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 Projekt: Digitale Ofen- und Heizungssteuerung

House & Garden ElectronicsDie drastisch gestiegenen Heizkosten machen für viele Eigenheimbesitzer die Modernisierung ihrer Heizungsanlage interessant. Auch alternative Energiequellen, wie etwa holzbefeuerte Festbrennstoffkessel, helfen die Heizkosten deutlich zu reduzieren.


Leider klappt das Zusammenspiel zwischen der Steuerung der primären Heizung ( also Öl/Gas ) und dem Festbrennstoffsystem nicht immer optimal. Insbesondere, wenn das Anwesenheitsschema ein wenig aus dem von Anlagenhersteller definierten normalen Raster fällt, ist es sehr schwierig, die auf Komfort hin optimierten Heizungsanlagen energieoptimiert zu betreiben. Der Artikel beschreibt die Mängel, die wir beim Umbau empfunden haben und stellt eine Heizungssteuerung vor, die hilft die gröbsten Schnitzer zu beseitigen.
Durch die Veröffentlichung von Hardware und Softwarequellcode sind individuelle Anpassungen jederzeit möglich.



Digitale Ofensteuerung DOSE

Letztes Jahr war es soweit. Aufgrund der gestiegenen Ölpreise entschlossen wir uns unseren Kachelofen zu modernisieren. Fortan sollte er nicht nur das Wohnzimmer heizen, sondern seine Wärme auch in das Zentralheizungssystem mit einspeisen. Bei der Gelegenheit wurde auch gleich der „betagte“ Ölheizkessel mit ausgetauscht. Wir versprachen uns damit eine deutliche Öl- und damit Kostenersparnis. Das Projekt zeigt wo diese erreicht wurde und warum ich mich letztlich zum Selbstbau einer Heizungssteuerung entschloss.

Die „alte“ Heizung – Ausgangssituation

Wir haben unser Haus vor etwa 4 Jahren gekauft. Wir, daß sind 3 Personen, also eine kleine Familie mit 2 berufstätigen Eltern und einem schulpflichtigem Kind.

Zum Zeitpunkt des Kaufs befand sich im Haus eine Ölheizung mit folgenden Parametern:

  • Heizkreis Erdgeschoss (Fußbodenheizung)

  • Heizkreis Obergeschoss (Heizkörper)

  • Warmwasserbereitung einheitlich für das ganze Haus

  • Temperaturregelung pro Etage einzeln (nicht pro Raum). Im Hauptwohnraum befand sich ein Sensor

  • Die Warmwasserbereitung konnte alternativ auch über einen Heizstab im Warmwasserboiler erfolgen

  • Im Wohnzimmer des Erdgeschosses befindet sich ein aus dem Keller beheizbarer Kachelofen. Dieser hat noch Luftzüge mit denen Bad und Flur geheizt werden können.

  • Die vorhandene elektronische Steuerung ermöglichte individuelle Heizprofile für alle 3 Heizkreise (also oben / unten / Wasser)

  • Der Abgasverlust war bereits vor unserem Einzug mit 10++% bestimmt worden.

Zum Einzug ließen wir die Heizung von einem Fachmann warten. Ohne weitere technische Modifikationen (also nur Reinigen und Einstellen) sank der Abgasverlust auf ca. 7.5 %.

Der vorhandene Kachelofen wurde regelmäßig geheizt. Die Leistung war mehr als ausreichend das Wohnzimmer und Teile der unteren Etage zu beheizen.

Die oberer Etage mit Kinderzimmer und Schlafzimmer, sowie das Warmwasser wurden mit Öl geheizt.

