Zweipunktregler: Funktionsweise, Vor- und Nachteile
Zweipunktregler (auch 2-Punkt-Regler) sind besonders einfache Regler. Sie arbeiten unstetig und kennen nur zwei Ausgangswerte. So schalten sie den Ausgang ab, wenn der Ist-Wert einen vorher eingestellten Sollwert überschreitet. Unterschreitet er diesen, schalten die Regler den Ausgang wieder ein. Wir erklären, wie das funktioniert und zeigen, welche Vor- und Nachteile Zweipunktregler haben.
Die Funktionsweise der Zweipunktregler
Zweipunktregler gehören zur Kategorie der unstetigen Regler, wobei die Stellgröße nur bestimmte Werte einnehmen kann. Ganz konkret sind das die Zustände „Ein“ und „Aus“. Das heißt: Steigt der Ist-Wert über einen voreingestellten Soll-Wert, schaltet der Regler ab. Sinkt der Ist-Wert unter den Sollwert, schaltet der Zweipunktregler wieder ein. Ein Stetigregler würde seinen Ausgangswert hingegen variabel an den Eingangswert anpassen.
Typische Eigenschaften und Regelverhalten
Bei einem Zweipunktregler schwankt der Ist-Wert kontinuierlich um den Soll-Wert. Während die Abweichung bei einer punktgenauen Schaltung sehr klein ist, müsste das Stellglied dazu in kurzen Zeitabständen immer wieder ein- und ausgeschaltet werden.
Um das zu verhindern und die Technik zu schonen, besitzen Zweipunktregler eine sogenannte Hysterese. Diese bildet vereinfacht gesagt eine Toleranz, um die der Ist-Wert den Soll-Wert über- oder unterschreiten darf. Je größer die Hysterese ist, umso stärker schwankt die Regelgröße um den Sollwert. Die Regelung hat dadurch jedoch längere Schaltzeiten und arbeitet schonender.
Einsatzbereiche der unstetigen Regler
Zweipunktregler kommen in der Praxis immer dann zum Einsatz, wenn die Regelung möglichst einfach und günstig sein soll und die Regelstrecke eher träge ist. So zum Beispiel bei der Fußbodenheizungs-Steuerung. Dabei sind Raumtemperaturregler mit einem Bimetall-Thermostat ausgestattet. Steigt die Raumtemperatur über den gewünschten Wert, erhitzt und verbiegt sich der Bimetall-Streifen, sodass ein elektrischer Kontakt geöffnet oder geschlossen wird. Es geht ein Signal zu den Stellmotoren am Verteiler, sodass diese die entsprechenden Heizkreise abdrehen. Folglich strömt kein Heizungswasser mehr durch den Boden und der Raum kühlt ab.
Unterschreitet die Raumtemperatur den Sollwert, gibt der Zweipunktregler ein Signal zum Auffahren der Ventile. Das Heizungswasser strömt wieder durch den oder die Heizkreise und versorgt den Raum mit Wärme.
Weitere Einsatzbereiche sind Kesselthermostate für die Regelung der Kesselwassertemperatur oder Zweipunktregler für Kühlaggregate. Letztere nehmen ihren Betrieb dabei auf, wenn eine voreingestellte Raumtemperatur überschritten wird. Ist es angenehm kühl im Raum, schalten die Geräte hingegen wieder ab.
Vor- und Nachteile der Zweipunktregler
Einer der größten Vorteile der Regler ist ihr einfacher Aufbau. So arbeiten sie zuverlässig und sind vergleichsweise günstig zu haben. Wer die Heizung steuern möchte, kann dabei wie im Beispiel der Flächenheizung auch auf einfache Bimetall-Thermostate setzen. Diese arbeiten effizient auch ohne Hilfsenergie. Während die Regler mit einer großen Hysterese ungenau arbeiten, ist bei kleineren Toleranzwerten der Verschleiß höher, denn dann schaltet die Anlage unter Umständen sehr oft ein und aus.