Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Heizkörper / Heizungsventil Steuerung ohne dicke Zentrale


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von Ibram G. (ibram)


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Hallo,

Ich habe einen Mikrocontroller, der hat die notwendigen Informationen 
(Tageszeit, Raumtemperatur) und soll das Heizungsventil steuern. Ohne 
dickes Framework wie MQTT, ioBroker, FHEM, OpenHAB2, Node.red, Bridge, 
Zentrale, Cloud Anbindung und was sich die modern Wissenschaft noch 
alles ausdenkt.

Was mir fehlt ist ein Batterie-Betriebenes Heizkörperventil, mit einem 
Funkprotokoll (868 MHz, 2,4 MHz) das dokumentiert ist oder man leicht 
emulieren kann, wie z.B. die Protokolle für Funk-Gesteuerte Steckdosen.
Aus 2015 hat es ein paar Ideen, wie man EQ3 als "Steller" verwendet - 
man muss nur den Dehimpulsgeber emulieren.

Kennt Ihr weitere, andere Lösungen?

Ibram

von Wolle G. (wolleg)


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Ibram G. schrieb:
> Ich habe einen Mikrocontroller, der hat die notwendigen Informationen
> (Tageszeit, Raumtemperatur) und soll das Heizungsventil steuern.

> Was mir fehlt ist ein Batterie-Betriebenes Heizkörperventil, mit einem
> Funkprotokoll (868 MHz, 2,4 MHz) das dokumentiert ist ...
Was ist das Hauptziel? z.B. Raumtemperaturregelung, programmierte 
Raumtemperatur nach Tageszeit, Bedienung über Funk, oder ....

von Jürgen S. (avus)


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Ibram G. schrieb:
> Kennt Ihr weitere, andere Lösungen?
Eine einfache und hinreichend unwissenschaftliche Lösung wäre, 
tatsächlich eine Funksteckdose zu nehmen, und den Stellantrieb thermisch 
zu machen (z.B. Heimeier Emotec 230V).

von Ibram G. (ibram)


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Wolle G. schrieb:
> Was ist das Hauptziel?
Hauptziel ist Raumtemperaturregelung über den µC.
Wenn das läuft, würden sich alle anderen Sachen wie programmierte 
Raumtemperatur nach Tageszeit, Bedienung über Funk leicht ergeben.
Die Zusatzfunktionen sind aber nicht das Ziel - ab einer gewisse Länge 
an zusätzliche Wünschen würde sich ohnehin eine von den "Dicken" 
Zentralen lohnen.
Ibram

von Wolle G. (wolleg)


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Ibram G. schrieb:
> Hauptziel ist Raumtemperaturregelung über den µC.

Raumtemperaturregelung mittels µC gehört aktuell zu meinem Spielzeug.
Das größte Problem sind die Ventilunterteile. Bei den mir bekannten 
Ventilen fehlt ein RegelKEGEL, sodass die Ventilkennlinie nicht optimal 
zur Heizkörperkennlinie passt.
Es ist bei den Ventilen heutiger Bauart nur ein Ventilteller verbaut.
Mit gewissen Einschränkungen an der Regelgüte und zur Befriedigung des 
Spieltriebes sind aber auch die heutigen Ventilunterteile einsetzbar.
Als Stellantrieb wurde ein modifizierter elektronischer Thermostatkopf 
verwendet.
Bei Bedarf – Fragen stellen.

von Pieter (Gast)


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moin,

was für eine Heizung ist vorhanden?
Wie kann die extern gesteuert werden?
Ist eine FBH vorhanden?
Wird auch die Aussentemperatur gemessen?
Wenn die Heizung aus ist, wie lange dauert die Temperaturabsenkung z.B.
um 1K?

Pieter

von Ibram G. (ibram)


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Pieter schrieb:
> Ist eine FBH vorhanden?
Nein, es geht nur um den Ersatz eines manuell zu bedienenden 
Baumarkt-typischen (Parrafin basierten) Heizkörper-Thermostatkopfes 
durch einen fernsteuerbaren Thermostatkopf.

