Forum: Haus & Smart Home Klimaanlage steuern in Abhängigkeit von PV-Leistung


von Thoralf (enkidu_mit_pv)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo zusammen,
um die Amortisation einer PV-Anlage zu erhöhen, sollte man soviel wie 
möglich Solarstrom selbst nutzen. Das Problem ist die Leistung der 
Verbraucher an die erzeugte Solarleistung anzupassen. Dazu möchte ich 
mein Projekt zur Steuerung einer Inverter-Klimaanlage vorstellen. Analog 
kann man natürlich auch Wasserboiler und andere Verbraucher steuern. Die 
Solarleistung sollte natürlich im Verhältnis zur Leistung des 
Verbrauchers ausreichend überdimensioniert werden.
Zur Messung der eingespeisten Leistung verwendet dieses Projekt einen 
Einphasen-Zähler mit S0-Schnittstelle. Die Datenübertragung erfolgt über 
ESP32-NOW in verschiedene Räume ohne aufwändig Kabel verlegen zu müssen. 
Das eigentliche Steuergerät muss sich in Sichtweite der 
Inverter-Split-Klimaanlage befinden. Das Steuergerät hat rgb-led zur 
Statusanzeige, eine IR-led zur Signalübertragung an die Klimaanlage und 
einen IR-Empfänger.
Das Prinzip basiert darauf, dass die Klimaanlage ihre Leistungsaufnahme 
in Stufen an die Differenz aus der Raumtemperatur und der vorgegebenen 
Solltemperatur anpasst. Über die Änderung der Solltemperatur kann das 
Steuergerät die Leistungsaufnahme ändern.
Der Bediener richtet seine IR-Fernbedienung nicht auf die Klimaanlage 
sondern auf das Steuergerät. Er wählt im Modus heizen oder kühlen und 
die gewünschte Temperatur. Wenn er die Regelung abschalten möchte, 
richtet er die Fernbedienung auf das Steuergerät und schaltet es aus.
Im Anhang sind die Codes für das Steuergerät und den Einspeisesensor.
Ich würde mich freuen, wenn es jemand nachbaut.
von Andreas M. (elektronenbremser)


Lesenswert?

Gehört eigentlich zu Projekte und Code
von Heinz R. (heijz)


Lesenswert?

Thoralf schrieb:
> Das Prinzip basiert darauf, dass die Klimaanlage ihre Leistungsaufnahme
> in Stufen an die Differenz aus der Raumtemperatur und der vorgegebenen
> Solltemperatur anpasst. Über die Änderung der Solltemperatur kann das
> Steuergerät die Leistungsaufnahme ändern.

wie soll das funktionieren?

Es ist doch ein Unterschied in der Leistungsaufnahme wenn ich z.B. 22° 
soll einstelle ob es 23° oder 32° im Raum hat?
von Klaus (feelfree)


Lesenswert?

Eine Klimaanlage, die nach dem aktuellen  PV-Überschuss geregelt wird, 
will man nicht haben.
Man möchte eine angenehme, gleichmäßige Temperatur im Haus haben, und 
nicht frieren müssen, nur weil das Ding gerade Strom verballern "muss".

Das schöne ist, dass die "natürliche" Regelung (Abweichung Soll/Ist) 
sowieso nahezu perfekt mit dem Solarertrag korreliert.

Heinz R. schrieb:
> Es ist doch ein Unterschied in der Leistungsaufnahme wenn ich z.B. 22°
> soll einstelle ob es 23° oder 32° im Raum hat?

Ja eben. Bei 23° Ist und viel Solarertrag schaltet diese "Regelung" dann 
das Soll solange runter, bis genug Strom zum unnützen Runterkühlen 
verballert wird
: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Klaus schrieb:
> Eine Klimaanlage, die nach dem aktuellen  PV-Überschuss geregelt wird,
> will man nicht haben.

Du vielleicht nicht, aber du bist nicht der Massstab.

