Heizungssteuerung

  • Hallo,


    meine Heizungssteuerung ist fertig. Mein erstes Projekt mit dem Raspberry. Mein Problem war, das wir ein Haus gekauft haben, in dem die vorhandene Heizung ohne Steuerung war. Sie konnte nur an oder aus. Gesteuert wurde die Heizung über eine Sicherheitsrelais, das ab einer gewissen Vorlauftemperatur den ganzen Apparat dem Saft genommen hat. Damit war dann auch die Pumpe tot. Da ich noch einen RPI rumliegen hatte den ich mir mal aus purer Neugier gekauft hatte, war die Idee geborenn diese mit dem RPI zu steuern. EIn wenig gegoogelt und gesehen das da natürlich schon einige Leute die gleiche Idee hatte und auch noch ihre Software veröffentlich hatten. Besonders angetan war ich von der SW von T. Eimers.


    Zum Löten des Relais war ich allerdings zu faul....zumal es fertige Lösungen auf dem Markt gibt.


    Erstmal habe ich die vorhandene Verkabelung der Heizung untersucht und siehe da: Ich hatte einen Außentemperaturfühler. Irgendwann muss es mal eine Steuerung gegeben haben. An der Nord-Fassade hing das gute Stück, angeschlossen an einer 3x1,5 NYM-Leitung. Das Teil hab ich abgeschraubt und durch eine Feuchtraumdose ersetzt,an der ich die unteren Kabeldurchführungen aufgebrochen habe, damit da auch gut Außenluft rankommt. Via Lüsterklemme hab ich dann einen DS1820 Sensor angeschlossen. Die Kuperkontakte des Kabels musste ich kurz anschleifen, da diese schon grün waren. Die Kontakte der Klemmen hab ich mit Heißkleber "versiegelt". Mal gucken ob das weitere Oxidation verhindert oder zumindest verlangsamt.




    An Vor- und Rücklauf habe ich auch DS1820 befestigt. Diese hab ich an ein 4-polige Telefonleitung angeschlossen und mit einem Schrumpfschlauch umschlosse, so dass nur der Sensorkopf rausgucken konnte. Das ganze hab ich unter der Isolierung mit Aluklebeband befestigt:



    Von den Fühlern sieht man jetzt nichts. Im Bild sieht man den Sicherheitsabschalter, der bis vor kurzem zum steuern der Heizung missbraucht wurde, sowie die Pumpe


    Die Steuerung selber:



    Unten links ein 16A FI/LS. Dieser stellt den Strom über Wago 2273 Klemmen den restlichen Bauteilen zu Verfügung. Ganz oben links ein 5V Netzteil. Rechts danaben der Raspberry in einem extra breiten Gehäuse. Mit in dem Gehäuse ist ein Sainsmart 2 Channel Relais. Mit dabei ist noch eine kleine Platine an der ich einen 4K7 Widerstand und 4x 3-polige Stiftleisten angelötet habe für die Sensoren. Das Relais kann max. 230V und 10A Schalten und wäre OK um Pumpe und Brenner direkt anzusteuern. Ich wollte aber lieber größere Relais dafür nehmen und nehme die 230V von den Relais nur um die die Relais in der Mitte anzusteuern. P = Pumpe, B = Brenner. Der dritte ist nicht angeschlossen. Ggf. steuer ich damit mal die Umwälzpumpe für das Warmwassser. Erstmal war jedoch die Heizung wichtiger. Die Relais gehen direkt an Phoenix Contact Dreistockklemmen



    1 = Brenner
    2 = Sicherheitsabschalter
    3 = Brenner-AN vom RPI
    4 = Umwälzpumpe
    5 = Umwälzpumpe-AN vom RPI


    Danach folgen Durchgangsklemmen (ebenfalls Phoenix) für den Außentemperaturfühler. 3x1,5mm² kommen von der Außenfassade und werden via Telefonkabel zur Steuerung gebracht. Diese steht ca 2m von der Klemmenbox entfernt.


