Warum wärmt sich ein Raum nicht schneller auf, wenn ich das Thermostat der Heizung auf einen höheren Wert stelle?

Ich würde sagen, es sollte schneller warm werden, weil der Temperaturunterschied zwischen Raum und Heizung größer ist.

Edit: Ich spreche von einer Konvektionsheizung.

Einige neue Öfen und die meisten Heizungen haben mehrere Heizleistungen (hoch/mittel/niedrig), also ist vielleicht Ihre kaputt. (Oder hat "Heizung" eine spezielle physikalische Bedeutung, die ich nicht weiß? Scheint keine "physikalische" Frage zu sein ...)
Um Ihre Frage mit einer Frage zu beantworten: Warum möchten Sie, dass es so funktioniert? Künstliche Erwärmung nicht so schnell wie möglich, wenn der Fehler nur gering ist
@RichardTingle Nun, viele einfache Feedback-Systeme, von denen wir lernen, sind "proportionale" Systeme, die genau dies tun.
Jede Heizung, die das tun würde, wäre schlecht konstruiert. Wenn ich wirklich möchte, dass der Raum so schnell wie möglich 70 Grad erreicht, muss ich ihn auf 90 Grad einstellen, dann warten, bis er 70 erreicht, und dann auf 70 einstellen? Wenn ich die Temperatur beobachten und die Dinge basierend darauf ändern möchte, warum habe ich dann einen Thermostat?
@RichardTingle So funktionieren die meisten neueren wechselrichterbetriebenen Wärmepumpen / Klimaanlagen. Indem es langsamer wird, wenn es sich der eingestellten Temperatur nähert, kann es mit einer konstant niedrigen Geschwindigkeit laufen, anstatt ein- und auszuschalten. Hilft, den „kalten Wind“-Effekt zu reduzieren und läuft effizienter.
@ Jemand richtig, um ein Überschwingen zu vermeiden und einen konstanten Wert beizubehalten. Aber wenn Sie 5 Grad oder 1000 Grad entfernt sind, sollte es immer noch so viel wie möglich heizen. Wenn es 0,5 Grad entfernt ist, dann ist das Verlangsamen fair genug, um ein Überschwingen zu vermeiden
Es gibt eine interessante Abhandlung ("Two Theories of Home Heat Control", Kempton 1986), die die mentalen Modelle untersucht, die Menschen über die Funktionsweise von Thermostaten entwickeln. Die Daten sind spärlich, aber der Autor schätzt, dass 25 % bis 50 % der Amerikaner glauben, dass das Einstellen einer höheren Temperatur den Raum schneller aufheizen wird.
Wenn es sich um eine zweistufige Einheit handelt, wird dies der Fall sein. Aber normalerweise nicht, weil es höher eingestellt ist. Läuft sie lange genug, schaltet sie auf die 2. Stufe um.
Ich hatte einen Mieter, der das nicht verstehen konnte. Fühlen Sie sich kalt, drehen Sie den Regler ganz nach oben. Fühlen Sie sich heiß, den ganzen Weg. Dann beschweren Sie sich bei mir über die 800-Dollar-Stromrechnung.
Eigentlich funktioniert mein Auto so. Es hat einen "intelligenten" Temperaturregler. (Ich denke, die meisten Leute würden es "dumm" nennen, aber der Hersteller hält es für "schlau".)
Hinweis: Dies kann von Thermostat zu "Thermostat" unterschiedlich sein. Insbesondere mechanische (im Gegensatz zu elektronischen) (meist auf Wärmeausdehnung basierende) Thermostate (typisch für Warmwasser-Zentralheizungen) sind von unterschiedlicher Qualität. Ein guter mechanischer Thermostat hat einen Betriebsbereich von 1 °C, was bedeutet, dass die Raumtemperatur 0,5 °C unter dem ausgewählten Ventil bei vollständig geöffnetem und 0,5 °C über dem ausgewählten Ventil bei vollständig geschlossenem liegt und ansonsten irgendein Wert dazwischen liegt. Sehr billige oder sehr alte "Thermostate" können sich jedoch wie erwartet verhalten: "Mitteltemperatur" kann für sie "Ventil mittel offen" bedeuten, unabhängig von der Temperatur.
@David: Bei einem Wärmepumpensystem mit elektrischer "Em-Hitze" ist dies wahrscheinlich der Fall - der Thermostat aktiviert normalerweise letzteres, wenn sich die aktuelle und die Zieltemperatur um mehr als ein paar Grad unterscheiden.
FWIW, das ist nicht wirklich eine physikalische Frage, mehr über Technik und die Konstruktions-/Funktionsprinzipien alltäglicher Dinge.
@AnthonyX Als ich diese Frage stellte, dachte ich, die Erklärung wäre eher physikalisch als "ein Thermostat funktioniert nicht so, wie Sie denken".