Du stellst viele gute Fragen, deren Antworten man für eine eine 
"intelligente" Regelung braucht. Solange ich den Heißwasser-Durchfluss 
nicht elektronisch regeln kann, brauche ich noch kein Modell der 
Wärmetransports im Zimmer. Ich vermute, zur nächsten Heizperiode werden 
Deine Fragen akut :-)

-Ibram

von Ibram G. (ibram)


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Wolle G. schrieb:
> Bei Bedarf – Fragen stellen.

Tja, dann "Danke" für das Angebot!

- Welche Thermostatkopf setzt Du ein?
- Welcher µC steuert - Atmel, Pic, RPI?
- Funk oder Draht?

Ibram

von Wolle G. (wolleg)


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Ibram G. schrieb:
> - Welche Thermostatkopf setzt Du ein?
> - Welcher µC steuert - Atmel, Pic, RPI?
> - Funk oder Draht?

Es handelt sich um einen Thermostatkopf ähnlich dem von pollin eqiva für 
ca 9€.
Davon wurde nur der mechanische Teil (Motor + Getriebe) verwendet.
Zur Stellwegerfassung wurde am ersten Zahnrad nach dem Motorritzel eine 
Lichtschranke verbaut. Mit diesem Verfahren ist eine Stellwegänderung 
von ca. 1/100mm erfassbar.
(hat noch Schwächen) Wer eine bessere Lösung hat --> her damit.
Der Motor wird über eine separate Brücke angesteuert. (enthält auch 
Überstromüberwachung zur Endlagebestimmung)
 Wer eine bessere Lösung hat --> her damit.
Als µC wird der MSP430F1611 verwendet. Die Uhrzeit stellt ein DS32C35 
zur Verfügung.
Die Temperatur wird mit DS18B20 gemessen und ist über DS2482 mit dem µC 
verbunden.
Die Werte, wie Stellweg, Uhrzeit, Reglerparameter werden alle 8s erfasst 
und zur Auswertung und Optimierung auf einer SD-Karte abgespeichert. Der 
µC enthält den PI(D) regler, die Tastensteuerung, die Ansteuerung einer 
Flüssigkristallanzeige und SD-Karte und  ....
Für Funk wird kein Nutzen gesehen, wobei allerdings auch die 
elektronische Steuerung und Regelung des Thermostatventils mehr in die 
Rubrik -technisches Spielzeug- fallen könnte.

: Bearbeitet durch User
von Pieter (Gast)


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moin,

an den Heizkörperventilen habe ich in den letzten 4 Jahren so gut wie 
nie gedreht...
Anbei die Kurven von gestern, im 5Minuten-Zeitraster.
Die Gas-Heizung läuft von 04-12Uhr und von 15-21Uhr.
Die großen Piks bei Gas sind zum Aufladen des Pufferspeichers.

Peter

von Rainer V. (a_zip)


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Wolle G. schrieb:
> Bei Bedarf – Fragen stellen.

Willst du eine Doktorarbeit schreiben? Und wenn ja, mit welchem Thema...
Gruß Rainer

von Wolle G. (wolleg)


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Pieter schrieb:
> Anbei die Kurven von gestern,
Wie muss man das Diagramm deuten?
z.B. linke y-Achse 22°C --- rechte y-Achse 18°C ??

von Martin (Gast)


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Nimm welche mit Bluetooth und nimm einen esp32 um sie zu steuern? Ist 
das schmal genug?

von Heinz R. (heijz)


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in der aktuellen Make ist ein Projekt wo Equva thermostate über 
Bluetooth angesteuert werden

Dort zwar auch über Home Assistant, aber vielleicht kannst Du Dir was 
abgucken...

von Wolle G. (wolleg)


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Rainer V. schrieb:
> Willst du eine Doktorarbeit schreiben? Und wenn ja, mit welchem Thema...
> Gruß Rainer
Warum auch nicht,? Wenn es dafür reicht und ordentlich Knete rüber 
kommt.

Allerdings wäre schon viel geschafft, wenn die Industrie wieder 
Ventilunterteile mit Regelkegel (s.o.) herstellen würde. Die 
Ventilkennlinie   –Durchfluss = (f) Hub –   sollte dabei eine 
proportionale Kennlinie sein, also zur Kennlinie eines Heizkörpers 
passen.

von Rainer V. (a_zip)


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Wolle G. schrieb:
> Allerdings wäre schon viel geschafft, wenn die Industrie wieder
> Ventilunterteile mit Regelkegel (s.o.) herstellen würde.

