Hallo Forum, ich steuere/regle meine Heizung und Solaranlage seit einiger Zeit mit Raspi und wollte mal berichten - für die die es interessiert. Für die, die es nur halb interessiert: Fazit ist ganz unten Die Hardware ist komplett zugekauft, beinhaltet 10 Relais, 16 Temperatur- eingänge, ein Onewireinterface und 3 Digitalausgänge. Die Software ist in php geschrieben. Die vom Anlagenerrichter hergestellte Verkabelung (Temperatursensoren, Stromleitungen zu Aktoren) habe ich nach und nach von der alten Regelung auf meine umgeklemmt, sodass der Verdrahtungsaufwand überschaubar war. Da ich die Solarregelung für weniger komplex als die Heizungsregelung hielt, habe ich mit der Solarregelung begonnen. Hier reicht ein simpler Vergleich der Speichertemperatur mit der Kollektortemperatur aus, um zu entscheiden, ob die Solarpumpe anlaufen soll oder nicht. Da ich zwei Speicher habe, gibt es ein Lade-Umschaltventil, welches ebenfalls angesteuert werden muss, sobald der aktuelle Speicher voll ist. Es werden auch Wetterdaten dahingehend verarbeitet, dass die Software anhand der für den nächsten Tag erwarteten Sonnenstunden wird berechnet, wieviel Energie über Nacht wieder aus den Pufferspeichern herausgekühlt werden muss, um Stagnation zu verhindern. Vier Sensoren an den Pufferspeichern liefern die dazu erforderlichen Daten, um den Füllgrad der Speicher zu bestimmen. Die Heizung läuft erst seit ein paar Tagen über Raspberry, wobei als Hauptwärmequelle im Winter ein Holzvergaser vorhanden ist und eine Gastherme als Backup dient. Die Regelung des Holzvergasers ist noch die vom Hersteller mitgelieferte. Auch die Steuerung der Gastherme habe ich nicht angefasst. Sie stellt sicher, dass der Speicher, aus dem die Heizung bedient wird, immer mind. 35°C hat (Backup). Was ist nun mit Raspi an der Heizung zu regeln? Es wird die Heizkurve berechnet und - wieder unter Berücksichtigung von Wetterdaten - die Heizungspumpe sowie die Heizkreisverteiler bedarfsgerecht geschaltet - spart viel Strom. Weiterhin wird mit Raspi die Heizungsvorlauftemperatur geregelt. Da die Sache sehr träge ist, wird nicht die Soll/Ist-Differenz zum Regeln benutzt sondern es wird zunächst der erforderliche Temperaturgradient und das Vorzeichen seiner Steigung ermittelt und dann wird quasi auf den Soll-Gradienten geregelt. Ist zumindest mein Ansatz, vielleicht gibt's da Besseres. Zumindest regelt sich die Temperatur so innerhalb vom 20 Minuten auf 0.5°C ein und schwingt nicht über. Alle Betriebsdaten werden in eine mysql Datenbank geschrieben und mitgeloggt, sodass man nette Kurven erzeugen kann. Über eine interne Webseite können auch alle Komponenten von Hand geschaltet werden und alle relevanten Zustände auf einen Blick erfasst werden. Bei Fehlern oder Anomalien gibt es eine Warnungs-email. Fazit: ------ Die Programmierung der Steuerung war problemlos nach drei Tagen erledigt. Für Solaranlage und Heizung habe ich dann jew. noch ca. 1 Woche die Daten beobachtet und hier und da etwas optimiert. Die Solarregelung läuft seit Mai ohne dass ich mich drum kümmern muss und die Heizungsregelung ist bisher auch problemlos. Raspi in Verbindung mit einer ordentlichen Relais/ADC-Hardware scheint mir eine gute Kombination. Da nun Solaranlage und Heizung die gegenseitigen Zustände kennen, können die beiden Regelungen unter Berücksichtigung der Wettervorhersage optimal zusammenarbeiten, was Strom und Brennstoffe spart.
Nur mal so im Vorbeigehen: >Hier reicht ein simpler >Vergleich der Speichertemperatur mit der Kollektortemperatur aus, um zu >entscheiden, ob die Solarpumpe anlaufen soll oder nicht. Bist Du Dir sicher? Steht das Wasser im Kollektor, so wird eine Temperatur erreicht, die völlig unrealistisch ist. Also wird die Pumpe unnötig oft anspringen um dann das gespeicherte Wasser eventuell sogar im Kollektor abzukühlen.
Noch 'ne Kleinigkeit: >Da die >Sache sehr träge ist, wird nicht die Soll/Ist-Differenz zum Regeln >benutzt sondern es wird zunächst der erforderliche Temperaturgradient >und das Vorzeichen seiner Steigung ermittelt und dann wird quasi auf den >Soll-Gradienten geregelt. Ist zumindest mein Ansatz, vielleicht gibt's >da Besseres. Zumindest regelt sich die Temperatur so innerhalb vom 20 >Minuten auf 0.5°C ein und schwingt nicht über. Es stimmt, im Normalfall gibt es in einem Haus keine Temperatursprünge. Allerdings nur, wenn man das Haus und nicht die Lufttemperatur misst. Mach mal in der kalten Jahreszeit, versuchsweise, ein Fenster auf und "vergiss" es zu schließen. Dein Geschwindigkeitsansatz ist unabhängig davon aber höchst mittelprächtig. Nach der Nachtabsenkung ist nicht zu erwarten, dass Du das ganze Haus innerhalb von 20 Minuten auf Vordermann bringst. Ist aber ein guter Ansatz zum Energiesparen. Senkst Du die Temperatur, wegen vorhersehbarer Abwesenheit (Weihnachtsurlaub oder Skibenutzung) so kann es sogar viele Stunden dauern.