Ölverbrauch ca. 2000 Liter / Jahr

Probleme :

  • Der „Leitraum“ im Erdgeschoss wurde von einer nicht mit der Heizungsanlage verbunden Heizquelle (Kachelofen) erwärmt. Der Temperaturfühler signalisiert der Heizung die (sehr hohe) Raumtemperatur. Daraufhin wird (natürlich) die Fußbodenheizung deaktiviert. In der Folge bleiben alle Zimmer der unteren Etage, die nicht vom Kachelofen erreicht werden, heftig kalt. Die Notlösung war den Kachelofen extrem stark zu heizen, alle Türen offen zu lassen und auf Konvektion zu hoffen.

  • Der Leitraum im Obergeschoss war das Kinderzimmer. Die Heizzeiten / das Heizprofil musste folglich an den Lebensrhytmus unserer Tochter angepasst werden. Das entsprach der Wahl zwischen Pest und Cholera.

  • Wenn das Heizprofil zur Schlafenzeit der Tochter auf Nachtabsenkung geht, werden auch alle anderen, am selben Heizkreis hängenden Räume kalt. Das ist nicht toll.

  • Wenn das Heizprofil an den Lebensrhytmus der Erwachsenen angepasst wird und die Heizkörper im Kinderzimmer einfach abgedreht werden, so signalisiert der Leitgeber im Kinderzimmer eine niedrige Raumtemperatur. Das versucht die Heizung auszugleichen, indem die Vorlauftemperatur weiter erhöht wird. Da die Heizkörper aber alle mit Thermostaten bestückt sind, gelingt das nicht, so daß die Vorlauftemperatur immer an ihrem Sicherheitslimit gehalten wird.

  • Der Warmwasserbedarf bei uns entsteht hauptsächlich durch das Duschen und ist strikt auf die Morgen-/Abendstunden beschränkt. Wenn ein (Warmwasser-) Heizprofile gemäß unsere Anwesenheit gefahren wird, führt das unweigerlich dazu, daß NACH den Warmwasserverbrauch die Anlage nochmals auf Solltemperatur hochgeheizt wird, um sich dann abzukühlen.

Erste Optimierungsschritte

Die ersten Optimierungsschritte erfolgten ohne Eingriff in das Heizungssystem :

Fußbodenheizung

  • Der Sensor für den Temperaturleitwert wurde aus dem Wohnzimmer in das Arbeitszimmer verlegt. Damit konnte das Problem der nicht anspringenden Ölheizung gelöst werden.

  • Die Fußbodenheizung wurde mit einer funkgesteuerten Einzelraumregelung ausgestattet.

  • Preis der Verbesserung war, daß nun das Arbeitszimmer immer „voll“ geheizt werden musste. Die anderen Zimmer an der Fußbodenheizung konnten allerdings (gesteuert durch die Einzelraumregelung) ihr individuelles Profil fahren.

Warmwasserbereitung

  • Das Temperaturprofil für die Heißwasserbereitung wurde deutlich VOR den Zeitpunkt des Hauptbedarfs gelegt. Zu Beginn des Zeitraumes in dem Warmwasser benötigt wird, wurde die Solltemperatur soweit abgesenkt, daß keine Heizleistung mehr erbracht werden musste.

  • Die im Heißwassersystem eingebaute Zirkulationspumpe wurde komplett außer Betrieb gesetzt. Die Pumpe verbraucht etwa 60 W elektrische Leistung, das sind pro Tag ca. 1.5kWh. Zusätzlich kühlt sich das durch die Leitung gepumpte Warmwasser auf seinem Weg ab. Der Wärmeverlust muss ausgeglichen werden. Leider kann ich diese Zahl nicht erfassen. Bezogen auf die reine elektrische Leistung lässt sich folgende Rechnung „aufmachen“

Kosten Pumpe / Tag : 1.5 kWh * 0.25 € = 0.37 €

    Kosten keine Pumpe / Tag :

Vorlauf bis Wasser „warm“ ca. 3 Liter

Anzahl „relevanter“ Entnahmen / Tag 10 => Wasserverlust ca. 30 Liter / Tag

bei 5,00 € Wasser-/Abwasserkosten pro / m³ ergibt das 0.15 € / Tag

Das Ganze ist natürlich ohne die Ölersparnis durch nicht notwendige Nacherwärmung gerechnet. Der Einspareffekt ist in Wirklichkeit deutlich höher

