Forum: Haus & Smart Home Projektvorstellung: Gasheizung überwachen


von Sebastian A. (c_bastian)


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Hallo zusammen,

ich wollte meine Gasheizung und mein Haus besser verstehen, insbesondere 
in Vorbereitung auf die Umrüstung des Hauses auf eine Wärmepumpe. Ich 
hatte den Verdacht, dass die Gasheizung, die mein Installateur vor 15 
Jahren eingebaut hat, überdimensioniert war. Bei einer Gasheizung ist 
das nicht so schlimm, aber eine Wärmepumpe sollte man genauer 
dimensionieren. Ich wollte mich dabei nicht nur auf die 
Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 verlassen, sondern das mit realen 
Daten meines Hauses ergänzen.

Vielleicht ist das Projekt ja für den ein oder anderen interessant, der 
auch gerade überlegt, auf eine Wärmepumpe umzusteigen. Also habe ich 
mich entschlossen, mein kleines Bastelprojekt öffentlich zu machen und 
habe  eine ausführliche Bastelanleitung erstellt.

Was macht das Projekt?
- Überwachung und Speicherung von Außentemperatur, Vor- und 
Rücklauftemperatur
- Überwachung des Gasverbrauchs (über die magnetische Schnittstelle des 
Gaszählers), um daraus die aktuelle Leistung der Gasheizung zu berechnen
- Speicherung und Darstellung der Messergebnisse in diversen Charts.
Das Ergebnis kommt u.a in Form solcher Kurven (Anhang)

Was braucht man?
- 1 Stk. Shelly Plus
- 1 Stk. Shelly Addon
- 3 Stk. Temperatursensoren DS18B20
- 1 Stk. AIthinker ESP32Cam
- USB-Board für AIthinker ESP32Cam
- ein Reed-Kontakt
- USB-Netzteil
- Webserver (Shared Hosting oder z.B. Raspberry im Heimnetz, nach 
Belieben). Der Server braucht MySQL (oder kompatibel) und PHP sowie ein 
Verzeichnis, das im Browser aufgerufen werden kann.
Insgesamt kosten die Teile unter 100€.

Was muss man können?
Ich setze in dieser Anleitung voraus, dass man:
- weiß, wie man einfache Dinge lötet (kein SMD-löten)
- weiß wie man einen ESP mit der ArduinoIDE (o.ä.) programmiert
- weiß, wie man einen Webserver betreibt oder ein Shared Hosting nutzt
- weiß, wie man einen Shelly fachgerecht anschließt (Arbeiten mit 230V!) 
und einrichtet

Das ist bestimmt nicht alles super sauber programmiert. Es war zunächst 
nur als kleines privates Projekt geplant, ist dann aber über die Zeit 
stark gewachsen und war nie zur Veröffentlichung vorgesehen. Erst im 
Nachgang habe ich mir gedacht, er könnte auch für andere Menschen wie 
mich, die ihre Heizung besser kennenlernen wollen, interessant sein. Ich 
bitte alle Unsauberkeiten im Code zu entschuldigen.

Aber vielleicht hilft es dem ein oder anderen.

Viel Spass damit,
Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Roland E. (roland0815)


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Du ballerst im Durchschnitt 3,3kW rund um die Uhr ins Haus?!? Wenn die 
Hütte nicht gerade 1500qm Wohnfläche hat, würde ich erst mal das 
Wärmeleck suchen, bevor da eine Wärmepumpe rein kommt...

von Sebastian A. (c_bastian)


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Unter anderem geht es ja genau darum bei diesem Projekt. Um genauere 
Werte als nur eine Jahresablesung zu haben. Ist ein teilsanierter 
Altbau, verwinkelt, nicht ganz klein.

von Christian (trimatik-chris)


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Wenn ich richtig gerechnet habe dann entspricht das ca 80kWh pro Tag, 
oder 8m^3 Gas. Bei 10° Aussentemperatur. Das klingt für mich, für einen 
Altbau,  nicht nach extrem viel.. ~10€ pro Tag oder so?

von Michael B. (laberkopp)


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Sebastian A. schrieb:
> Unter anderem geht es ja genau darum bei diesem Projekt.

Na ja, du willst auch mit einer Wärmepumpe am kältesten Tag des Jahres 
zumindest innerhalb der 50 Jahre die du das Haus bewohnst innendrin 
lebenswerte Temperaturen haben.