    Die Software musste ich nur leicht anpassen. Die Raumtemperatur nutze ich hier als Vorlauf und habe die Messstelle entsprechend umbenannt. Zudem habe ich die API von Wetter.com mit eingebaut. Die Steuerung fragt nun regelmäßig die Wetterprognose der nächsten 24h ab. Damit erreiche ich das die Software auch den Einfluss der Sonne mit berücksichtigt. Bei 10° Außentemperatur und strahlend blauen Himmel brauche ich ja weniger Heizenergie als bei 10° und bewölktem Himmel. Ich hab die Logik nun so verändert, dass bei wolkenlosen Himmel die Temperatur um 4° abgesenkt wird und zwar zwischen 10 und 17 Uhr. 10 Uhr weil die Fußbodenheizung träge ist und ich ihr 2h Zeit geben möchte zum abkühlen. Danach sollte der Sonneneffekt eintreten. Bei leichter Bewölkung geht es 2° runter und bei Nebel geht es sogar 2° hoch, jeweils 2-3h vor der Prognose. Das ganze ist noch sehr experimentel. Ob das was bringt wird die Zeit zeigen. Das ganze ist auch noch im Beta-Stadium. Derzeit arbeite ich noch daran den Stand der Sonne zu berechnen, so dass die 10-17 Uhr in Kürze nicht mehr fix sind, sondern für den Absenkungszeitpunkt berechnet werden können!


  • Und deine Versicherung zahlt jetzt, wenn du dir mit deiner selbstgebastelten, nicht abgenommenen Lösung dein Haus abfackelst? Das waren doch deine ursprünglichen Bedenken bei einer Lösung im Eigenbau... oder hast du dir die Lösung nun von einem eingetragenen Elektro Meister abnehmen lassen, um auf der sicheren Seite zu sein?

  • Hallo.
    Erstmal alle Achtung, dass Du Dich an sowas rangewagt hast.


    ...ein kleines "aber"


    ..... Zudem habe ich die API von Wetter.com mit eingebaut. Die Steuerung fragt nun regelmäßig die Wetterprognose der nächsten 24h ab. Damit erreiche ich das die Software auch den Einfluss der Sonne mit berücksichtigt. Bei 10° Außentemperatur und strahlend blauen Himmel brauche ich ja weniger Heizenergie als bei 10° und bewölktem Himmel. Ich hab die Logik nun so verändert, dass bei wolkenlosen Himmel die Temperatur um 4° abgesenkt wird und zwar zwischen 10 und 17 Uhr. 10 Uhr weil die Fußbodenheizung träge ist und ich ihr 2h Zeit geben möchte zum abkühlen. Danach sollte der Sonneneffekt eintreten. Bei leichter Bewölkung geht es 2° runter und bei Nebel geht es sogar 2° hoch, jeweils 2-3h vor der Prognose. Das ganze ist noch sehr experimentel. Ob das was bringt wird die Zeit zeigen. Das ganze ist auch noch im Beta-Stadium. Derzeit arbeite ich noch daran den Stand der Sonne zu berechnen, so dass die 10-17 Uhr in Kürze nicht mehr fix sind, sondern für den Absenkungszeitpunkt berechnet werden können!


    ...ganz blick ich da nicht durch.
    Du steuerst aufgrund der Wetter/Sonnenscheinprognose Brenner Pumpe ...und was ist, wenn es nicht eintritt ?
    (erinnert mich an den Beschwerdeanruf bein Wetteramt:
    Anrufer:Ich möchte mich beschweren.
    Wetteramt:warum?
    Anrufer:Ich pumpe grade ihren vorausgesagten leichten Regen aus dem Keller.)


    Was macht die Regelung im Hochsommer und Winter ?
    Wer steuert den Brenner für das Brauchwasser (Dusche) im Sommer ?
    Was ist bei folgender Situation:Brenner ist an und Raspi steigt aus... Brenner rennt weiter ?...
    Bist Du Elektriker?, und nimmst alles auf Deine Kappe ?
    Ich kenne diese Regelungssoftware nicht, und will Dein Projekt nicht verteufeln.
    Aber das scheint doch recht supekt.


    Nichts für ungut


    gruß root

    Edited once, last by root ().

  • ..... den Einfluss der Sonne mit berücksichtigt.
    ..... Bei 10° Außentemperatur und strahlend blauen Himmel brauche ich ja weniger Heizenergie als bei 10° und bewölktem Himmel.
    Ich hab die Logik nun so verändert, dass bei wolkenlosen Himmel die Temperatur um 4° abgesenkt wird


    .... Derzeit arbeite ich noch daran den Stand der Sonne zu berechnen.......


