Kessel und Pumpensteuerung

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  • Erfassung folgender Werte mit Temperatursensoren (z.B. PT1000)

    - Vorlauftemperatur

    - Rücklauftemperatur

    - Kesseltemperatur

    - Kesseltemperatur („max. Grenztemperatur als zusätzliche Not-Abschaltung“)

    - Außentemperatur

    - Warmwasserspeichertemperatur


    Ansteuern von


    - Ölbrenner

    - Pumpe 1 (Heizung)

    - Pumpe 2 (Warmwasser)


    Hallo Leute, ich wollte mich an folgendes Projekt trauen, leider habe ich überhaupt keine Ahnung davon, deshalb hoffe ich hier auf Hilfe. Die Bereitschaft zu lernen und auszuprobieren bringe ich natürlich mit. Hab schon einiges gelesen bin aber noch keinen Schritt weiter.


    Wie beschrieben möchte ich hier eine Reglung für einen Heizkessel mit zwei Pumpen haben.

    Die Temperaturen sollen Erfasst werden und je nach Wert/Bedarf soll die Reglung den Brenner bzw. Pumpen ansteuern.


    Noch habe ich mir nichts bestellt, deshalb bitte ich euch hier als erfahrene raspberry pi oder arduino Experten mir zu helfen.


    1. Raspberry Pi oder Arduino?

    2. analoge oder digitale Temperatursensoren?

    3. Pumpenansteuerung Relais nötig (230V)?

    4. Eine „Einkaufsliste“ mit euren Empfehlungen für dieses Projekt

    (Möglichst wenig Bauteile)


    Meine Vorstellung war so, dass ich mir die Bauteile nach euren Vorschlägen kaufe, zusammenbaue und dann mit der Programmierung beginne.


    Ich habe bewusst auf Nachtabsenkung und andere Funktionen in diesem Beitrag verzichtet, denn wenn mehr oder weniger alles steht bin ich vielleicht selbst soweit Erweiterungen und Optimierungen programmieren zu können. Erweitern geht ja immer – erstmal würde ich gerne ein Grundgerüst aufbauen.


    Es ist sicherlich ein relativ großes Projekt für jemanden der überhaupt keine Ahnung hat, hoffe aber auf Unterstützung, denn ich bin der Meinung, wenn wir das schaffen könnte es jedem helfen der eine günstige und individuelle Reglung für seine Anlage haben möchte.


    Ich hoffe mit eurer Hilfe schaffe ich es dieses Projekt umzusetzen. Vielen Dank!

  • Hallo greekos,


    herzlich Willkommen im Forum.


    Ich will Dich in absolut keinem Fall davon abhalten, mit dem RPi oder anderen Komponenten etwas für Dich oder andere zu bauen. Allerdings ist Dein Projekt unter der Voraussetzung "leider habe ich überhaupt keine Ahnung davon" vor Allem in Zusammenhang mit der Steuerung sicherheitskritischer Elemente (Ölbrenner/Heizungs-/Warmwasserpumpe) und den sehr naiven Fragen reichlich überambitioniert - um es mal ganz vorsichtig auszudrücken. Die Steuerung und Überwachung einer (Verbrennungs-)Heizung gehört weder in die Hände eines blutigen Laien noch der Leiterbahnen eines normalen RPi. Der ist für Versuche, zum Lernen von Programmiersprachen u.ä. entwickelt worden. Weder verfügt er über ein auch nur ansatzweise in Echtzeit arbeitendes System oder aber zusätzliche Redundanzen oder auch nur die Robustheit, die Du für diesen Zweck benötigst. Von Fragen der Haftung für Dein Konstrukt mal ganz zu schweigen.


    Die Erfassung der Daten (ohne groß in die Heizung einzugreifen) ist doch schon mal was, alles andere lass bitte Menschen machen, die etwas davon verstehen und solche Steuerungen kommerziell anbieten. Schon im Sinne der Sicherheit.


    Grüße, STF

  • Hallo STF und danke für die Antwort.

    Quote

    (...) vor Allem in Zusammenhang mit der Steuerung sicherheitskritischer Elemente (Ölbrenner/Heizungs-/Warmwasserpumpe) (...)

    Quote

    (...) alles andere lass bitte Menschen machen, die etwas davon verstehen und solche Steuerungen kommerziell anbieten. Schon im Sinne der Sicherheit.



    Da hast du bedingt Recht. Der Ölbrenner wird egal von welcher Steuerung / Reglung nur ein oder aus geschaltet.