Antworten (4)

Weil Sie nur die Temperatur ändern, bei der die Heizung aufhören soll zu arbeiten.

Es arbeitet immer mit der gleichen Leistung, unabhängig vom Temperaturunterschied. Aber für höhere Temperaturen muss es länger mit derselben Leistung heizen.

Kurz gesagt: Sie verändern den Temperaturunterschied zwischen Heizung und Raum nicht.

Oh, das ist, was ich die ganze Zeit falsch gemacht habe. Ich ging davon aus, dass die Heizung bei einer höheren Temperatur heizen würde, wenn ich den Thermostat auf eine höhere Einstellung stellte, bis diese Temperatur erreicht war. Ich wusste nicht, dass Heizungen unabhängig von der Einstellung immer mit maximaler Leistung laufen würden. Danke fürs klarstellen.
@Limechime Dasselbe gilt im Allgemeinen auch für Mikrowellen. Wenn Sie eine Mikrowelle auf 50 % Leistung und 3 Minuten einstellen, läuft sie nicht wirklich 3 Minuten lang ununterbrochen mit 50 % Leistung, sondern nur 50 % der Zeit mit 100 % Leistung und wechselt im Allgemeinen ~ 15 Sekunden lang zwischen Aus und Vollein auf einmal; Dies führt normalerweise dazu, dass sich das Geräusch der Mikrowelle bei jedem Ein- und Ausschalten ändert.
Viele Dinge, einschließlich Heizungen, Mikrowellenöfen und Klimaanlagen, verwenden eine sehr grobkörnige binäre Pulsweitenmodulationstechnik. Das Heizelement / Magnetron / der Kompressor ist entweder aus oder an. Der Steuermechanismus schaltet es aus (mehrere Sekunden oder länger) und ein (mehrere Sekunden oder länger), um die gewünschte Temperatur/Leistungsstufe zu erreichen. Das nennt Dr. Fred Brooks in „The Design of Design“. Die meisten Menschen verstehen dies NICHT. Sobald dies der Fall ist, machen viele Verhaltensweisen keinen Sinn mehr (Klimaanlage kälter stellen, versuchen, den Raum schneller abzukühlen usw.).
@Limechime: Stellen Sie sich das so vor: Wenn ich das Gaspedal durchdrücke, beschleunigt mein Auto mit der gleichen Geschwindigkeit von 0 auf 100 km/h, unabhängig davon, ob ich versuche, eine Höchstgeschwindigkeit von 100 km/h zu erreichen. h oder 200 km/h.
Es sei denn, Sie haben tatsächlich einen Ofen mit Dämpfung eingebaut.
Wenn Ihr Gerät über eine „Intensitätseinstellung“ verfügt, ändert sich die Temperatur schneller, wenn Sie diese ändern. Zum Beispiel hat meine Auto-Klimaanlage eine separate Temperatur- und Lüfterintensitätsregelung. Um das Auto schneller abzukühlen, verwende ich die zweite.
Ein anderes Gerät, bei dem dies katastrophale Auswirkungen hat, sind normale Öfen.
@StellaBiderman, das stimmt nicht ganz: Wenn der Autolüfter stärker bläst, kommt die Luft nicht so kühl aus den Lüftungsschlitzen, als wenn sie weniger stark bläst. Aber man bekommt mehr Luft, und es kommt schneller mehr vom Auto an. Das Kühlelement entzieht der Luft eine festgelegte Wärmemenge, unabhängig davon, ob sich eine kleine oder viel Luft darüber bewegt. Genauso beim Heizen. Wenn Ihnen also kalt ist, können Sie sich durch Hochdrehen des Gebläses kalt fühlen, selbst wenn es Wärme liefert. Bewegte Luft kühlt Sie (aber nicht das Innere des Autos) auch ohne Klimaanlage, weil Sie schwitzen (und das Auto nicht). Ein weiterer Bereich der Verwirrung.