    Nette Sache. Immerhin machst du dir Gedanken.
    4 Grad sind aber schon ein Wort. Was ist mit den Zimmern der Nordseite? Die brauchen ja mehr energie, als die Zimmer, in welche die Sonne scheint.


    Warum die Sache mit der so zuverlässigen Vorhersage?
    Wäre nicht normal durchheizen mit Raumthermostaten einfacher und günstiger?


    Ich denke die Ergebnisse dieses Links treffen deine Interessen -> Klick


    Und einen Elektriker das mal durchsehen zu lassen wäre sicher nicht falsch!
    Steht ja nicht wenig auf dem Spiel.



    Jetzt nicht ganz ernst nehmen > Aber der Sonnenstand ist im Grunde immer gleich:
    früh-mittag-abend-nacht ---- unten-oben-unten-weg


  • Und deine Versicherung zahlt jetzt, wenn du dir mit deiner selbstgebastelten, nicht abgenommenen Lösung dein Haus abfackelst? Das waren doch deine ursprünglichen Bedenken bei einer Lösung im Eigenbau... oder hast du dir die Lösung nun von einem eingetragenen Elektro Meister abnehmen lassen, um auf der sicheren Seite zu sein?


    Kein Elektromeister. Ein Dipl.-Ing für Elektrotechnik hat das ganze vor Inbetriebnahme durchgeprüft und hatte keine Einwände. Risokoabwägung hat auch nix mit Angst oder mangelndem Vertrauen in die eigenen Fähigkeiten zu tun....




    ...ganz blick ich da nicht durch.


    Du steuerst aufgrund der Wetter/Sonnenscheinprognose Brenner Pumpe ...und was ist, wenn es nicht eintritt ?


    Grundlage ist immer die Heizkurve und die Außentemperatur. Die Vorhersage der nächsten 24h sind in der Regel schon recht präzise. Ob die 4° zu viel sind wird die Zeit zeigen. Die vorhergesagte Temperatur wird nicht ausgewertet. Nur ob der Himmel wolkenlos ist oder nicht. Das ganze ist auch noch ein Experiment. Wir merken nur bei starken Sonnenschein eine deutlich zu hohe Temperatur im Haus, während es bei bewölkten Himmel und gleicher Außentemperatur genau richtig ist.


    Die 4° werden auch konfigurierbar sein. Mein Plan ist auch diese in Abhängigkeit von Außentemperatur und Sonnenstunden dynamisch festzulegen. bei -10° wird der Einfluss der Sonne mit Sicherheit weniger stark sein als jetzt in dieser Übergangszeit. Im Prinzip will ich zur Heizkurve noch eine Absenkkurve die bei Sonnenschein eingreift.


    Von den Funkthermostaten halte ich nicht viel. Wenn die eine zu hohe Temperatur registrieren ist die ganze Energie bereits im Estrich und wird über 1-2 Stunden weiter in dem Raum abgegeben. Zu dem Zeitpunkt ist ja bereits zu viel Gas durch den Kamin.Zudem ist der finanzielle Aufwand ein ganz anderer. 16 Heizkreise und 9 Räume...dieses Experiment kostet erstmal nichts. Warmwasser wird von einem autarken Warmwasserspeicher erzeugt


    An der Nordseite steht die zweite Doppelhaushälfte. Die Zimmer sind dadurch deutlich besser gedämmt als der Rest des Hauses. Mit Bauphysik beschäftige ich mich auch schon einige Zeit. EIn beliebig schwieriges Thema....vor allem wenn man kein Physiker ist. Ich scheiter ja schon daran die Rohdichte der verbauten Ziegel herauszukriegen...ich habe keinerlei Bauunterlagen. Daher der eher experimentelle Ansatz. Ich versuche die optimalen Einstellungen näherungsweise zu definieren. Dafür wird sicher der gesamte Winter benötigt und ob die Heizung den nächsten Wintern noch erlebt ist eine ganz andere Frage. Intention für die Steuerung war der reine Komfortgewinn für unter 200 EUR. Bisher gingen wir regelmäßig in den Keller und justierten am Sicherheitsschalter die Raumtemperatur.