Heizkörperheizung

  • Uns ist echt keine Lösung eingefallen :-(

Heizanlage

Das war streng genommen doch ein Eingriff. Der (alte) Brenner war nämlich defekt. Nach Einbau eines Ersatzteils und Einstellung durch den Fachmann sank der Abgasverlust auf 5.4%, wohlgemerkt mit der „alten“ Heizungsanlage ....

Fazit

So den richtigen Durchbruch hat diese erste Aktion nicht gebracht. Der Abgasverlust ist zwar deutlich gesunken, aber die beschriebenen Probleme hätten wir wohl nur mit erheblichem Energieeinsatz, ohne Hilfe des Holzofens, lösen können.

Der „große Wurf“ - die neue Heizung

So richtig toll fanden wir unsere Lösungen doch nicht. Als dann auch noch der Brennereinsatz des Kachelofen kaputt ging (und es keine Ersatzteile mehr gab) war es an der Zeit für eine neue Heizung. Nach unseren Erfahrungen der vergangenen Jahre entschieden wir uns für einen Kachelofeneinsatz, der über einen Wärmetauscher auch die Zentralheizung mit versorgen konnte. Das ganze funktioniert so, daß man in den Heizkreislauf einen großen Speicher einbaut ( bei uns 750 Liter ). Dieser Speicher wird vom Ofen, sofern dieser geheizt ist, erwärmt.

Gesamtanlage

Das Bild zeigt einen Überblick über die Gesamtanlage. Im Vordergrund sieht man den Ölkessel mit Brenner und Regelung. Dahinter befindet sich der Heißwasserboiler und der ganz große Behälter im Hintergrund ist der Wärmespeicher für den Festbrennstoffkessel.

Zur Anlage gehört noch ein Holzofen mit Wärmetauscher, der sich in einem separaten Raum befindet.

ofen


Prinzipiell funktioniert das ganze so:

Über eine Steuerung wird kontrolliert, ob das aus dem Heizkreislauf zurückkommende Wasser wärmer oder kälter als das im Wärmespeicher befindliche Wasser ist. Abhängig davon wird ein 3 Wegeventil angesteuert

  • Variante A : Der Speicher ist wärmer als der Rücklauf. In diesem Fall befindet sich ein nutzbarer Wärmevorrat im Speicher. Das rücklaufende Wasser wird durch den Speicher geleitet und gelangt erst dann in den Ölkessel

  • Variante B : Der Speicher ist kälter als der Rücklauf. In diesem Fall würde sich der Rücklauf im Speicher weiter abkühlen. Das macht keinen Sinn, deshalb wird der Rücklauf direkt zum Ölkessel geleitet.

Bild einfügen

Als Kessel kam ein Buderus Logano G115 zum Einsatz. Der Kacheofeneinsatz mit Wärmetauscher stammt von Brunner.

Der Einbau lief problemlos. Sehr verwundert waren wir, daß offenbar weder die Ofensteuerung noch die Kesselsteuerung mit der Regelungsaufgabe fertig werden. Wir mußten insgesamt 4 Regelungen einbauen !

  • Die Elektronische Ofenregelung mit der der Abbrand des Ofens optimiert werden soll

  • Die Rücklaufregelung, die wie oben beschrieben das 3 Wegeventil ansteuert

  • Die Speicherladeregelung, die die Pumpe des Wärmetauschers im Ofeneinsatz ansteuert

  • Ach, ja, der Heizkessel hat auch noch eine eigene Regelungsautomatik.


EOS

Ansicht der Ofensteuerung, diese ist für den kontrollierten Abbrand im Ofen zuständig. Unserer jetzigen Erfahrung nach eine Investition, die wir nicht unbedingt gebraucht hätten....