@nocomprende danke für die Informationen. Daran hatte ich wohl nicht gedacht, aber was du gesagt hast scheint mir richtig zu sein.
Viele tragbare Heimheizungen haben eine niedrige/mittlere/hohe Einstellung UND einen Thermostat. Der Thermostat ist immer noch binär, aber hoch erwärmt den Raum schneller auf diese Temperatur. Auch mein Auto (Chevy Volt) macht genau das, was Sie vorschlagen - wenn Sie sich der Temperatur nähern, werden die Hitze und der Lüfter heruntergefahren, aber nicht abgeschaltet, um Strom zu sparen.
@Shufflepants: Die meisten Mikrowellen. Ich war einmal überrascht, auf einen zu stoßen, der tatsächlich die Leistungsabgabe reduzierte, anstatt zu radeln.
@Limechime - "Ich ging davon aus, dass die Heizung auf eine höhere Temperatur heizen würde, wenn ich den Thermostat auf eine höhere Einstellung stelle." Nun, manche tun es. Sie werden Proportionalheizungen genannt. Aber solche Heizungen sind als Raumheizungen einfach nicht zu finden. Es ist viel wirtschaftlicher, eine Heizung mit nur einer Heizung zu verwenden und sie nach Bedarf ein- und auszuschalten. Dadurch entstehen leichte Temperaturschwankungen, die aber niemand bemerkt.
Für Mikrowellenöfen ist dies wirklich ärgerlich, da der springende Punkt bei der niedrigen Leistung darin besteht, dass einige Lebensmittel durch zu viel Leistung ruiniert werden. Wenn ich mich nicht falsch erinnere, hatten frühe Modelle wirklich unterschiedliche Leistungseinstellungen, und die meisten (zumindest preiswerten) modernen machen nur das grobe PWM-Ding.
@Shufflepants Einige Mikrowellen tun heutzutage tatsächlich die Leistung. Gleichmäßigere Erwärmung und Sie hören nicht, wie das Gerät ein- und ausschaltet. Unserer wird den Stromkreis auch mit einem anderen Hochleistungsgerät teilen, wenn es auf eine niedrige Leistungseinstellung eingestellt ist.
Falls es jemanden interessiert. Damit Systeme wie dieses den Zielwert so genau wie möglich erreichen, müssen Sie fast immer eine Proportional-Integral-Differential-Schleife in das System implementieren, die auf der Rückmeldung von Sensoren basiert, indem Sie sie einfach ein- und ausschalten basierend auf einem festgelegten Wert funktioniert selten für Systeme mit einer relativ geringen Komplexität.
@Flater Eine noch offensichtlichere Analogie könnte der Tempomat sein. Ein Thermostat funktioniert wie ein Tempomat.
@henning: Das gilt eigentlich nicht für meinen Tempomat (Mini One, CC von BMW). Je größer der Geschwindigkeitsunterschied, desto schneller beschleunigt/verzögert das Auto (natürlich bis zu einem gewissen Punkt). Wenn ich von einer 90-km/h- in eine 120-km/h-Zone wechsle, stelle ich sie oft auf 130-140 ein, bis ich 120 erreiche. Es ist deutlich schneller. Aber mein Tempomat hat andere Funktionen, z. B. die Möglichkeit, den Gang zu schalten (ohne den CC anzuhalten), und er hat Zugriff auf die Bremsen meines Autos zum Abbremsen. Soweit ich weiß, ist das nicht bei jedem CC der Fall.