  • Hallo.


    Kein Elektromeister. Ein Dipl.-Ing für Elektrotechnik hat das ganze vor Inbetriebnahme durchgeprüft und hatte keine Einwände. Risokoabwägung hat auch nix mit Angst oder mangelndem Vertrauen in die eigenen Fähigkeiten zu tun....


    ...bin selbst Dipl.-Elektroing und kenne nur diese Version.Habe mich auch nie weiter damit beschäftigt.

    Quote


    Zur Installation sind Elektrokenntnisse von Vorteil,aber nicht zwingend nötig.


    Nur,ein E-Meister muß die Anlage abnehmen.


    ...will aber darüber nicht streiten. Was kann/weiß der E-Meister mehr als der Ing?, bzw. wozu braucht man dann Elektro-Ingenieure ? :D (Kalauer) :D


    gruß root

    Edited once, last by root ().

  • Hallo [font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"] erdbeer-schorsch,[/font]


    [font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"]Also ich finde deine Arbeit gut ![/font]
    [font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"]Zu den "Sicherheitsexperten" muss ich sagen das der Brenner ja selber eine Sicherheitsabschaltung hat ... (Wieviel Brenner haben in Deutschland ein Haus abgefackelt ???) Überdruckventil und eigene Steuerung .... wenn das der Brenner natürlich nicht hat und du kannst ihn "stur" einschalten, naja .... brennen tut normalerweise dann trotzdem nichts, kann halt sein das es irgendwo feucht wird :-)[/font]


    Wenn man es genau nimmt um "Nord oder Westzimmer" angenehm zu temperieren braucht man jeweils seperate Temperaturfühler, welche wiederum auf einen eigenen Heizkreislauf eingreifen können. Meine Meinung ...


    Dein Konzept find ich trotzdem gut da die Brennerregelung wirklich nur den eigenen Temperaturfühler der (meist) die Nordseite auswertet und dementsprechend arbeitet. Brenner heizt auf und 2 Stunden später kommt die Sonne .......


    Mach weiter, auch wenns ein wenig verzwickt wird ... :-)


    Ich hab (vor meiner RaspiZeit) bei mir ein paar Relais installiert welche mir die warme Brühe in der Übergangszeit in mein Temperiersystem im Bad pumpen. Sprich wenn der Boiler 70 Grad hat durch Sonnenschein im März (und die brauch ich net zum duschen ...) lass ich die Pumpen anderstrum laufen, also von Boiler in Brenner zum Temperiersystem. Funktioniert seit 6 Jahren wunderbar .


    Sers
    Automatisch zusammengefügt:[hr]
    Hallo [font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"] erdbeer-schorsch,[/font]


    [font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"]Also ich finde deine Arbeit gut ![/font]
    [font="Source Sans Pro, Tahoma, Helvetica Neue, Arial, sans-serif"]Zu den "Sicherheitsexperten" muss ich sagen das der Brenner ja selber eine Sicherheitsabschaltung hat ... (Wieviel Brenner haben in Deutschland ein Haus abgefackelt ???) Überdruckventil und eigene Steuerung .... wenn das der Brenner natürlich nicht hat und du kannst ihn "stur" einschalten, naja .... brennen tut normalerweise dann trotzdem nichts, kann halt sein das es irgendwo feucht wird :-)[/font]


    Wenn man es genau nimmt um "Nord oder Westzimmer" angenehm zu temperieren braucht man jeweils seperate Temperaturfühler, welche wiederum auf einen eigenen Heizkreislauf eingreifen können. Meine Meinung ...


    Dein Konzept find ich trotzdem gut da die Brennerregelung wirklich nur den eigenen Temperaturfühler der (meist) die Nordseite auswertet und dementsprechend arbeitet. Brenner heizt auf und 2 Stunden später kommt die Sonne .......


    Mach weiter, auch wenns ein wenig verzwickt wird ... :-)


    Ich hab (vor meiner RaspiZeit) bei mir ein paar Relais installiert welche mir die warme Brühe in der Übergangszeit in mein Temperiersystem im Bad pumpen. Sprich wenn der Boiler 70 Grad hat durch Sonnenschein im März (und die brauch ich net zum duschen ...) lass ich die Pumpen anderstrum laufen, also von Boiler in Brenner zum Temperiersystem. Funktioniert seit 6 Jahren wunderbar .