Ruecklaufregler


Der Rücklaufregler. Er sorgt dafür, daß die Heizungsanlage immer wenn möglich auf den Vorrat des Wärmespeichers zurückgreift

Laderegler

Der Laderegler. Er steuert immer dann, wenn die Temperatur im Wärmetauscher des Ofens größer ist als die im Speicher eine Pumpe an, die den Speicher aufheizt.

Logamatic

Die vierte im Bunde, die "eigentliche Heizungssteuerung", wie sie den meisten Heizungsbetreibern bekannt sein dürfte.


Nach dem Einbau von vielen Metern Kabel (hatten wir eigentlich ein Heizungs- oder ein Verkabelungsprojekt ??) konnte der Probebetrieb starten.

Bei der Messung der Abgasverluste die erste Enttäuschung. Durch den Einbau einer modernen Heizanlage hatte sich der Abgasverlust von 5.4% auf 5.4% verringert (Das ist kein Schreibfehler.) Im Klartext, für den reinen Ölbetrieb war die ganze Aktion für die Katz! Meine Empfehlung ist gut zu überlegen, bevor man eine funktionierende Heizanlage unter „ökologischen Gesichtspunkten“ austauscht. Ein wenig selbst denken, rechnen und ein wenig Investition in die Wartung der alten Anlage hilft hier völlig sinnlose Investitionen sparen. Ein großes "Sorry" an alle Gutmenschen, die das lesen und sich darüber erregen werden, aber das sind die technischen Fakten.

Bei uns hielt sich die Entäuschung zunächst in Grenzen, wir hatten ja eigentlich in den Holzofen investiert. Doch auch hier machten wir unsere Erfahrungen mit der „moderenen“ Steuerungstechnik. Im folgenden werden die Schwachpunkte einzeln besprochen.

Ansteuerung der Pumpen

Die neue Heizung arbeitet nicht mehr mit einem Leitraum, sondern verlässt sich darauf, daß die Zimmer individuelle Temperaturregler haben. Das ist gut so, hatten wir doch mit den „Leiträumen“ die beschriebenen Probleme. Um denoch eine einigermaßen ökonomische Wärmebereitstellung zu ermöglichen, wird die Solltemperatur für den Vorlauf der Heizung automatisch an die Außentemperatur angepasst. Da die Heizung nicht wissen kann, ob und wie weit Heizkörper aufgedreht sind, müssen jetzt allerdings die Vorlaufpumpen während der gesamten Heizzeit laufen. Pro Pumpe 60W macht das 120W Dauerlast oder knapp 3kWh / Tag. Das ist beachtlich.

Heißwasserprofil

Die „moderne“ Heizung erlaubt keine seprate Einstellung von Heißwasserprofilen. Die implementierte Logik ist: Heizung ist im Tagbetrieb = Bereitstellung von Heißwasser. Die Folgen sind wenig erfreulich für den Geldbeutel:

  • Sobald die Heizung in den Tagbetrieb geht wird Heißwasser bereitet. Im Winter ist der Wärmespeicher zu diesem Zeitpunkt entladen. Also werden 160 Liter Wasser mit Öl erwärmt. 2 Stunden später wäre das nahezu kostenlos mit Holz gegangen !

  • Nach der abendlichen Hauptwasserentnahme (Baden oder Duschen) heizt die Heizung den Boiler wieder auf Solltemperatur hoch, damit er sich in der folgenden Nachtabsenkung (die dauert bei uns bis ca. 15:00 Uhr Folgetag, weil keiner daheim ist ) in aller Ruhe wieder abkühlen kann. Ein teurer Unsinn!