Der Thermostat in einer Heizung ist normalerweise ein Ein-Aus-Gerät. Es erfasst die Raumtemperatur und betreibt die Heizung mit voller Leistung, solange der Raum kälter als die Zieltemperatur ist. Wenn der Raum wärmer als die Solltemperatur ist, schaltet der Thermostat die Heizung aus.

(In einem engen Temperaturintervall um die Zieltemperatur bleibt das Thermostat normalerweise in dem Zustand, in dem es das letzte Mal war, als die Temperatur außerhalb des Zielintervalls war, sodass es nicht ständig auf der Grundlage von Bruchteilen von Gradunterschieden ein- und ausgeschaltet wird.) .

Ihre Beschreibung hört sich so an, als würden Sie erwarten, dass der Thermostat auf der Temperatur des Heizelements im Inneren der Heizung basiert, aber die Hersteller tun ihr Bestes, um dies zu vermeiden , und lassen ihn stattdessen die tatsächliche Lufttemperatur im Raum erfassen, da dies der Fall ist Sie wie der Benutzer tatsächlich eine Präferenz für hat.

Ich habe immer den letzten Teil falsch gemacht. Ich dachte, das Aufdrehen des Thermostats würde dazu führen, dass die Heizung wärmer wird, während der Raum erwärmt wird, bis eine bestimmte Temperatur erreicht ist.
@Limechime Einige Kontrollsysteme sind so; das heißt, je größer das Fehlersignal (in diesem Fall die Differenz zwischen der Thermostateinstellung und der tatsächlichen Temperatur), desto härter treibt der Regler die Korrektur an, wobei der Antrieb entspannter wird, wenn der Fehler abnimmt. Aber Heizungen sind im Allgemeinen nicht so; man will den fehler so schnell wie möglich behoben haben (der raum muss so schnell wie möglich auf die gewünschte temperatur kommen) und das bedeutet, dass die heizung so stark wie möglich fährt. Eine möglichst schnelle Fehlerminimierung ist nicht immer wünschenswert: Sie kann zu instabiler Dynamik führen.
Das gebräuchlichere Schlagwort ist Bang-Bang-Steuerung (statt Ein-Aus-Steuerung).
Obwohl einige High-Tech-Öfen (wie der Lennox, den ich vor ein paar Jahren in meinem Haus installiert hatte) eine variable Wärmeabgabe haben, die auf der Eingabe von einem intelligenten Thermostat basiert, und die Menge der austretenden Wärme je nach Menge ändern eine Differenz zwischen Soll- und Ist-Raumtemperatur besteht. Während ich also nahe am Sollwert bin, läuft mein Ofen mit geringer Hitze, aber wenn ich ihn auf mehrere Grad unterschiedlich einstelle, wird er hochfahren und mit einer höheren Heizleistung laufen, bis er sich dem Sollwert nähert, dann wird er heruntergefahren zu einer weniger intensiven Wärmeabgabe.
Was Sie in die Welt der PID-Regler (oder ihrer digitalen Gegenstücke) führt. Proportional : Je weiter Sie entfernt sind, desto mehr versuchen Sie, das Ziel zu erreichen (aber für eine Heizung wird die maximale Leistung ziemlich schnell erreicht); I ntegral: Beseitigt einen „festen Offset“-Fehler, der bei Proportional allein üblich ist; D erivativ: dämpft Schwingungen über und unter dem Sollwert (siehe PID auf Wiki ).
@Milwrdfan Früher hatte ich einen zweistufigen Ofen mit einem einstufigen Thermostat: Er lief bis zu 15 Minuten lang auf niedrig und schaltete dann auf hoch. Das nächste Mal würde es auf Hoch laufen, und wenn es in weniger als 5 Minuten aufhörte, ging es wieder auf Niedrig. Manchmal hin und her, immer und immer wieder. Etwas, an dem man sich festhalten kann, wenn man lange meditiert ...
Ich habe ein freistehendes Heizgerät, das die Temperatur des Heizgeräts misst. Wenn Sie es also höher stellen , heizt es den Raum tatsächlich schneller auf. Ich stelle mir vor, das ist typisch für Standheizungen, einfach weil es keinen anderen Ort gibt, an dem der Sensor angebracht werden kann!
Da sich diese Sensoren am Körper einer Heizung befinden müssen, die eine sehr hohe Temperatur hat, ist es schwierig, die Temperatur des Raums tatsächlich abzuschätzen. Das macht sie zu einer schlechten Wahl.

