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Smarte Heizungssteuerung

Für meine „händische“ Heizungssteuerung bin ich schon lange auf der Suche nach einer smarten Lösung. Mein Energiehaushalt stellt sich folgendermaßen dar: Meine Solaranlage erzeugt ausreichend Warmwasser im Sommerhalbjahr. Sobald diese Wärmemenge nicht mehr ausreicht heize ich das Wasser über den Wärmetauscher meines Stückholzofens, der sozusagen als „Abfallwärme“ über Luftkonvektion noch einzelne Zimmer heizt.

Dem gegenüber stehen zwei Verbraucher: Meine Gebäudeheizung und das Brauchwasser, zum Beispiel für Duschen etc. Während die Fußbodenheizung mit Vorlauftemperaturen von unter 30° C auskommt benötige ich für das Brauchwasser natürlich höhere Temperaturen. Um diese beiden Energielevel voneinander zu trennen besitze ich einen Wasser-Schichtenspeicher.

Die spannende Frage ist dann jeweils, ab wann muss der Holzofen befeuert werden. Wenn sich zum Beispiel die Heizwassertemperatur gerade an der Untergrenze befindet, aber die Sonne aufgeht und ein wolkenloser Tag bevorsteht, muss nicht neu angeheizt werden. Allerdings ist dazu eine gewisse Erfahrung und vor allem der Zugriff auf die Temperaturen in meinem Speicher nötig.

Der besitzt zwar Temperatursensoren, diese sind aber in die Heizungssteuerung eingebunden, nur im Heizraum verfügbar und nicht komfortabel ablesbar.

Ich suchte also eine Möglichkeit die aktuellen Temperaturen im Speicher für meinen Heiz- und den Warmwasserkreis jederzeit im Blick zu haben.

Mit einer Sensorbox von OpenAndHome konnte ich das jetzt sehr einfach realisieren 😊 Da nur für die Stromversorgung ein USB-Anschluss nötig ist, war ich sehr flexibel und brachte sie im Heizraum in der Nähe des Pufferspeichers und meiner Solaranlage an. So habe ich alles an einer zentralen Stelle. Die Datenübertragung erfolgt nämlich über mein eigenes WLAN-Netz und ist deshalb für andere nicht einsehbar, ein deutlicher Vorteil gegenüber offenen Cloud-Lösungen.

Die Sensorbox neben meiner Solar-Steuerung. Die langen Kabel machen sehr flexibel – ich habe nur einen Teil benötigt.

Auch die langen mitgelieferten Sensorkabel trugen zur Flexibilität bei. Ich führte Sie von der Sensorbox über bereits vorhandene Kabelschächte bis zu meinem Pufferspeicher. Der geschlitzte Isoliermantel ermöglichte es mir die Kabel innerhalb der Isolierung bis zur Position der Sensoren zu verlegen. Damit liegen sie nicht am Metallbehälter meines Speichers an und sind entsprechend vor hohen Temperaturen geschützt. Lediglich die Sensoren selbst berühren die metallische Außenhülle meines Pufferst und zwar der Sensor für die Fußbodenheizung in meinem Fall bei 100cm und der für Warmwasser bei 150 cm über Fußboden. Diese beiden Höhen habe ich der Montageanleitung des Speichers entnommen.

Wenn die Isolierung wieder geschlossen wird, liegen nur die Sensoren selbst an der Metalloberfläche des Pufferspeichers (schwarz) auf.

Anschließend habe ich die Sensorbox in meinem WLAN-Netzwerk eingebunden. Dank der mitgelieferten Schritt-für-Schritt Anleitung kein Problem. Sofort konnte ich über die entsprechende http-Adresse meine beiden Temperaturen auf jedem Internetfähigen Gerät abrufen.

Das war mir jedoch nicht komfortabel genug. Ich programmierte ein entsprechendes Script in der Smartphone-App „Tasker“ und übertrug diese beiden Werte an eine weitere App („Minimalistic Text“), die sie mir jetzt immer auf meinem Homebildschirm, stündlich aktualisiert darstellt. Da dort die aktuellen Wetterbedingungen und -prognosen verfügbar sind, kann ich jetzt wesentlich effektiver meine Heizung steuern 😊

Alles immer im Blick: Temperatur WarmWasser bei 67°C und FußBodenHeizung bei 38°C – daneben das aktuelle Wetter und die Prognose

Als nächste Schritte könnte ich mir eine Einbindung weiterer Sensoren, zum Beispiel Temperatur in einzelnen Räumen und Außentemperatur vorstellen. Außerdem möchte ich zukünftig auch meine Daten aufzeichnen um daraus weitere Erfahrungen für mein System zu sammeln. Das könnte dann wieder die Basis für weitere Programmierungen und Automatisierungen sein.

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Qualitätssicherung der Temperaturfühler bei Wareneingang

Screenshot Testboard

Unsere Fühler werden nach der Lieferung von uns getestet und geprüft.

Hierbei werden die Fühler in folgender Hinsicht qualitätsgesichert:

  • Zuverlässigkeit der Messungen
  • Genauigkeit der Messungen

Dafür haben wir uns ein PCB-Board entworfen welches es uns ermöglicht 12 Sensoren gleichzeitig zu testen.

Rahmenparameter für das Design des Boards:

  • Bohrungen für einen Wemos D1 Mini sind vorhanden.
  • Standardwiderstand sind 4,7 KOhm.
  • Standardmäßig werden 3 Sensoren an einem GPIO geprüft.
  • Testweise Einstellungen:
    • Ein Teil der Sensoren kann auf 2,2 KOhm umgeschaltet werden.
    • Es können bis zu 6 Sensoren an einen GPIO geschaltet werden.

Jeder einzelne Sensor wird geprüft, unzuverlässige Sensoren werden aussortiert und Temperaturabweichungen bei Bedarf korrigiert.

Die Messungen werden von uns protokolliert.

Es werden in die Sensorboxen nur Sensoren eingebaut, welche die Qualitätssicherung bestanden haben.