Ja, genau wegen dieser Bemerkung habe ich gefragt...und auch wenn ich 
deine laienhafte Begeisterung prinzipiell begrüße, ist es doch in meinen 
Augen übertrieben, wegen lächerlicher Heizungsregelung so ein Fass 
aufzumachen. Nur als Beispiel: was interessiert es die Zimmertemperatur 
mit einer sagen wir mal 30-Minuten-Regelzeit, ob das Thermostatventil 
ein Präzisionsregelventil aus der Zuckerbäckerei ist oder ob es einfach 
nur "auf-" und "zumacht"? Kannste dir sicher selbst beantworten :-)
Gruß Rainer

von Pieter (Gast)


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moin,

>>Wie muss man das Diagramm deuten?
>>z.B. linke y-Achse 22°C --- rechte y-Achse 18°C ??

ups, da fehlen die Massangaben.
Links: Temperatur in °C,
Rechts: Gas, die Zählerwerte * 0,01qm, Wind in m/s

Die Heizung wird über einen Aussenfühler gesteuert.
Wünschenswert wäre eine zusätzliche Temperatursteuerung zur Überwachung 
der Innentemperatur. Da würde min/max reichen.

Die thermischen Zeitkonstanten sind alle so groß, dass die Mittelwerte 
aus 5Minuten mehr als genau sind.

von Rainer V. (a_zip)


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Habe noch mal etwas nachgelesen...scheinen sich doch einige 
Seelenverwandte getroffen zu haben. Aber ich kann jedenfalls keine Linie 
mehr erkennen und verabschiede mich.
Rainer

von Wolle G. (wolleg)


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Rainer V. schrieb:
> und auch wenn ich deine laienhafte Begeisterung prinzipiell begrüße,

Danke für die Blumen!
Allerdings fragte man hier nach einem elektronischen Thermostatkopf?

Es geht aber auch ohne Regelventil.
Ein Ventil mit Handrad reicht. Zumindest in einem EFH.
Das wäre doch mal etwas für den Fachmann.

von Trude (Gast)


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Pieter schrieb:
> Ist eine FBH vorhanden?

Was ist denn eine "FBH"?

von Christian H. (netzwanze) Benutzerseite


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Trude schrieb:
> Was ist denn eine "FBH"?

(F)uß(B)oden(H)eizung

von Rainer V. (a_zip)


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Wolle G. schrieb:
> Danke für die Blumen!
> Allerdings fragte man hier nach einem elektronischen Thermostatkopf?

Man, ist wirklich nicht mehr zu toppen! Aber macht ruhig weiter...

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Boah, ich hatte früher so 'nen Knauf an der Heizung, da konnte man dran 
drehen (voll mechanisch, ey!) und die Wunschtemperatur einstellen. Dann 
funktionierte das doch glatt über die komplette Heizperiode, ganz ohne 
Internet, sogar ohne Strom! Unglaublich.

von Pieter (Gast)


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@Trude

eine FBH ist was für Menschen die auf Heizung stehen...

@Ibram
>>Hauptziel ist Raumtemperaturregelung über den µC.

Das wird ganz schwer, es gibt da zuviele Störquellen und zuwenige 
Messmöglichkeiten.
Stelle mal 5 Thermometer unter eine Haube, notiere nach z.B. 1Stunde die 
Unterschiede und verteile die Thermometer im Raum. Nach eine weiteren 
Stunde wieder die Unterschiede notieren. Du wirdst für diesen Raum 5 
verschiedene Temperaturen "gemessen" haben.
Welches ist der richtige Wert?
Der Mensch ist hierbei als Wärmequelle ( ~30Wh bis ~120Wh )zu 
betrachten.

Peter

von Rainer V. (a_zip)


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OK, ich habs jetzt auch kapiert...das beste April-Feature ever...
Gruß Rainer
PS. Trotzdem muß darauf bestanden werden, dass es ohne jedenfalls nicht 
- und schon gar nicht unter Berücksichtigung der - also! Mit geheimem 
Gruß...

von Wolle G. (wolleg)



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Rainer V. schrieb:
> oder ob es einfach nur "auf-" und "zumacht"?