    Der Ölbrenner verfügt über einen intigrierten Feuerungsautomat bzw. Feuerungsmanager. Dabei handelt es sich um einen "geschlossenen Sicherheitskreis" in welchem ich keinen Einfluss nehmen möchte.


    In diesem Projekt (sofern es zustande kommt) werde ich zudem von meinem Nachbarn betreut, welcher als Heizungsbauer tätig ist und über spezielle Messgeräte Verfügt um.


    Weder verfügt er über ein auch nur ansatzweise in Echtzeit arbeitendes System oder aber zusätzliche Redundanzen oder auch nur die Robustheit, die Du für diesen Zweck benötigst.


    Das ein RPi nicht in Echtzeit arbeitet war mir nicht bekannt. In der Regel sollte auch eine Intervall-Abfrage reichen. Es kommt mir ja nicht auf Millisekunden an. Eine regelmäßige abfrage nach Intervall (z.B. alle 15 Sek.) sollte auch reichen. Lässt sich das mit einem RPi nicht realisieren, werde ich (leider) auf eine SPS umsteigen müssen.


    Die Erfassung der Daten (ohne groß in die Heizung einzugreifen) ist doch schon mal was, (...)


    Jeder fängt klein an. Die Erfassung der Daten wär ja schon mal toll ! Wie sieht deine Empfehlung bzgl. der Hardware aus ?

  • Sehr ambitioniert. Aber es wurde schon gesagt, gerade bei Öl- oder Gasbrennern ist die Haftung eine nicht unentscheidende Angelegenheit.

    Weder der Raspi noch der Arduino können direkt PT1000-Werte einlesen, der Arduino hätte schonmal analoge Eingänge. Also läuft es auf digitale Sensoren hinaus.

    Für die Grenztemperatur kommt nur ein STB in Frage, der mit einem direkten 230V-Kontakt eine Abschaltung bewirkt (Sicherheit). Das ist keine Angelegenheit für einen Kleinst-PC.

    Für die Ansteuerung von Heizungs- und Zirkelpumpe bedarf es gar keines Kleinst-PCs, die können direkt per Schütz/Relais gesteuert werden, da sie ohnehin ständig laufen müssten. Müssten? Jedenfalls bei Mehrfamilienhäusern. Bei deinem Vorhaben gehe ich aber von einem eigenen Haus aus, so dass da eine Zeitschaltuhr reichen würde. Z.B. Zirkelpumpe 20Minuten vor dem aufstehen aktivieren.


    Wenn du dein Vorhaben parallel zu einer existierenden und funktionierenden Anlage, einfach des Lernen willens, durchziehen willst, sind viele dabei, ganz sicher. Aber bitte nicht als DIE EINZIGE Steuerung verwenden.

    MfG

  • Weder der Raspi noch der Arduino können direkt PT1000-Werte einlesen, der Arduino hätte schonmal analoge Eingänge. Also läuft es auf digitale Sensoren hinaus.


    OK! Ich bin jetzt bisschen verunsichert. Geben die digitalen Sensoren "absolute Werte" oder bloß Zustände an (bzw. definierte Werte an? // An / Aus /// z.B. 60° erreicht - Brenner aus ??)


    Für die Grenztemperatur kommt nur ein STB in Frage, der mit einem direkten 230V-Kontakt eine Abschaltung bewirkt (Sicherheit). Das ist keine Angelegenheit für einen Kleinst-PC.


    Tatsächlich gibt es in der Originalen Viessmann Steuerung nur ein Sensor für die Erfassung der Kesseltemperatur, die Idee mit dem separaten Grenztemperatursensor ist von mir als zusätzliche Sicherheitsstufe gewesen =D


    Für die Ansteuerung von Heizungs- und Zirkelpumpe bedarf es gar keines Kleinst-PCs, die können direkt per Schütz/Relais gesteuert werden, da sie ohnehin ständig laufen müssten. Müssten? Jedenfalls bei Mehrfamilienhäusern. Bei deinem Vorhaben gehe ich aber von einem eigenen Haus aus, so dass da eine Zeitschaltuhr reichen würde. Z.B. Zirkelpumpe 20Minuten vor dem aufstehen aktivieren.


    Genau! Es handelt sich um ein eigenes Haus


    Wenn du dein Vorhaben parallel zu einer existierenden und funktionierenden Anlage, einfach des Lernen willens, durchziehen willst, sind viele dabei, ganz sicher.