Bilder einfügen

Heizprofile

Der Heizkessel bietet die Möglichkeit für jeden Wochentag und jedem Heizkreis Heizprofile einzustellen. Das funktioniert an „normalen“ Tagen ganz gut. Probleme gibt es wenn:

  • Man ungeplant „einmalig“ in der Woche daheim ist. Dann heißt es Heizprofil umprogrammieren (und das Rückstellen nicht vergessen) oder die Heizung einfach manuell einschalten. Unbequem und / oder Verschwendung!

  • Man kommt ungeplant später heim. Das kann die Heizung nicht wissen! Also wird das Haus warm und der Geldbeutel schmaler!

  • Am Wochenende ist man mal nicht zu Hause. Hier bleibt nur umprogrammieren oder sinnlos heizen.

Auslegung der Heizung

Ein reiner Ofenbetrieb mit Frostschutz durch die Ölheizung lässt sich gar nicht realisieren. Entweder der Heizkessel ist im Frostschutzbetrieb, dann stehen oberhalb der Frostgrenze aber auch die Pumpen (und damit bleibt das Haus kalt) oder die Heizung ist im Heizbetrieb, dann wird geheizt und zwar nach der Uhr !

Sicherheitsaspekte

Durch die Tatsache, daß Speicherladeregler und Kesselsteuerung nicht verbunden sind, können keinerlei Sicherheitsreaktionen bei versehentlicher Überheizung des Wärmespeichers erfolgen. Beispielsweise durch :

  • „Zwangsheizen“ um den Wärmespeicher zu entladen

  • Außerplanmäßige Warmwasserbereitung

  • Außerplanmäßige Erhöhung der Vorlauftemperatur


Aus diesen Gründen entschloss ich mich den 4 Steuerungen eine weitere hinzuzufügen. Ich begann das Projekt DOSE ( D igitale O fen S teuer E lektronik )


DOSE

Funktionsumfang der Steuerung

Die neue Elektronik soll die Ansteuerung aller Pumpen der Heizungsanlage übernehmen.

  • Vorlaufpumpe Heizkreis 1

  • Vorlaufpumpe Heizkreis 2

  • Mischeransteuerung Heizkreis 2 ( wenn dieser im Fußbodenheizungsmodus betrieben wird )

  • Ladepumpe Warmwasser

  • Zirkulationspumpe Warmwasser ( wenn gewünscht )

  • Ansteuerung eine Elektroheizstabes zur Warmwassererwärmung

Die notwendigen Sensorinformationen sollen eingelesen werden können

  • Außentemperatur

  • Temperatur im Wärmespeicher

  • Temperatur im Warmwasserkessel

  • Vorlauftemperatur der Fußbodenheizung

Für ein erstes Release ist noch die Ansteuerung der Ladepumpe für den Wärmespeicher vorgesehen. In diesem Fall kommen noch hinzu

  • Ladepumpe Wärmespeicher

  • Sensor für Temperatur im Wärmetauscher des Ofens

Aus Sicherheitsgründen wird keine Möglichkeit zum Brennerstart vorgesehen.

Aufbau / Entwicklungsumgebung

Kern der Steuerung bildet in der ersten Generation ein ATMEGA32. Die Bedienung erfolgt über 6 Bedientasten. Als Display kommt ein 4 zeiliges alphanummerisches Display von Pollin zum Einsatz ( 27 Zeichen / Zeile ). Die komplette Bedienungsanleitung, Schaltunterlagen und Leiterplattendaten befinden sich in der Anlage.

Softwareentwicklung und Debugging erfolgten mit einen AVR JTAG ICE unter Linux. Der Quellcode befindet sich bei den Projektdateien.

Beim Schaltungsentwurf habe ich darauf geachtet, daß die Steuerung zwischen die „alte“ Heizungssteuerung und die Pumpen gehangen werden kann. Dazu sind alle Schaltrelais als 2 polige Umschalter ausgeführt. Trennt man die Steuerung vom Stromnetz, so fallen die Relais ab und die gesamte Installation ist wieder in Ihren „alten“ Zustand. Man sollte jedoch darauf achten, daß nicht beide Steuerungen gleichzeitig eingeschaltet sind. Es geht zwar nichts kaputt, das Regelergebnis ist aber sicherlich nicht ganz so toll.