    Sers
    Automatisch zusammengefügt:[hr]
    fragt mich nicht warum das doppelt kommt, war 5 mal auf editieren und fand nichts :(
    Beim ersten abschicken des Post's kam "Server zur Zeitin Wartung" oder so ähnlich. Beim zweiten Abschicken sahs dann so aus wie jetzt :no_sad:

    Edited once, last by flyer99 ().


  • Das war mal. Ein Physik-Vordiplom oder eine VHS-Weiterbildung reichen mittlerweilehttps://de.m.wikipedia.org/wiki/Elektrofachkraft

  • Ein Tipp zur Fußbodenheißung, ich steuere meine Fussbodenheißung mit zwei Sensoren. Je einen am Vorlauf und einen am Rücklauf. Die Fußbodenheizung ist sehr unkonventionell verlegt und hängt mit einer extra Pumpe abgezweigt am Hauptkreislauf. Ich kann also nur mit der Pumpe steuern oder ganz aus machen. Dabei ist der Rücklauf das entscheidende Steuerelement. Daran mache ich fest, wie schnell die Pumpe dreht (PWM) bzw. ob der Kreislauf ganz aus ist. Funktioniert recht gut. Früher war der Boden oft richtig heiß. Jetzt hab ich bei 30 Grad Rücklauf die Notbremse gezogen. Mit einem Offset kann man nun sogar die Raumtemperatur einstellen.


  • Daran mache ich fest, wie schnell die Pumpe dreht (PWM) bzw. ob der Kreislauf ganz aus ist. Funktioniert recht gut. Früher war der Boden oft richtig heiß.


    Ich kann meine Pumpe nur über einen kleinen Hebelschalter auf Stufe I, II oder II stellen und ich will da nicht dran rumfrickeln um das ganze steuern zu können. Derzeiit läuft die Pumpe auf höchster Stufe sobald der Brenner an ist mit 25min Nachlaufzeit.

  • So, dann melde ich mich also auch mal.
    Erstmal vielen Dank für die Dokumentation, ich denke viele Leuten sind früher oder später an solchen Aufgaben interessiert.


    Die Elektroinstallation sollte aufjedenfall abgenommen werden, allerdings nutzt dir das alles nichts, wenn die Heizung irgendwelche Sachen macht. Da wird die Versicherung sich 100%ig querstellen, auch wenn es kein Fehler durch "deine" Steuerung gegeben hat. Ich gehe aber davon aus, dass dein Brenner auch die Sicherheitsabschaltungen und Überdruckventile hat, sonst hast du aktuell eine tickende Zeitbombe im Keller. (Auch vorher dann, aber die ganz alten Heizungen hatten das halt noch nicht)
    Deine Auswertung von Wetterdaten ist im Grundsatz ja wirklich interessant, bringt dir aber vermutlich recht wenig. Wenn die Heizkörper im Haus ordentlich funktionieren, solltest du keine Temperaturveränderung durch Sonne/bewölkt haben, außer halt durch direkte Sonneneinstahlung. Das ändert aber nichts daran, ob dein Heizkreis ein paar Grad wärmer oder kälter ist, die Thermostate sollten ja eigentlich bei erreichen der Raumtemperatur geschlossen sein, wenn man diese dann richtig nutzt. Ich weiß gerade nicht so recht ob du normale Heizkörper hast, oder nur Fußbodenheizung - Heizkörper sollten bei erreichen der Raumtemperatur ja komplett abschalten und diese nur konstant halten, wenn die Sonne also so stark aufheizt geschlossen bleiben. Bei Fußbodenheizungen gibt es ja 100 verschiedene Systeme, wenn die aber z.B. Rücklaufgesteuert ist (also im Rücklauf ein Thermostat sitzt), sollte diese ebenfalls abschalten wenn der Raum eine bestimmte Temperatur erreicht hat, weil der Rücklauf dann wärmer ist als in einem "kalten" Raum. Da das immer so eine Sache ist (da die Bodenfliesen etliches an Wärme schlucken auch wenn der Raum warm ist) und die Fußbodenheizung oft sehr träge ist, würde ich das umbauen, falls du an einer ordentlichen Regelung Interesse hast. Dazu müsstest du nur einen elektronischen Stellkopf + Thermostat verbauen, wenn die Gegebenheiten das zulassen und schon hättest du immer die gleiche Temperatur ohne Wetterdatenabfrage. (Stellkopf regelt Vor- oder Rücklauf der Fußbodenheizung, Thermostat erfasst die Raumtemperatur und steuert den Stellkopf Auf/Zu) Ganz verrückt könntest du das sogar über ein selbst gebautes Raumthermostat mit einem Mikrocontroller machen, der dir das ganze an den Pi funkt und der Pi steuert den Stellkopf, das würde zumindest Kabel ersparen ;)


