Katastrophe. Die kalte Wand strahlt auf das Thermostat, so dass die Außentemperatur Einfluss auf die Regelung nimmt.
Wie man sieht sind es meist mehr Faktoren die Einfluss nehmen.... Bei nur Einem wärs ja zu einfach ...
Hinter dem Vorhang befindet sich das Thermostat.

Alternative Lösungen

Es gibt diese Thermostate auch mit Funk. Hier sendet ein externe Raumthermostat die Messwerte an den Ventilanrieb, welcher das Heizkörperventil betätigt. Die Lösung ist aber um ein vielfaches teurer. Wer es Smart haben will kann auch seine Temperaturregelung den Max! cube  überlassen und von jedem Ort der Welt ändern. Wär's nicht so teuer, hätte ich's schon :-)


Zurück zum eigentlichen Thema!

Zerlegen

Batteriedeckel Abnehmen und die vier Torx7 schrauben lösen








Das Teil ist ganz einfach aufgebaut und besteht aus dem Batteriefach, der Elektronik und dem Antrieb. Gefällt mir sehr gut.

Der, für den Umbau notwendige Temperatursensor, befindet sich an der Leiterplatte ganz unten bei den Lüftungsschlitzen. Das ist ebenfalls sehr gut gelöst, weil so der Sensor, fast ohne thermischen Einfluss der restlichen Platine, die Temperatur messen kann.

Externes Gehäuse vorbereiten

Leider hatte ich kein weißes Gehäuse zu Hause, sondern nur ein schwarzes, welches früher eine Anschlussbox einer Zimmerleuchte war. In dieses sollten viele Löcher gebohrt werden, damit die Umgebungsluft durch die Box zirkulieren kann.




Sensor umlöten

Wer wenig Erfahrung im Löten von SMD-Bauteilen hat, sollte lieber die Finger davon lassen. Aber der 0603 (Bauform) NTC (=Sensor) lässt sich relativ leicht auch mit nur einem Lötkolben ablöten, da dieser nicht direkt an die Kupferfläche der Leiterplatte angebunden ist...thermisch entkoppelt. Mit ein bisschen Feingefühl bringt man den schon runter.









Am rechten Bild habe ich den NTC bereits auf eine zugeschnittene Lochrasterplatine gelötet. Ich hätte kein gutes Gefühl dabei, das Bauteil direkt ans Kabel zu löten. Das Kabel stammt übrigens von einer alten Computermaus, welches noch einen PS2 Stecker hatte und in Zeiten von USB bereits veraltet ist. Der Knoten ist die Zugentlastung.
Anschließend kann die Platine via doppelseitiges Klebeband ins Gehäuse geklebt werden. Eventuell würde ich die Platine auf den Gehäusedeckel kleben, so dass man das Gehäuse auch an die Wand schrauben kann. So wie ich es gemacht habe ginge das zwar auch, allerdings hat die Platine dann Kontakt zur Wand, und misst die Wandtemperatur und nicht die Umgebungstemperatur.












Thermostat verkabeln

Zwei Löcher müssen ins Thermostat gebohrt werden. Das erste durch die Rückwand. Hier sollte auch durch die Lasche des Getriebes gebohrt werden.













Das Eck der Lasche des Getriebegehäuses, in das das Loch gebohrt wurde, kann dann mit einem Seitenschneider abgezwickt werden. Hier verläuft später das Kabel.
Das zweite Loch wird durch den Kunststoff zur Platine gebohrt. Vorsichtig bohren, damit die dahinter liegende Platine nicht beschädigt wird.
Durch beide Löcher kann nun das Kabel geführt werden.

An der Vorderseite habe ich das Kabel mit Heißkleber fixiert und an den Testpunkten verlötet. Die Testpunkte auf der Platine sind mit dem Originalplatz des Sensors verbunden und bieten zum Löten mehr Platz.

 Bei mir hat sich während des Umbaus das Display gelöst, was aber nicht weiter tragisch ist. Dies muss man lediglich wieder auf den Gummi ähnlichen Streifen aufsetzen und andrücken. Danach kann der Deckel wieder aufgesetzt und verschraubt werden. Batterien rein und fertig.

Jetzt befindet sich Der Sensor seitlich neben dem Vorhang.














Die Temperaturregelung funktioniert seit dem Umbau perfekt. Die Schwankungsbreite beträgt jetzt maximal 0,3°C was meine Erwartungen mehr als übertroffen hat.






Kommentare:

  1. Hallo Stefan, sehr gut gemacht ! Ich könnte den Baustein nicht löten da ich ihn kaum sehen kann *lach. Wirklich gut gemacht.

    Gruß Fritz

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  2. informiere dich mal zum Thema Wärmestrahlung, denn eine kalte Wand strahlt ja nicht, sondern die Wärmestrahlung ist geringer

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