Sensorik

Als Sensoren kommen Temperatursensoren vom Typ LM135 zum Einsatz. Die Sensoren sind in K geeicht ( Anstieg 10 mV / K ). Für den Betrieb in der Heizungsanlage habe ich die Sensoren in Alurohr eingegossen und mit „richtigem“ Anschlußkabel versehen.

Sensor

Aktorik

Aus der Aktorik habe ich mich versucht herauszuhalten. Es werden ausschließlich die bereits in der Heizungsanlage befindlichen Pumpen verwendet. Die Ansteuerung erfolgt über NAIS Relais mit 2 Umschaltern pro Aktor. Für die Ansteuerung des Mischers werden 2 Relais verwendet.

Steuerungshardware

Die gesamte Hardware befindet sich auf einer Platine. Die Schaltung muss mit 220V~ zur Ansteuerung der Pumpen und mit +5V= zur Versorgung der Elektronik versorgt werden. Die Anschlüsse sind so ausgelegt, daß die Steuerung einfach "in" die Leitung der Orginalsteueuerung zu den Pumpen geschaltet werden kann. Für alle 3 Anschlüsse ( Phase / Null und Schutzleiter ) sind Schraubklemmen sowohl für Eingänge, als auch für Ausgänge vorgesehen.

Leiterplatte_Bestueckungsseite

Leiterplatte Bestückungsseite

Leiterplatte_Loetseite

Leiterplatte Lötseite

Verbesserte Funktionen

Warmwasserbereitung über getrennte Heizprofile

Die Steuerung kann von den Heizkreisen getrennte Zeiten für die Warmwasserbereitung definieren. Damit kann eine Anpassung an den gewünschten Warmwasserbedarf erfolgen.

Warmwassermodi

In unserer Heizungsanlage stehen insgesamt 3 Energiequellen zur Heißwasserbereitung zur Verfügung :

  • Der Wäremvorrat im Speicher ( also der Holzofen )

  • Der Ölbrenner

  • Ein Elektroheizstab für den Sommerbetrieb

Der Sinn der Steuerung ist es eine Zentralheizung OHNE Verwendung des Ölbrenners möglichst komfortabel zu steuern. Deshalb wird die Heißwasserbereitung über den Ölbrenner hier nicht betrachtet. Wir sprechen also von Strom und Holz als Energiequelle.

Man kann jetzt, getrennt für Sommer und Winterbetrieb, eine Priorisierung der zu verwendenden Energieträger und eine Unterscheidung zwischen Comfortbetrieb und Energieoptimierung treffen. Folgende Modi werden unterstüzt :

STROM

In diesem Modus erfolgt die Warmwasserbereitung ausschließlich über Strom. Die Zeiten bis zum Erreichen der Solltemperatur für das Wasser werden minimiert. Verbrauchtes Wasser wird schnell nachgeheizt.

AUTOMATIC

In diesem Modus wird Warmwasser im Prinzip mit Holz bereitet. Solange der Speicher warm genug ist, um das Warmwasser im Boiler noch zu erwärmen wird dieser Wäremvorrat genutzt. Sobald der Speicher zu kalt, ist ( also die Temperaturdifferenz zwischen Speicher und Boiler zu klein wird ) wird die Ladepumpe abgeschaltet und das Wasser bis zum Erreichen der Solltemperatur weiter mit Strom geheizt. Diese Betriebsart kombinert die kosteneffizienz eines Holzofens mit hohen Comfortansprüchen. Abhängig von der Temperaturdifferenz zwischen Speicher und Boiler kann sich die Aufheizzeit ein wenig verlängern. Diese Betriebsart ist der Standard im Sommer.

