Heizen ist einfach: Strom rein, Wärme raus. Kühlen ist schwieriger, denn Wärme verschwindet nicht – sie muss irgendwohin. Jede Kühlung in Stationeers ist deshalb ein Transport: Wärme wird aus dem Raum in ein Rohrnetz geschoben und von dort nach draußen gebracht.
Die Geräte
| Gerät | wirkt auf | Leistung | Sollwert |
|---|---|---|---|
| Wand-Heizung | Raumluft, heizt | 1000 J je Takt, rund 2 kW | nein |
| Wandkühler | Raumluft → Rohrgas | 1000 J je Takt, rund 2 kW | nein |
| Klimaanlage | nur Rohrgas, heizt oder kühlt | bis 14 kJ je Takt, rund 28 kW | ja, in Kelvin |
| Rohrheizkörper (Gas) | Rohrgas, heizt | 1000 J je Takt | nein |
| Rohr Konvektionsheizkörper und andere Heizkörper | Rohrgas ↔ Umgebung | je nach Temperaturunterschied | nein |
| Tragbares Klimagerät | Raumluft ↔ Flüssigkeitskanister, tragbar | bis 2500 J je Takt, ohne Kanister heizt es mit 250 J | Modus Cold/Hot |
Wand-Heizung und Wandkühler arbeiten nur, wenn der Raum mehr als 6,3 kPa Druck hat.
Wie viel Energie ein Raum braucht
Die Wärme eines Gases ist Wärmekapazität × Menge × Temperatur. Ein Raum aus vier Zellen bei Normaldruck enthält rund 1330 mol Luft. Mit etwa 20,7 J je Mol und Kelvin (22 % Sauerstoff, 78 % Stickstoff) braucht er:
- 1330 · 20,7 ≈ 27 500 J für ein Kelvin
Eine Wand-Heizung mit 2 kW hebt diesen Raum also in knapp 14 Sekunden um ein Kelvin, ein Wandkühler senkt ihn ebenso schnell. Wände, Geräte und Wärmeverluste nach draußen kommen dazu – rechne die Zahl als Untergrenze.
Die Wand-Heizung setzt in jedem Takt einen Funken. Sind im Raum Brennstoff und Oxidationsmittel mit je mindestens 0,00001 mol, brennt es. Ein Gassensor daneben meldet über Combustion dauerhaft Feuer, auch ohne Brand.
Der Wandkühler und sein Rohrnetz
Der Wandkühler zieht Wärme aus dem Raum in das Gas seines Rohrnetzes. Dieses Netz muss die Wärme wieder loswerden, sonst wird es immer heißer. Zwei Wege gibt es:
- Heizkörper im Freien: Das Rohrnetz führt nach draußen zu Heizkörpern, die die Wärme an die Außenluft oder durch Strahlung abgeben.
- Klimaanlage: Sie kühlt das Rohrgas und schiebt die Wärme in ein drittes Netz, das dann zu den Heizkörpern führt.
Der Wandkühler wird schlechter, je größer der Unterschied zwischen Rohrgas und Raum ist. Ein Kreis knapp unter Raumtemperatur arbeitet besser als ein eiskalter.
Die Klimaanlage
Die Klimaanlage hat drei Rohre: Eingang, Ausgang und Abfall. Setting ist die Zieltemperatur des Ausgangs in Kelvin, von 3,15 bis 1272,15 K. Liegt der Wert über der Eingangstemperatur, heizt sie. Die Wärme, die sie dem Gas entzieht, landet im Abfallnetz.
Drei Werte zeigen, wie gut sie arbeitet: TemperatureDifferentialEfficiency sinkt mit dem Unterschied zwischen Eingang und Abfall, OperationalTemperatureEfficiency bei sehr heißen oder sehr kalten Rohren, PressureEfficiency bei niedrigem Druck – voll erst ab etwa 111 kPa auf beiden Seiten. Alle drei Rohre müssen angeschlossen sein.
Für große Temperatursprünge lohnt eine Kaskade: zwei Klimaanlagen hintereinander, jede mit kleinem Sprung. Wichtig dabei: Das Setting einer Stufe muss unter der Temperatur ihres Eingangskreises bleiben, sonst heizt sie beim Anlaufen in die falsche Richtung.