Es nutzt dir nichts, wenn deine Wärmepumpe bei 10 GradC draussen 
innendrin 20 GradC schafft, sondern es muss bei mehreren Tagen in Folge 
-25 GradC draussen das auch schaffen, denn so einen Winter gab es hier 
in den letzten 50 Jahren durchaus.

Und dazu braucht die Wärmepumpe die 4.5-fache Leistung auch bei 
4.5-facher Temperaturdifferenz, muss also gut das 20-fache schaffen. 
Deine Messwerte helfen da wenig.

Also in unserem Neubaugebiet sind im ersten Winter alle Bewohner in den 
Baumarkt gerannt und haben die Heizlüfter leergekauft, weil der 
Bauträger überoptimistisch gerechnet hat, oder genauer gesagt die Kunden 
betrogen hat. Inzwischen haben fast alle einen Kaminofen, denn den Strom 
kann sich ja keiner leisten.

von Sebastian A. (c_bastian)


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Tatsächlich habe ich über mehrere Sanierungen den jährlichen Heizbedarf 
von ursprünglich 35.000kWh/a auf nun 14.000kWh/a runter gekriegt. Klar, 
für jemanden, der ein Haus aus diesem Jahrtausend bewohnt, ist das irre 
viel, für ein Haus von 1898 aber nicht. Ich habe ja den Logger gebaut, 
um zu sehen, was die Vorlauftemperatur und die Leistung der Heizung 
macht, ohne dass ich ständig in den Keller laufen muss. Das meine ich 
mit "genau darum geht es". Daten sammeln, um später keine 
Fehlentscheidungen zu machen.

Ich will auch gar nicht zu sehr über dieses Haus debattieren, ich denke, 
wir sind da auf einem guten Weg, auch wenn der noch nicht zu Ende 
gegangen ist. Ich wollte nur das Projekt vorstellen, falls es jd. 
nachbauen möchte.

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Michael B. schrieb:
> Also in unserem Neubaugebiet sind im ersten Winter alle Bewohner in den
> Baumarkt gerannt und haben die Heizlüfter leergekauft, weil der
> Bauträger überoptimistisch gerechnet hat,

Der Bauträger hatte mit großer Wahrscheinlichkeit schon richtig 
gerechnet.

Aber die Kälte bleibt nunmal am Boden, weil die kalte Luft schwerer ist. 
Gerade, wenn es kalt ist, ist oft die Luftbewegung auch nicht hoch. 
Somit haben die WP in dem Neubaugebiet die Inversionslage verstärkt und 
somit wurden die Verhältnisse für die Wärmepumpen noch ungünstiger. Tja, 
die Nachbarn haben sich gegenseitig die Wärme weggeschnappt.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Roland E. schrieb:
> Wenn die
> Hütte nicht gerade 1500qm Wohnfläche hat, würde ich erst mal das
> Wärmeleck suchen, bevor da eine Wärmepumpe rein kommt...

Michael B. schrieb:
> Na ja, du willst auch mit einer Wärmepumpe am kältesten Tag des Jahres
> zumindest innerhalb der 50 Jahre die du das Haus bewohnst innendrin
> lebenswerte Temperaturen haben.

So muß das, Sebastian zeigt ein Projekt und die üblichen Schwachköpfe 
fangen direkt an, sachfremd zu diskutieren.

Wenn er vorgehabt hätte, über die Heizlast seines Hauses zu palawern, 
stände da nicht Projektvorstellung im Titel.

von Heinz R. (heijz)


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Sebastian A. schrieb:
> Vielleicht ist das Projekt ja für den ein oder anderen interessant, der
> auch gerade überlegt, auf eine Wärmepumpe umzusteigen. Also habe ich
> mich entschlossen, mein kleines Bastelprojekt öffentlich zu machen und
> habe  eine ausführliche Bastelanleitung erstellt.

da hast ja richtig viel Zeit rein gesteckt

Hierfür gibt es schon lange Volkszähler

https://www.volkszaehler.org/

Ich logge hiermit aktuell über 100 Messwerte - die Datenbank sitzt auch 
bei einem Webhoster

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Sebastian A. schrieb:
> Insgesamt kosten die Teile unter 100€.

Das ist preiswert mit der Anlage zu loggen.