ECONOMY

In dieser Betriebsart wird Warmwasser ausschließlich über den Holzofen bereitet. Die Erwärmung findet solange statt, bis entweder die Temperaturdifferenz zwischen Boiler und Speicher zu klein wird oder das Warmwasser seine Solltemperatur erreicht hat. Ich finde diese Betriebsart für den Winterbetrieb optimal. Man kann relativ lange Zeiten der Warmwasserbereitstellung einstellen. Warmwasser gibt es aber erst, wenn der Ofen geheizt ist, auch wenn es später als der Startzeitpunkt ist. Diese Betriebsart ist der Standard im Winter.

Betriebsarten für Warmwasser

Unabhängig vom gewählten Energieträger kann Warmwasser in verschiedenen Betriebsmodi bereitet werden :

  • konventioneller zeitgesteuerter Betrieb ( so wie in jeder Heizung )

  • Dauerbetrieb ( einfach immer Ein/Aus )

  • Pulsbetrieb

Der Pulsbetrieb ist der eigentliche Kick. Pulsbetrieb bedeutet, daß das Warmwasser einmalig auf die eingestellte Solltemperatur erwärmt wird. Ist die Erwärmung abgeschlossen, endet die Warmwasserbereitung für diesen Heizzyklus. Damit wird das sinnlose Nachheizen des Warmwassers am Ende des Hauptverbrauchs verhindert. Der Pulsbetrieb kann sowohl manuell, als auch zeitgesteuert gestartet werden. Man stelle sich folgendes Szenario vor :

Modus : ECONOMY

Betriebsart PULS ( zeitgesteuert ) An : 13:00 Uhr Aus :23:00 Uhr

Zeit

Aktion

Temperatur
Speicher

Temperatur
Kessel

13:00 Uhr

Die Steuerung geht in Heizbereitschaft. Der Speicher ist zu kalt, es passiert nichts !

35°C

30°C

17:00 Uhr

Ich kommer erschöpft von der Arbeit und heize den Ofen

35°C

30°C

17:30 Uhr

Die Temperatur im Speicher ist hoch genug, die Heißwasserbereitung beginnt

40°C

30°C

18:00 Uhr

Da ich fleißig weiter geheizt habe ist die Temperatur im Speicher weiter angestiegen. Auch das Warmwasser hat sich weiter erwärmt

55°C

37°C

18:30 Uhr

Das Warmwasser erreicht seine Solltemperatur von 45°C. Der Heizvorgang wird unterbrochen

60°C

45°

20:00 Uhr

Die Familie duscht. Durch den Heißwasserverbrauch sinkt die Temperatur des Warmwassers wieder

65°C

30°C

Später

Die Heizung heizt jetzt bis zum nächsten programmierten Heizzyklus das Wasser nicht mehr auf ! Somit kann sich das Wasser in der Folge auch nicht sinnlos wieder abkühlen

Aus meiner Sicht bringt diese Betriebsart einen erheblichen Gewinn an Effizienz, ohne Verlust an Comfort. Einzige Voraussetzung ist, daß der Wasserverbrauch einigermaßen planbar in Zeit und Menge ist.

Da es bei mir zuweilen etwas hektisch zugeht ( und ich insbesondere an Wochenden nicht planen kann wann ich ermattet von der Waldarbeit komme .... ) kann man die Heißwasserbereitung auch manuell starten. Dazu gibt es die Modi

  • Dauerbetrieb ( wenn man's besser kann, als die Heizung oder besonders heißes Wasser braucht )

  • Pulsbetrieb ( funktioniert wie oben, nur das der Impuls manuell ausgelöst wird )

Betriebsarten für Heizkreise

Auf den ersten Blick funktionieren die Betriebsarten für die Heizkreise so, wie von jeder Heizungssteuerung bekannt. Es lassen sich, getrennt für jeden Heizkreis bis zu 24 Schaltpunkte. Ein Schaltpunkt ist dabei definiert als ein Zeitraum zu dem die Heizung an ist. ( Also Zeit An und Zeit Aus bilden gemeinsam einen Schaltpunkt ). Die Schaltpunkte können beliebig über die Wochentage verteilt werden.