Meinst Du damit das Regelverhalten, welches im Anhang dargestellt wird?
Es ist das Regelverhalten der professionellen funkgesteuerten Anlage 
alphaEOS.
Dazu zwei Regelkurven. Links im Bild: mechanischer Thermostatkopf mit 
Dehnungskörper,
rechts: alphaEOS
Die Diagramme sollte aber jeder für sich beurteilen.

alphaEOS umfasst im Wesentlichen
a) Stellantrieb                                          80,-€
b) Raumtemperaturfühler                                  150,-€
c) Zentraleinheit mit Anschluss zum Internet             190,-€
für jeden weiteren Raum kommen dazu: Raumtemperaturfühler + 
Stellantrieb  -->  für eine 3 Raumwohnung:  Summe = ca. 1000,-€
Bedienung der Anlage erfolgt über Tablet oder Schlaufon.

von Pieter (Gast)


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moin,

@Wolle
>> für eine 3 Raumwohnung:  Summe = ca. 1000,-€

Boa, soviel kostet unser diesjähriges Gas und in meinem Haus habe ich 
ca. 11 Heizkörper, da brauche ich dann ???

Kannst Du abschätzen wieviel Heizung Du durch die "bessere" Reglung 
einsparen tust?

Peter

von Wolle G. (wolleg)


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Pieter schrieb:
> Kannst Du abschätzen wieviel Heizung Du durch die "bessere" Reglung
> einsparen tust?

Nein.
Es wird zwar immer wieder von Energieeinsprung (bis 30%) bei Verwendung 
elektronischer Thermostatköpfe gesprochen, aber man muss fragen, wo und 
warum man damit Energie sparen kann.
Bei uns lief damals von der Wohnungsgenossenschaft ein Projekt "Schlauer 
wohnen". Mieter wurden gefragt, ob sie das alphaEOS System mal 
ausprobieren möchten. Da habe natürlich "hier" gerufen.
Ich mache es mir leicht und hänge meine damalige Betrachtung mit dem 
Versuch einer Kosten-Nutzenrechnung als Anhang an.

PS.
Habe gerade gesehen, dass im Anhang viele Zeilen verrutscht sind

: Bearbeitet durch User
von Sly_marbo (Gast)


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Wolle G. schrieb:
> Es wird zwar immer wieder von Energieeinsprung (bis 30%) bei Verwendung
> elektronischer Thermostatköpfe gesprochen, aber man muss fragen, wo und
> warum man damit Energie sparen kann.

Hmm. nach meiner Erfahrung sind die größten Energieeinsparungen bei 
solchen Systemen dadurch verursacht das das System nicht wie gewünscht 
funktioniert und die Heizkörper einfach Kalt bleiben.

von MeierKurt (Gast)


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Sly_marbo schrieb:
> Wolle G. schrieb:
>> Es wird zwar immer wieder von Energieeinsprung (bis 30%) bei Verwendung
>> elektronischer Thermostatköpfe gesprochen, aber man muss fragen, wo und
>> warum man damit Energie sparen kann.
>
> Hmm. nach meiner Erfahrung sind die größten Energieeinsparungen bei
> solchen Systemen dadurch verursacht das das System nicht wie gewünscht
> funktioniert und die Heizkörper einfach Kalt bleiben.

Energie sparen? Na, alles auf 18°C runter und bisschen dicker anziehen.
Wenn ein Einsparversprechen von 30% wahr werden soll, muss man vorher 
aber ganz schön unoptimal heizen. Alles auf "5" und zum Regulieren 
Fenster öffnen - oder so.

Ich weiß ja nicht, wie aufwändig der Affentanz um eine optimale Heizung 
gemacht werden sollte - mir jedenfalls genügt ein mittels Fritzbox 
(DECT) steuerbares Heizungsventil (ca. 40-50€, max. 12 an eine FB 
anschliessbar). Das tut das, was es soll, und ist über die Fritzbox 
zeit- und temperaturmässig programmierbar. Die reale Zimmertemperatur 
entspricht recht gut der programmierten Temperatur. Mehr muss nicht 
sein. DECT ist freilich begrenzt in der Teilnehmerzahl (waren
Wahrscheinlich ist das Ganze auch übers Internet erreichbar - wenn ich 
darin einen Sinn sehen würde.

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