Je mehr Sonne je mehr Aufheizung, das funktioniert wie der 
Außentemperaturfühler an der Heizung der die Vorlauftemperatur und damit 
mögliche Heizleistung regelt

Hat man gar ein Campingmobil will man das Inselnetz nicht überfordern 
und kühlt nur mit dem was man bekommt.

ars ist sowieso ungesund in Räumen ohne Temperaturschwankungen zu 
sitzen, inzd auf Dauer regelt die Klimaanlage schon auf Solltemp, es 
wird ja nur die Leistung geregelt.

Ich denke nur, das Verfahren funktioniert je nach Klimaanlagenmodell 
anders, und seine Implementation muss man auf die eigene Klimaanlage 
anpassen
: Bearbeitet durch User
von Heinz R. (heijz)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Ich denke nur, das Verfahren funktioniert je nach Klimaanlagenmodell
> anders, und seine Implementation muss man auf die eigene Klimaanlage
> anpassen

Hast Du selber eine Klimaanlage?

Hier der heutige Verbrauch
(das Rauschen kommt daher das nur S0-Impulse erfasst werden)
von Klaus (feelfree)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> sowieso ungesund in Räumen ohne Temperaturschwankungen zu sitzen

ein echter Laberkopp mal wieder

Michael B. schrieb:
> Je mehr Sonne je mehr Aufheizung

eben, und desto mehr muss die Klimaanlage gegensteuern. Das macht die 
von ganz alleine, ohne externe Steuerung mit völlig falschen 
Sollwertvorgaben.
: Bearbeitet durch User
von Thoralf (enkidu_mit_pv)


Lesenswert?

Hallo zusammen,
jeder Klimaanlagenhersteller macht natürlich sein eigenes 
Sendeprotokoll. Leider gibt es keinen einheitlichen Standard.
Aber! Die Protokolle haben viele Gemeinsamkeiten. Um das Projekt zu 
skalieren gibt es aus meiner Sicht zwei sinnvolle Ansätze.
1. Jeder Maker passt das Programm individuell an seine Fernbedienung an. 
Vorteil ist ein schlankes Programm, welches auf vielen Mikrocontrollern 
läuft.
2. Beim Senden der Fernbedienung wird das passende Protokoll in einer 
Tabelle identifiziert und verwendet. Vorteil ist eine universelle 
Lösung. Um das mit einem normalen Mikrocontrller zu realisieren, müsste 
eine Tabelle mit Kriterien wie der Länge des Startbits, Bitlänge, 
Bitanzahl, Art der Checksumme und natürlich die Bitpositionen für 
Heizen/Kühlen, Temperatur eingetragen werden.

Mit der IRremote Bibliothek wurde auch schon versucht alle möglichen 
Fernbedienungsprotokolle zu erfassen. Allerdings ist die Bibliothek 
mittlerweile so riesig, dass man schon fast einen PC dafür benötigt. Die 
Bibliothek kann natürlich viel mehr. Damit lässt sich das ganze 
Protokoll ändern. Also z.B. Lüfter, Ausrichtung, Timer u.s.w..
Die Vorteile des Mikokontrollers sind ja klein, kostengünstig, 
zuverlässig und geringer Energiebedarf.
Wenn sich Leute finden, um verschiedene Protokolle zusammenzutragen und 
eine Tabelle zu erstellen, wäre das eine gute Sache.
von Thoralf (enkidu_mit_pv)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hier sind ein paar Fotos.
von Jörg K. (joergk)


Lesenswert?

Ich finde die Grundidee ganz interessant und würde sie nicht so 
zerreißen wie einige meiner Vorredner:

Die kleinen Splitgeräte der diversen "Hersteller" sind sich sehr ähnlich 
in ihrer Regelstruktur:
- Geregelt wird auf die Ansaugtemperatur des Innengerätes
- Unterschreitet die Ansaugtemperatur den Sollwert um 3K wird 
abgeschaltet
- Erreicht die Ansaugtemperatur den Sollwert wird eingeschaltet
- Die Leistung wird über das Integral der Regelabweichung eingestellt: 
Lang anhaltende große Regelabweichung führt zur Erhöhung der Leistung, 
kleine Regeldifferenz dagegen zur Senkung der Leistung

Die vom TO verwendete Methode kann also klappen.
Zum Thema Komfortverlust wegen schwankendem Sollwert: Wir reden hier ja 
nicht von 5K sondern 2..3K. Das liegt schon im oben genannten 
Hysteresebereich.