Ein herausragende Stellung nehmen die Tage des Wochenendes ein. Der Samstag ist, zumindest bei uns, ein häuslicher Arbeitstag. Wir sind im Prinzip daheim, wollen also ganztägig heizen und benötigen ziemlich viel heißes Wasser.

Der Sonntag ist ein „fauler“ Tag daheim ( also warm und normaler Wasserverbrauch ).

Das besondere an der Steuerung ist, daß man ohne Umprogrammierung den Samstags oder Sonntagsbetrieb erzwingen kann. Ist man ungeplant oder außer der Reihe daheim ( also zB. Weihnachten ), so kann man die Heizung einfach einige Tage in den Sonntagsbetrieb zwingen. ( oder auch Samstag )- Diese Funktion habe ich bei kommerziellen Steuerungen bisher vermisst.
Zusammgefasst lässt sich die Heizung in folgenden Betriebsarten betreiben :

  • manuell
  • Automatik ( Zeit und Temperaturgesteuert )
  • Automatik, Samstagsprofil erzwungen ( auch für mehrere Tage )
  • Automatik, Sonntagsprofil erzwungen ( auch für mehrere Tage )
  • Urlaubsabsenkung / Frostschutz

Erreichter Projektstand

Die hier beschriebene Heizungssteuerung ist aufgebaut und an unsere Heizungsanlage angeschlossen. Bei Tests am Labortisch gab es keinerlei Probleme. Beim Betrieb im Heizungskeller kommt es ca. 1 mal pro Tag zu einem Reset des Rechners. Die Ursache dafür habe ich noch nicht herausgefunden. Da alle Werte persistent gespeichert werden, ist das aber nicht weiter schlimm.

Mit den bisher gesammelten Erfahrungen arbeite ich derzeit an der 2. Generation der Steuerung. Über den Fortgang der Arbeit werde ich an dieser Stelle berichten. Über Hinweise, Erweiterungswünsche Diskussionsbeiträge bin ich dankbar. Nach dem ersten Winter mit der neuen Anlage glaube ich "der Durchbruch" ist geschafft.
Unser Ölverbrauch in diesem Jahr lag bei < 200 Liter im JAHR. Dieser Effekt wurde hauptsächlich durch konsequentes Heizen des Holzofens erreicht. Unserer Beobachtung nach war nahezu der gesamte verbleibende Ölverbrauch durch die beschriebenen Schwächen der Heizungssteuerung entstanden. Mit Hilfe der hier vorgestellten Heizungssteuerung gehe ich davon aus den Verbrauch in der kommenden Saison nochmals erheblich reduzieren zu können.

Lizenzbedingungen

Die hier vorgestellte Software unterliegt der GPL. Die Benutzung ist ausschließlich auf den privaten Bereich beschränkt. Jede kommerzielle Nutzung der hier vorgestellten Projektinhalte bedarf meiner vorherigen schriftlichen Zustimmung.

Sie können die vorgestellte Hardware gern selbst nachbauen. Platinen der ersten Gerneration ( bestückt und unbestückt ) können Sie bei uns im Shop kaufen.



Notiz:






Project Files
DateiGrösseBeschreibung
Bedienungsanleitung.pdf714679 Bytes ---
Platine.brd278224 Bytes ---
Schaltplan.sch300298 Bytes ---
source.zip212166 Bytes ---

 
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Re: Digitale Ofen- und Heizungssteuerung (Punkte: 1)
von ducati-v_werner auf Montag, 17.November. @ 13:44:05 CET
(Userinfo | Artikel schicken)
D

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Re: Digitale Ofen- und Heizungssteuerung (Punkte: 1)
von bags01 auf Montag, 25.August. @ 09:18:14 CEST
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