Zum Vergleich wäre ein Diagramm von einem sehr kalten Tag, deutliche 
Minusgrade interessant. Also 3-4 kW bei 6 Grad sollte es mit -8 Grad bei 
7-8 kW liegen. Mit einer gedrosselten Wärmepumpe auf 4kW Stromaufnahme 
zur Netzstabilisierung sollte auch an solchen Tagen nicht gefroren 
werden müssen.

von Gerd E. (robberknight)


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Sebastian A. schrieb:
> ich wollte meine Gasheizung und mein Haus besser verstehen, insbesondere
> in Vorbereitung auf die Umrüstung des Hauses auf eine Wärmepumpe.

Ist die Heizung nur fürs Heizen der Räume oder auch für Warmwasser?

Wenn auch Warmwasser, dann würde ich vorschlagen zu versuchen das 
irgendwie zu separieren. Denn beim Warmwasser hast Du meist einen stark 
schwankenden Verbrauch und bei der Wärmepumpe hinterher macht es oft 
Sinn das auch von der Heizung zu trennen. Von daher wären separate Daten 
denke ich deutlich besser.

Du könntest z.B. den Kaltwasser-Zufluss in die Heizung rein messen. Dann 
einmal den durchschnittlichen Gasverbrauch pro Liter rein fürs 
Warmwasser ermitteln und dann kannst Du für jeden Liter Warmwasser den 
nötigen Gasverbrauch auf das Warmwasser umbuchen.

: Bearbeitet durch User
von Wolf17 (wolf17)


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Sebastian A. schrieb:
> Ich
> hatte den Verdacht, dass die Gasheizung, die mein Installateur vor 15
> Jahren eingebaut hat, überdimensioniert war.
Dafür braucht man keine aufwendige Technik, Stift und Papier reicht:
An den kältesten Tagen liest man einige Tage hintereinander immer um 9 
und 21 Uhr den Gaszähler ab.
Anhand des Typenschildes der Gasheizung errechnet man den Gasverbrauch 
bei 12 Stunden Vollast.
Dies setzt man ins Verhältnis zu den ermittelten 12h 
Gasverbrauchswerten.

Jetzt kann man noch nachdenken, ob da Warmwassererhitzung mit drin war 
und welchen Zuschlag man zugesteht, wenn es längere Zeit deutlich kälter 
werden sollte. Dann erkennt man, ob überdimensioniert wurde und welche 
Leistung sich für die Wärmepumpe empfiehlt.

: Bearbeitet durch User
von Christian (trimatik-chris)


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Deine Aufzeichungen sind gut automatisiert und du hast eine Menge 
Aufwand reingesteckt!
So ähnlich habe ich auch mal angefangen.. Und am Ende festgestellt dass 
"Papier und Bleistift" ausreichen :) Zum Auslesen der Heizungsdaten 
hatte ich mir eine HW gebaut um die Daten über WLAN auf einer HTML-Seite 
anzugucken. Sowas wird aber sehr schnell sehr langweilig und eine 
Datenbank habe ich mir deshalb geklemmt.
Aber okay, ist ein Hobby, da kann man die Notwendigkeiten auch mal ein 
wenig biegen und alles umfangreicher aufsetzen.

Um abzuschätzen ob deine Heizung passend dimensioniert ist reichen 
Aussen-, Kessel- und Vorlauftemperatur. Daran erkennst du genau wie oft 
der Kessel eingeschaltet wird und ob das bei den kältesten Temperaturen 
noch passt.

Der Gasverbrauch spiegelt sehr genau deinen realen Wärme/Heizbedarf 
wieder. Entscheidend ist der Beobachtungszeitraum. Man braucht viel 
Geduld, am besten 1 Jahr. Ich habe im ca. Wochentakt den Zählerstand 
notiert und den Tagesverbrauch berechnet. Im Sommerhalbjahr (Heizung 
aus) erkennt man sehr exakt den Bedarf/Offset für das Warmwasser. Aus 
Spass habe ich mir noch die historischen Temperaturen vom Wetteramt 
unterlegt. Zusätzlich könnte man natürlich auch den Sensor der Heizung 
verwenden.

Die Sache mit der Shelly-Temperaturmessung kannte ich noch nicht. Wie 
funktioniert das mit dem AddOn genau?

: Bearbeitet durch User
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