    Klar gibt es eine existierende und funktionierende Anlage =D

    Und das ist aktuell gut so, sonst wärs echt ungemütlich zuhause.

    Würde das schon gerne durchziehen mit eurer Hilfe durchziehen!


    Aber bitte nicht als DIE EINZIGE Steuerung verwenden


    Erst als parallele Teststeuerung/Erfassung und dann als Einzige war der Plan. Klar ist das ich selber für meine Bastellein Hafte.

    Bis dahin wird es aber sicherlich noch ein weiter Weg.

    Ob das Ergebnis ausreicht um die Steuerung/Reglung dann als Einzige einzusetzen und dauerhaft im "Routinebetrieb" zu betreiben muss dann abgewogen und geprüft werden.

  • OK! Ich bin jetzt bisschen verunsichert. Geben die digitalen Sensoren "absolute Werte" oder bloß Zustände an (bzw. definierte Werte an? // An / Aus /// z.B. 60° erreicht - Brenner aus ??)

    Für die Umsetzung der Eingangswerte der digitalen Sensoren zu den entsprechenden realen Temparaturen gibt es Bibliotheken, die die Umrechnung übernehmen und in die Programme eingebunden werden müssen. Sie erleichtern das auslesen und umsetzen.

    Tatsächlich gibt es in der Originalen Viessmann Steuerung nur ein Sensor für die Erfassung der Kesseltemperatur, die Idee mit dem separaten Grenztemperatursensor ist von mir als zusätzliche Sicherheitsstufe gewesen =D

    Kein STB? Glaub ich nicht. https://de.wikipedia.org/wiki/Sicherheitstemperaturbegrenzer

    Ob das Ergebnis ausreicht um die Steuerung/Reglung dann als Einzige einzusetzen und dauerhaft im "Routinebetrieb" zu betreiben muss dann abgewogen und geprüft werden.

    Dann bin ich da raus.

  • Hallo greekos,


    an einer Heizung rumbasteln kann man, allerdings sollte man zuerst mal ein Gefühl dafür entwickeln, wie sie funktioniert und wie sich die Strecke verhält. Das geht am besten, wenn man zunächst mal die Bestandsheizung versteht. Temperatur- und sonstige Daten zu sammeln ist sicherlich ein guter Anfang. Wenn man diese dann mit denen der Steureung vergleicht, dann wird man verblüfft feststellen, daß die gemessenen Temperaturen zu denen der Steuerung um einige Grad abweichen bzw. hinterherhinken. Der Ort der Messung und der Wärmeübergang auf den Sensor sind elementar entscheidend! Einen Kessel mit "schlecht" platziertem Kesselsensor zu steuern, führt z.B. zu Temperaturüberschwingern im Kessel, welche diesen thermisch stressen. Die Folge, ein kurzes Leben und erhöhter Brennstoffverbrauch.

    Aber man kann seinen Sensor auch besser platzieren, als der Hersteller! Geht, fordert aber Experimentierarbeit. Wie man das erkennt? Er besitzt eine geringere Verzugszeit...

    Du siehst, vor die Regelung haben die Götter die Messung gesetzt. Paßt die (und ist sie zuverlässig), dann kann man an's Regeln denken - und auch an allfällige Schwingungen des Regelkreises!

    Persönlich habe ich auch in meine Heizung eingegriffen, und sie zur Rücklaufsteuerung umgebaut. Allerdings unter Beibehaltung des Sicherheitskreises. Meine Relais hängen in Serie zu den Pumpen und der Temperaturanforderung der Originalheizung zum Feuerungsautomat. Die Regelgrenzen der Originalheizung sind geringfügig weiter gestellt, als die innerhalb derer ich selbst regele. D.h. der Steuerung ist es "notorisch zu kalt" und sie wirft Brenner und Pumpen an - was dann meine Relais in Serie ggf. verhindern. Klebt eines meiner Relais, so greift also die Originalsteuerung, schließt es nicht, so bleibt es kalt. Einziges Problem - Schließt ein Relais nicht mehr, so greift die Frostregelung der Steuerung auch nicht mehr. Aber das kann ich verschmerzen. Bin ich nicht im Urlaub, so erkennt meine Frau den Frost sicher schnell genug :)

    Pumpen stellen induktive Lasten dar, die Relaiskontakte stressen, so diese nicht entsprechend geschützt sind. Eine Temperaturmessung per PT1000 benötigt quasi einen Meßverstärker. Die 1wire-Sensoren sind vielleicht zu zickig, so man etwas Robustes bauen will? Hersteller verbauen oft NTC Widerstände, weil die praktisch unkaputtbar sind. Ein MCP9701(A) wäre vielleicht ein Kompromiß. Selbige habe ich seit etwa 6 Jahren im Einsatz - ohne Ausfall.