    EDIT: Ach, den letzten Post hatte ich garnicht gesehen. Wenn die Fußbodenheizung natürlich sogar ne eigene Pumpe hätte, könnte man die ja auch über ein Relais An/Aus machen, je nach Temperatur. Das spart aufjedenfall mehr ein, also irgendwelche Wetterdaten und macht das ganze angenehmer.
    EDIT 2: Übrigens auch ein Irrglaube der Menschheit: In den meisten Heizungssystemen ist ein kontinuierliches Aufheizen des Wassers effizienter als eine starke Abkühlung mit plötzlicher Aufheizung. Es macht also häufig mehr Sinn, das Wasser auf Betriebstemperatur zu halten, als die Temperatur stark abzusenken und bei Bedarf erneut aufzuheizen. (Nachtabsenkung und Absenkung wenn regelmäßig mehrere Stunden niemand da ist, ist etwas anderes, aber Räume über Tag auskühlen zu lassen und Nachmittags wieder aufzuheizen verbraucht mehr Energie als diese konstant auf einer Temperatur zu halten. Natürlich alles abhängig des Nutzungsverhaltens, offenes Fenster + Heizkörper wie bei mir der Fall ist natürlich immer zu vermeiden :P )

  • Hallo


    ...EDIT 2: Übrigens auch ein Irrglaube der Menschheit: In den meisten Heizungssystemen ist ein kontinuierliches Aufheizen des Wassers ..in..effizienter als eine starke Abkühlung mit plötzlicher Aufheizung. Es macht also häufig mehr Sinn, das Wasser auf Betriebstemperatur zu halten, als die Temperatur stark abzusenken und bei Bedarf erneut aufzuheizen. (Nachtabsenkung und Absenkung wenn regelmäßig mehrere Stunden niemand da ist, ist etwas anderes, aber Räume über Tag auskühlen zu lassen und Nachmittags wieder aufzuheizen verbraucht mehr Energie als diese konstant auf einer Temperatur zu halten. Natürlich alles abhängig des Nutzungsverhaltens...)


    ...wenn das "in" davor passt, hat's einer gerafft..., kann ich nur bestätigen.
    Ich habe ausnamslos Fußbodenheizung, und fahre diese sogar ohne Nachtabsenkung.
    Ein großer Teil sind Fliesen, die ohnehin sehr träge reagieren.
    Es dauert lange, bis man die richtige "Kurve" an der Einstellung findet, aber dann, laufen lassen


    gruß root

    Edited once, last by root ().

  • Das effizienter passt schon denke ich.
    Ich meine, dass es effizienter ist, die Fußbodenheizung auf einer Temperatur zu halten (bzw. den gesamten Kreislauf), als Wasser abkühlen zu lassen und nach der Auskühlung wieder aufzuheizen. Also quasi so, wie du es auch beschreibst -> Mit den richtigen Einstellungen einfach dauerhaft "heizen" zu lassen, ohne irgendwelche Absenkungen.


    Das ist aber alles eine relativ komplexe Sache & Heizungsinstallateure sind sich da nicht alle einer Meinung. Fakt ist aber, sind die Wände und Böden einmal kalt, dauert es ziemlich lange bis diese wieder eine angenehme und sinnvolle Temperatur haben. In großen Systemen (wie hier z.B.) sogar solange, dass die Heizung schon wieder in die Absenkung gehen würde wenn es gerade den richtigen Punkt erreicht hat im Winter.