Und zum Beispiel für ein Schlafzimmer würde das System sehr gut klappen: 
Mittags bei Sonne den Raum runterkühlen, Nachts Klima aus.
Die Wärme steckt ja nicht in der Luft sondern in den Wänden und den 
Müblen.

Jörg
von Gerhard O. (gerhard_)


Lesenswert?

Moin,

Interessantes Projekt. Sollte man sich zusätzlich nicht auch mit dem 
Heruntersetzen der mittleren Strahlungstemperatur befassen und 
Sonneneinstrahlung an den südlich gerichteten Aussenwänden zu verhindern 
oder zu verringern? Hier ein Bericht von mir:

Um Klimagerät Betriebskosten so niedrig wie möglich zu halten, baute ich 
mir übrigens vor Jahren eine Fenstereinsatz Gebläse Einrichtung, die 
sich in der Nacht, sobald die Lufttemperatur draussen unter 15 Grad 
sinkt, einschaltet. Die eingesaugte Wohnungsluft entweicht durch ein 
strategisch geöffnetes Fenster. Mit dieser Einrichtung lässt sich die 
Wohnungstemperatur jeden Tag zurücksetzen, anstatt mit jedem Hitzetag zu 
steigen. Da die Masse der Wohnung Energie speichert, kann man so einen 
gewissen Teil davon so wieder nach aussen abführen, um unerwünschte 
Gebäude Hitzeenergiespeicherung zu minimieren.

Zusammen mit Abschirmung der Sonneneinstrahlung und dem Gebläsebetrieb, 
ist es mir nun fast immer möglich, die Anfangswohnumgstemperatur am 
Morgen unter 19 Grad zu bringen. Auch bei 30 Grad später draussen, 
steigt am Nachmittag/Abend die Innentemperatur meist nicht über 26 Grad, 
ohne dass das Klimagerät überhaupt eingeschaltet werden muß. Die läuft 
nur bei Sommertemperaturen wesentlich über 30 Grad.

Die Gebläse Routine hat sich definitiv positiv bestätigt. Sind halt 
meine Erfahrungen. Die Wetterfröschen sagten uns für heuer einen brutal 
heissen Sommer voraus. Hitzedom lässt grüssen...

Gerhard
von Thomas R. (thomasr)


Lesenswert?

Grundsätzlich ist die "Vorratskühlung" in der Nacht der beste Weg um 
tagsüber ohne Klimagerät auskommen zu können. Das funktioniert aber nur 
bei einer "normalen" Wetterlage die auch nachts halbwegs niedrige 
Temperaturen bringt. Bei solchen Meldungen ist das aber wohl 
illusorisch:

"Im rheinland-pfälzischen Bad Bergzabern ist die Temperatur in der Nacht 
zum Donnerstag nicht unter 26,2 Grad gefallen. Dieser Wert wurde um 5.50 
Uhr gemessen, danach stieg die Temperatur wieder. Damit wurde laut 
Deutschem Wetterdienst (DWD) der Rekord für die heißeste je in 
Deutschland gemessene Nacht eingestellt"

Die 70m Tiefenbohrung unserer Solewärmepumpe ist erschöpft. 
Normalerweise kommt da ~10°C kühle Sole raus die über einen WT auf die 
Fußbodenheizung übertragen werden und damit das ganze Haus ohne 
Klimaanlage kühlen. Das Erdreich um die Sonde hat sich aber durch den 
Wärmeeintrag und fehlenden Regen dermaßen erwärmt, daß da nichts mehr zu 
holen ist.
von Hardy F. (hflor)


Lesenswert?

Heinz R. schrieb:

> Hier der heutige Verbrauch
> (das Rauschen kommt daher das nur S0-Impulse erfasst werden)

Warum S0? Ein Lesekopf für eine MME mit ESP32 kostet unter 10€ im 
Eigenbau.
Dann gibt es die aktuellen Leistungswerte im Sekundentakt.
von Marcel V. (mavin)


Lesenswert?