Was die Planeten verlangen
| Welt | Außentemperatur laut Weltdaten | Folge |
|---|---|---|
| Mars | mittags rund 3 bis 10 °C, nachts rund −52 bis −47 °C | nachts heizen, Leitungen im Freien isolieren |
| Europa | −139 bis −149 °C | dauerhaft heizen, Flüssigkeiten gefrieren draußen |
| Venus | 464 °C, Tag und Nacht | nur kühlen, Heizkörper kühlen nur noch heißere Kreise |
| Vulcan | nachts nicht unter etwa 127 °C, mittags weit darüber | nie heizen, Abwärmekreis über 127 °C halten |
| Mond, Mimas | Vakuum | keine Konvektion, nur Strahlung |
Im Vakuum funktionieren Heizkörper nur über Strahlung. Dort ist der Medium Radiator mit Strahlungswert 30 die richtige Wahl, auf Welten mit Atmosphäre der Medium Konvektionsheizkörper mit Konvektion 9,38.
IC10: Thermostat mit Heizung und Kühler
Dieses Programm hält einen Raum zwischen 18 und 26 °C. Es heizt unter 18 °C bis 20 °C und kühlt über 26 °C bis 24 °C. Durch die Lücke dazwischen arbeiten Heizung und Kühler nie gegeneinander.
# Thermostat: Wand-Heizung und Wandkuehler
define SENSOR -1252983604 # Gassensor (StructureGasSensor)
define HEIZUNG 24258244 # Wand-Heizung (StructureWallHeater)
define KUEHLER -739292323 # Wandkuehler (StructureWallCooler)
define NSENSOR HASH("Sensor Wohnraum")
define NHEIZ HASH("Heizung Wohnraum")
define NKUEHL HASH("Kuehler Wohnraum")
define CELSIUSOFFSET 273.15 # 0 C in Kelvin
define HEIZEIN 18 # C, darunter heizen
define HEIZAUS 20 # C, darueber nicht mehr heizen
define KUEHLEIN 26 # C, darueber kuehlen
define KUEHLAUS 24 # C, darunter nicht mehr kuehlen
alias temp r0
alias heizen r1
alias kuehlen r2
alias tmp r3
start:
yield
lbn temp SENSOR NSENSOR Temperature 0
bnan temp start # kein Sensor mit diesem Namen
sub temp temp CELSIUSOFFSET # Kelvin in Celsius
# --- 1. Heizung mit Hysterese ---
slt tmp temp HEIZEIN
select heizen tmp 1 heizen
sgt tmp temp HEIZAUS
select heizen tmp 0 heizen
# --- 2. Kuehler mit Hysterese ---
sgt tmp temp KUEHLEIN
select kuehlen tmp 1 kuehlen
slt tmp temp KUEHLAUS
select kuehlen tmp 0 kuehlen
sbn HEIZUNG NHEIZ On heizen
sbn KUEHLER NKUEHL On kuehlen
j startDie Schwellen änderst du nur in den define-Zeilen. Mehrere Heizungen im selben Raum bekommen einfach denselben Namen – ein sbn schaltet alle. Das Muster der Hysterese erklärt die Akademie: Hysterese.
Häufige Fehler
- Kühler ohne Abwärmeweg: Das Rohrnetz des Wandkühlers heizt sich auf, bis er kaum noch etwas schafft.
- Heizkörper im falschen Kreis: Ein Heizkörper an einem Kreis, der kälter als die Umgebung ist, heizt diesen Kreis auf.
- Klimaanlage mit nur zwei Rohren: Sie arbeitet nicht, ohne Fehlermeldung.
- Feuermelder neben der Wand-Heizung: meldet ständig Feuer, siehe oben.
Wohin weiter
- Wärmetauscher und Wärmetransport: Rohr gegen Rohr, Gas gegen Flüssigkeit – Wärme zwischen Kreisen übertragen
- Verdampfen, Kondensieren, Gefrieren: Phasen gezielt nutzen – Kühlen mit Verdampfen und Kondensieren
- Atmosphäre und Druck – warum Wärme den Druck hebt
- Planetendaten: Planeten, Rechner: Planeten-Datenblatt