    Viel Spaß beim Messen!


    Gruß


    schnasseldag

  • Hallo,


    jetzt muss ich doch mal.


    Wird in eine zugelassene und abgenommene (CE-Kennzeichnung etc.) Feuerungsanlage eingegriffen, so erlischt deren Betriebserlaubnis, egal ob die Relais nur in Reihe sind oder sonst was daran gemacht wird, hier sind die Regeln ziemlich eindeutig (googelt mal wesentliche Änderung, CE-Kennzeichnung).


    Wenn man also keinen Elektroingenieur oder Meister und einen selbigen vom Heizungsgewerbe zur Hand hat, die nach dem Umbau mit Brief und Siegel die Sicherheit bestätigen, sollte man unbedingt die Finger weg lassen.


    Mir kam der Gedanke nämlich auch schon mal, ich würde dem Raspi das durchaus zutrauen, in den heutigen Steuerungen sind auch nur Microcontroler verbaut. Es gibt aber Notbetriebe und Sicherheitseinrichtungen die vor der Zulassung entsprechende Tests durchlaufen müssen. Also hab ich es gelassen.


    Das zur Ergänzung, Mitte der 90er Jahre kam ich mit meiner Feuerwehr zu einem Einsatz, da wurde eine Gasexplosion angenommen. In Wirklichkeit war ein Warmwasserboiler explodiert.

    1. Von den 100l Wasser war in der Wohnung nichts mehr zu sehen, alles trocken, hatte sich also komplett in Dampf aufgelöst.

    2. Die Tür zum Treppenhaus lag in selbigem, obwohl sie eigentlich zur Wohnung hin auf ging, war auch an 2 weitern Türen in der Wohnung so.

    3. Alle Fenster der Wohnung waren, bis auf ein paar Krümel am Rand, nicht mehr existent.

    4. Die Badezimmerwand an der der Boiler im Bad hing, lag im angrenzenden Flur, hätte man mit Schaufel und Karre direkt in den Bauschutt fahren können.

    5. (was für mich am eindrucksvollsten war) Der Anschlussflansch (eine 30cm große Eisenplatte) lag in der gegenüberliegenden Badewanne, er hatte die Ummauerung und die gusseiserne Wanne durchschlagen.

    6. Am wichtigsten, es war niemand zu Hause.


    Lasst das mal sacken und sucht Euch ein anderes schönes Projekt.


    Viele Grüße

    Thotaa

  • Hallo Thotaa,


    ich denke, es kommt auf zwei Dinge an, die Selbsteinschätzung des Wissens und der Umgang mit dem Schaden.


    Warum explodierte denn der Warmwasserboiler - der sicherlich ein CE-Zeichen trug? Weil ihn ein Fachmann eingebaut hatte oder ein Privatbastler? Ein Beispiel anzuziehen ohne dessen Ursachen zu schildern, täuscht den flüchtigen Leser.


    Zudem - es soll schon Autowerkstätten gegeben haben, die Radmuttern nicht richtig anzogen und der Kunde dann ein Rad verlor. Glück für den Kunden - er hat Garantie! Schlecht nur, wenn er den Unfall nicht überlebt. Einmal brachte ich ein Auto in die Werkstatt, weil die äußere Achsmanschette gerissen war. Als ich sah, wie de Monteur mit dem Fäustel das Gleichglaufgelenk auf die Achse drosch, weil er zu faul war, die Seegerringzange zu holen, da fror es mich. Zuvor und seitdem habe ich solche Wechsel immer selbst gemacht.

    Aber es stimmt schon. Im statistischen Mittel macht der Fachmann weniger Fehler und manche Arbeiten gehen einfach auch nicht ohne ihn. Insofern muß man sehr genau wissen, was man tut und ob man in der Lage ist, das Risiko überhaupt einzuschätzen. Kommt man dann schnell zu dem Schluß, daß das Risiko gering ist, dann hat man vermutlich etwas übersehen weil man eben wenig Ahnung von der Materie hat. Dunning-Kruger läßt dann grüßen.