Bei uns ist das normale kalte Wasser aus dem Wasserhahn schon brüh warm! 
Liegt daran, dass die Wasserleitungen direkt unter der Strassendecke 
verlaufen, und die Strasse schon so kochendheiß ist, dass man mit 
nackten Füssen nicht mehr drüberlaufen kann!

Selbst bei den ausgebesserten bituminierten Stellen läuft der, durch die 
Hitze, verflüssigte Bitumen in die Straßengosse! Als Radfahrer darf man 
da nicht durchfahren, sonst hat man sich die Schutzbleche von innen 
versaut!
von Nemopuk (nemopuk)


Lesenswert?

Marcel V. schrieb:
> und die Strasse schon so kochendheiß ist, dass man mit nackten Füssen
> nicht mehr drüberlaufen kann!

Auch vor unserem Haus ist der Asphalt von der Straße geschmolzen. Die 
ganze Straße ist zu einem Klebeband geworden.
: Bearbeitet durch User
von Klaus (feelfree)


Lesenswert?

Thoralf schrieb:
> Hier sind ein paar Fotos.

Die Fernbedienung kommt mir bekannt vor. Bei mir Mitsubishi Bj. 2021, im 
Design von 1981. Zum Glück hat das Ding auch einen WLAN Zugang und ich 
kann es ganz ohne Bastelaufwand mit der Hausautomatisierung steuern.

"Vorratskühlung" nutze ich in diesen Tagen in der Tat auch. Ohne 
Anwesenheit wird die Lüfterstufe/Leistung hochgedreht, damit während der 
Anwesenheit die Flüsterstufe reicht.
von Oliver S. (oliverso)


Lesenswert?

Thomas R. schrieb:
> Grundsätzlich ist die "Vorratskühlung" in der Nacht der beste Weg
> um
> tagsüber ohne Klimagerät auskommen zu können.

Grundsätzlich funktioniert das aktuell vielleicht im Passivhaus ohne 
Fenster, sonst eher gar nicht.

Oliver
von Lukas (lwhite)


Lesenswert?

Nach meinen Erfahrungen würde ich mich nicht steif auf das Prinzip, dass 
bei einem PV-Überschuss die Klimaanlage muss stärker laufen, muss, 
stützen. Es kommt ja immer häufiger vor, dass es binnen weniger 
Augenblicke zuerst bewölkt und dann gleich wieder sonnig ist. Daher 
rennt dann die Steuerung ständig hinterher und damit einher schwankt die 
eingestellte Temperatur.

In meinen Augen ist es also sinnvoller, sofern passend, die Heizung ein 
bisschen herunterzudrehen, damit sich die Wärme nicht bis in den Abend 
hineinspeichert. Ich sehe auch bei mir, dass man bei heißem Wetter viel 
deutlicher, als es die Lufttemperaturanzeige allein vermuten lässt, 
merkt.

Die reine IR-Lösung hängt meines Wissens vom Modell ab. Ich bekomme es 
auch im Umfeld mit, und manche reagieren träge. Andere wiederum regeln 
den Kompressor sanft herunter und bei anderen wird ein kleines 
Ein-Aus-Drama daraus.

Auch mir wäre S0 für eine präzise Leistungsregelung auch etwas zu grob. 
Für eine langsame Regelungslogik könnte es ausreichen, aber eine 
sekundengenaue Feinabstimmung würde ich gar nicht erst versuchen.
von Klaus (feelfree)


Lesenswert?

Thoralf schrieb:
> Das Problem ist die Leistung der
> Verbraucher an die erzeugte Solarleistung anzupassen.

Dafür gibt es eine universelle Lösung, die heißt AC-gekoppelter 
Speicher. Der speichert Überschuss weg und stellt ihn dann bereit, wenn 
Bedarf da ist.
Damit braucht es dann keine singuläre Lösung, die sowieso nur mit einem 
einzigen Verbraucher funktioniert.
von Rainer D. (rainer4x4)


Lesenswert?

Marcel V. schrieb:
> Liegt daran, dass die Wasserleitungen direkt unter der Strassendecke
> verlaufen,
Mit Sicherheit nicht, denn dann wären sie nicht frostsicher!
Es sei denn Du lebst zB auf den kanarischen Inseln. Allerdings laufen 
die Leitungen dort oberirdisch.
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.