Amateur schrieb: > Nach der Nachtabsenkung ist nicht zu erwarten, dass Du das ganze Haus > innerhalb von 20 Minuten auf Vordermann bringst. Bei mir bringt eine Nachtabsenkung nichts. Es geht um die Regelung und um den Gradienten der Vorlauftemperatur der Fußbodenheizung, weiß nicht, ob das in meinem Ursprungspost so klar zu verstehen war. Die Vorlauftemperatur ist - soweit ich recherchiert habe - direkt von der Heizkurve abhängig und reagiert sowieso sehr träge. Da scheint mir ein Gradientenregler passend. Eine Absenkung ist insofern vorgesehen, dass man auf der Bedien-Webseite einen Abwesenheitsmodus aktivieren kann. Lohnt aber erst ab ca. 3 Tagen.
gradientenregler wuerde mich jetzt spontan mal interessieren. könntest du da mal etwas ins detail gehen? ich regele meinen buderus brennwertkessel (fussbodenheizung) mit einem rpi + ems-interface rücklaufgeführt über vorgabe der brennerleistung. probiere hier zwecks optimierung immer mal wieder andere regelungsansätze. //niffko
Dennis schrieb: > Hier reicht ein simpler > Vergleich der Speichertemperatur mit der Kollektortemperatur aus, um zu > entscheiden, ob die Solarpumpe anlaufen soll oder nicht. baue auf jeden fall eine max. temp. (i.d.r. 120°C) ein, ab der die solarpumpe nicht mehr einschaltet. deine kollektoren werden dir sonst gut hörbar kundtun, dass sie das nicht mögen. Amateur schrieb: > Also wird die Pumpe unnötig oft anspringen um > dann das gespeicherte Wasser eventuell sogar im Kollektor abzukühlen. passiert aus o.g. grund nicht. //niffko
Niffko _. schrieb: > baue auf jeden fall eine max. temp. (i.d.r. 120°C) ein, ab der die > solarpumpe nicht mehr einschaltet. Nur so: Mindestens die Hälfte des Codes zur Steuerung meiner privaten Solar/Heizungsanlage beschäftigt sich mit Plausibilisierungen, Überwachungen und Fehlerreaktionen. Ganz vorne steht erstmal die Überwachung der Sensorversorgungsspannung. Die erwähnten 120°C sind nur die Spitze des Eisberges. Die Schwelle liegt bei mir übrigens bei 115°C. >Gradientenregler wuerde mich jetzt spontan mal interessieren. Ist eigentlich keine Raketenwissenschaft: Es geht um die Regelung der Vorlauftemperatur der Fußbodenheizung mittels eines PID-Reglers. Das Stellglied ist ein Mischer mit 2 Steuereingängen für "Kälter machen" und "Wärmer machen". Wenn die Ist-Temperatur (Tist) zu weit von der Solltemperatur (Tsoll) entfernt ist - also mehr als 1 Kelvin, kann man (zumindest aus meiner Sicht) nicht einfach auf die Temperaturdifferenz regeln, weil das System zu träge ist und der I-Anteil sich zu stark aufziehen würde sowie P und D Werte liefern würde, die zum Regeln unbrauchbar sind. Daher wird zunächst auf einen Sollgradienten geregelt- d.h. es wird der gewünschte Temperaturanstieg bzw. Abfall hin zur Solltemperatur geregelt. Bsp: Wenn Tist 3 Kelvin unter Tsoll ist, regelt das System so, dass Tist mit bspw. 0.5K/Minute in Richtung Tsoll steigt. Wenn Tist nahe bei Tsoll ist, wird auf Temperaturregelung umgeschaltet. Damit es beim Übergang von Gradientenregelung zu Temperaturregelung nicht zu Überschwingern kommt, wird der Gradient flacher, je geringer die Differenz zwischen Tist und Tsoll ist. Ich bin jetzt kein voll ausgebildeter Regelungstechniker, aber es funktioniert so sehr gut. Falls hier ein Regelungstechnik-Profi mitliest, kann er ja mal kommentieren...
Hallo Dennis,
>Die Hardware ist komplett zugekauft, beinhaltet 10 Relais, 16 Temperatureingänge
Was für eine Hardware verwendest Du ? Was für Temperatureingänge ? NTC ?
Ich wollte schon mit Wago 750 Modulen anfangen, aber insbesondere bei
den Temperatureingängen wird man schnell arm. Für One-Wire müsste alles
neu verkabelt werden.
Gruss Georg
Hei Georg, meine Heizung wird auch mit Wago 750 geregelt. Es gibt da nun eine 8-fach Temperaturmessklemme 750-451. Für unter 200 Euro... 1Wire ist bei mir zusätzlich im Einsatz. (Für das Profil des Schichtspeichers mit 70 Sensoren.) Seit gestern läuft meine FBH mit einem PI Regler. Einfach nur um eine konstante Vorlauftemperatur zu erreichen. Mehr brauche ich eigentlich auch nicht. Die FBH ist nur aus Komfortgründen im Bad verbaut, damit die Fliesen an den Füßen angenehmer sind. Grüße, Tom
@Tom: Als ich die Zweikanalklemme für 200EUR gesehen hatte, habe ich aufgehört. Aber die 750-451 ist durchaus interessant. @Dennis: Vielen Dank für den Link! Sieht sehr gut aus. Die Programmierung in einer "richtigen" Programmiersprache (nichts gegen die Wago SPS :-) Webserver etc. gefällt mir sehr.
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