Um die ansonsten guten Antworten zu ergänzen ...

Das OP sagt in einer Bearbeitung, dass es sich nur um eine Konvektionsheizung handelt. Wenn die Heizung nur ein Heizelement hat, dann sind die Antworten zum Abschalten des Thermostats im Großen und Ganzen richtig.

Wenn die Heizung jedoch mehrere Heizelemente hat, können Sie mehr davon einschalten. Altmodische Elektrokamine in Großbritannien hatten normalerweise bis zu 3 Heizelemente. Je mehr Hitze das Feuer abgibt, desto schneller kommst du auf Temperatur.

Das gleiche Prinzip gilt auch für Zentralheizungen. Bei den meisten Heizkesseln können Sie die Temperatur des Wassers einstellen, das um die Heizkörper zirkuliert. Wenn Sie hier die Temperatur erhöhen, werden jetzt alle Ihre Heizkörper heißer und Räume heizen sich schneller auf. Seien Sie jedoch gewarnt, dass dies ein echtes Sicherheitsrisiko darstellen kann, insbesondere wenn kleine Kinder im Haus sind.

Dies setzt natürlich voraus, dass die Luft von der Heizung gleichmäßig im Raum verteilt ist. Dies ist nicht immer der Fall, wenn Sie beispielsweise in einem großen Raum eine kleine Heizung haben. In diesem Fall sollten Sie den Thermostat auf Maximum drehen, bis die Ecken des Raums weitgehend warm und die Mitte des Raums zu heiß ist. Sie können dann den Thermostat auf eine vernünftigere "konstante" Temperatur reduzieren und die normale Luftzirkulation zulassen, um die Temperatur auszugleichen.

Beachten Sie, dass Sie dadurch technisch gesehen eine "Feed-Forward-Steuerung" anwenden - mit einem Steuerungssystem, das nicht ganz das liefert, was Sie wollen, optimieren Sie jetzt den Sollwert des Steuerungssystems, um zu ermöglichen, was das System tun sollte Zukunft.

Zusätzlich zu den Antworten habe ich einen Beispielaufbau simuliert, um die Unterschiede zu zeigen. In Ihrem Fall ändert sich nur der Referenzwert des Controllers.

Ich habe Probleme mit imgur, also habe ich auch Bilder online gestellt.

Modell: https://s18.postimg.org/71vo9wq0p/image.png

Handlung: https://s18.postimg.org/rm0i8el7d/image.png

Vergleich: https://s18.postimg.org/4xbb8tw3t/image.png

Modell Diagramm der Temperatur Vergleich von 2 verschiedenen Referenzwerten

Warum wärmt sich ein Raum nicht schneller auf, wenn ich das Thermostat der Heizung auf einen höheren Wert stelle?
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