    Bei einer Risikobewertung geht es oft um die Wahrscheinlichkeit des Fehlers und der Schwere der Auswirkung. Ist z.B. die Schwere hoch, so reicht auch eine geringe Wahrscheinlichkeit, daß man im Schadenfall vor einem Problem steht. Ob eine Versicherung (weil Fachmann hat ja eingebaut) allerdings immer ein guter Umgang mit dem Schaden ist, ist fraglich. Im Zweifelsfall muß auch die Arbeit eines Fachmanns kritisch hinterfragt werden.


    Viele Grüße


    schnasseldag


    PS: Das wird jetzt bitte nicht so verstanden, daß sich jeder sein Feuerwerk selber bastelt - weil, 'n Eimer Wasser ja daneben steht...

  • Hallo,


    bei dem explodierten Boiler kamen wohl mehrere Dinge zusammen.

    Wie die Presse später schrieb, hat wohl ein Vormieter, der Aktuelle stritt jedenfalls ab da was gemacht zu haben, das Sicherheitsventil mit einer Blindkappe versehen. Was den aktuellen Mieter aufhorchen hätte lassen sollen, war, dass ab und an das Wasser sehr heiß war, also hat wohl der eigentliche Temperaturregler da versagt und der Sicherheitskontakt (Gebäude und Boiler stammten aus den 50ern) das übernommen. Den musste man wahrscheinlich nicht zurückstellen oder der Mieter hat dies immer wieder getan, weiß ich nicht mehr. Ja und dann kams wies kommen muss, irgendwann hing der Sicherheitskontakt (STB) und die Temperatur stieg, bis der Kessel es nicht mehr halten konnte.


    Was Du schreibst mag alles stimmen, ändert aber nichts an den von mir beschriebenen Tatsachen.


    Viele Grüße

    Thotaa

    • Official Post

    :denker: Natürlich war da nichts nass, weil keine Flüssigkeit verspritzt werden konnte, der Boiler muss fast leer gewesen sein. Ein funktionales Überdruckventil war nicht da und eine Sicherungsschaltung, die das Erwärmen des Boilers bei Wasserdruckverlust der Zuleitung abschaltet existierte wohl auch nicht. Meine Schlussfolgerung daraus ist: Die Versorger haben das Wasser abgestellt. Wäre der Boiler mit Wasser gefüllt, dann wäre die Umgebung auch feucht bzw. der Kessel wäre garnicht erst explodiert, weil kein so hoher Druck aufgebaut werden könnte, wie mit einem Gas / Wasserdampf.


    BTW: Back to Topic! ;)

  • Das Primärproblem lag also (vermutlich) in der Außerkraftsetzung des Sicherheitskreises. Keine gute Idee!


    Gänzlich "die Finger von solchen Sachen zu lassen", halte ich allerdings für etwas zu "binär". Die Welt ist nicht binär, sie ist analog (makroskopisch gesehen zumindest). Das jemand den Störungsknopf an der Heizung drückt, weil die Zündung mehrfach versagte, das wird ja sogar vom Hersteller eben über diesen Knopf "vorgesehen". Ihn 5x am Tage zu drücken läßt einen ahnen, daß etwas nicht in Ordnung ist und man wohl den Heizungsmonteur kommen lassen sollte. Alles eben eine Frage des Verstehens und Abschätzens des Risikos...

  • Hallo,


    Was Du schreibst mag alles stimmen, ändert aber immer noch nichts an den von mir in der ersten Antwort beschriebenen Tatsachen (so was ähnliches hab ich doch schon mal geschrieben).

    Und wenn der Kaminfeger bei der vorgeschriebenen Feuerstättenkontrolle das bemerkt wird er die selbe außer Betrieb setzen (lassen), vielleicht gibts dann auch noch ein Verwarnungsgeld.


    Viele Grüße

    Thotaa

  • Und wenn der Kaminfeger bei der vorgeschriebenen Feuerstättenkontrolle das bemerkt wird er die selbe außer Betrieb setzen (lassen),

    Wenns aber schon vorher brennt, wird die Feuerversicherung die Leistung verweigern.



    Servus !

    RTFM = Read The Factory Manual, oder so

  • Zahlen die Versicherungen eigentlich, wenn ein alter LiPo Akku (z.B. in einer Schublade) in Flammen aufgeht? Oder besteht die Pflicht, ihn in einem LiPo Bag zu lagern? Wie sieht's bei einem LiPo aus, der unfachmännisch per Dupont-Kabel an eine Raspi angeschlossen ist? Ist zwar Kleinspannung, aber bei 2Ah und 50C nicht minder gefährlich. Zahlt die Versicherung hier? Ist das grob fahrlässig? Zahlt sie anteilig?