Einsparungen durch Heizungsautomation?

[schmadde]

Habe Ende 2013 auf eine Gas/Solaranlage umgerüstet und per fhem die Steuerung der Vorlauftemp. für den Heizkreis aus dem Wärmebedarf der einzelenen Heizkörper berechnet.
Wenn der dann unter einem bestimmten Schwellwert fällt, geht die AnAnlage auf Absenk- bzw. sogar auf Abschaltung.

Sowas ähnliches schwebt mir auch vor. Kannst Du mal näher erläutern, welche Kriterien Du zur Absenkung/Abschaltung heranziehst? Absenkmodus kann ich auch über Software steuern.

Meine Gastherme kann modulieren und die Steuerung bekommt es so hin, dass das Heizniveau im Haus bei tiefen Außentemperaturen bei 30 % Brennerleistung im Dauerbetrieb gehalten werden kann.

Mein Pelletskessel kann auch modulieren, der läuft aber scheinbar, wenn an einem Puffer hängt immer mit Maximalleistung. Möglicherweise glaubt der Hersteller selbst nicht an den Sinn der Modulation.

[Elektrolurch]

Hallo,

klar kann ich kurz erklären:

1. Habe 10 FHTs im Einsatz, davon habe ich 4 als "Leiträume" für die Berechnung definiert.
2. Derzeit wird nur der "Komfort-Temperaturbedarf" zur Berechnung herangezogen. Jede Soll-Raumtemperatur oberhalb von 18.5 Grad wird als Kofort-Temperatur interpretiert.
3. Es wird der Mittelwert der Differenz zwischen Soll-Temperatur im Raum minus der Ist-Temperatur über alle Leiträume, die auf "Kofort" sthen, berechnet.
4. Es wird der Mittelwert und der Maximalwert der Ventilstellungen der Heizkörper aller Leiträume, die sich im "Kofort-Modus" befinden, berechnet.

Liegt der Mittelwert der Ventilstellungen oberhalb von 80 % und die Regeldifferenz aus 3.) oberhalb einer einstellbaren Schwelle (z.B. 0.8 Grad) so wird die Vorlauftemperatur erhöt.

Liegt der Mittelwert der Ventilstellungen der Heizkörper unter 80 % (die Heizkörper nutzen die angebotene Wärme nicht voll), so kann die VL-Temp erniedrigt werden.


Fällt die VL-Temp auf 35 Grad, so wird die Hz auf Sommerbetrieb geschaltet.
Ist kein Thermostat mehr auf "Komfort", so geht die Hz auf Absenk-Betrieb.

Die Berechnung der VL-Temp erfolgt jeweils 15 Minuten nach einem Programmwechsel eines Thermostates, mindestens aber einmal je Stunde und frühstens nach 30 Minuten.
Damit verhindert man ein "Schwingen" des Regelkreises.
Geht die Hz von Absenk auf Normalbetrieb, so startet die VL-Temp 2 Grad unter dem alten Wert. Damit wird ein Hochschiessen der VL-Temp nach einer längeren Absenkphase verhindert.

Die oben beschriebenen Parameter kann ich über die GUI einstellen und nach ein bisschen Optimierung der Software läuft jetzt das System richtig gut.
Soweit mal das grobe Konzept.

Elektrolurch

[PeMue]

Hallo zusammen,

dann gebe ich mal meine Ideen dazu.
Ich habe eine Doppelhaushälfte Baujahr 1978 mit relativ schlechter Wärmedämmung und einen Brenner Baujahr 1994. Die Uralt Regelung habe ich relativ schnell durch eine Vitotronic 200 ersetzt und wollte eigentlich das Vitohome Sytem (200 von Techem, 300 von Siemens) einbauen. Als ich mir die Preise angeschaut habe, bin ich davon wieder abgekommen und habe erst einmal einige Honeywell HR20 verbaut. Diese habe ich letztes Jahr dann durch MAX Thermostate ersetzt.
Folgende Effekte waren spürbar:
- da die Regler die Raumtemperatur zentral messen, ist das Wohnklima spürbar angenehmer
- durch das Mitloggen der Temperaturen weiß ich, mit welcher Verzögerung sich die Nachtabsenkung auswirkt
- durch das Mitloggen der Temperaturen bzw. der Schaltzeiten des Brenners habe ich gesehen, dass ein paar Schaltzeitpunkte "daneben" waren (das Menü am Brenner ist nicht besonders übersichtlich)
- weiterhin kann ich (ist noch nicht passiert) die Vorlauftemperatur anpassen, z.B. wenn ich die MAX Regler aufdrehe (momentan schalte ich noch manuell in den Party Modus)

Ob das jetzt Einspareffekte hat, kann ich nicht genau sagen. Ich denke, ich müsste die Daten "witterungsbereinigen". Auf jeden Fall habe ich mal Messwerte, um Dinge zu optimieren, die ich vorher nicht hatte.
Was ich auf jeden Fall andenken werde, ist die "Anti-Schimmel-Regelung" im Bad.

Gruß PeMue

[John]

Mir gehts wie vielen anderen, ich lerne sehr viel über die Haustechnik durch FHEM.

Das erst liefert die Basis, um sinnvoll einzugreifen.

Mit dem HourCounter habe ich verstanden, wie meine Heizung tickt und welche Auswirkungen dies auf die Thermostate hat
(MAX-Fensterkontakt war hier der Geber um den Schaltzustand des Brenners über ein Koppel-Relais zu erfassen).

Mit LOGO!8 konnte ich dann die komplette Pumpenansteuerung ersetzen und den Thermostaten, den Bewohnern und dem Brenner Gutes tun.
http://forum.fhem.de/index.php/topic,30624.msg239555.html#msg239555

Diese Kleinsteuerungen haben ein tolles Preis/Leistungsverhältnis und können mittlerweile in FHEM eingebunden werden.

John

[peterk_de]

Mal ein Ergebnis bei mir: gut 100 qm Maisonette-Mietwohnung (historischer Altbau, dicke Ziegelwände, ansonsten ungedämmt), über FHEM optimierte Wochenprogramme, seit gut einem Jahr in Betrieb und stets optimiert. Nachtabsenkung von 22-21 auf 17-18 Grad je nach Raum und Fensterkontakte an allen Fenstern. Besonderheit: Miese Heizkurve (Vorlauftemperatur viel zu hoch)

Vor wenigen Wochen kam die Nebenkostenabrechnung: 90 Euro Rückzahlung trotz gestiegener Preise pro Kubikmeter Gas. Wäre der Preis nicht gestiegen, wären es per Überschlagsrechnung knapp 200 Euro Rückzahlung gewesen. Zuvor war der Verbrauch jedes Jahr etwa konstant.

Anschaffungkosten: 8 Heizkörperthermostate, insg. 8 Wandthermostate / Temperaturfühler und 10 Fensterkontakte = 26 Devices je rund 30 Euro + FHEM-Zentrale = knapp 1000 Euro. Wenn die Preise weiter steigen, rechnet sich das also vielleicht in 4-5 Jahren. Wird es aber effektiv nicht tun, wenn ich mir den Zoo an Zeug angucke der bislang schon hinzugekommen ist und keine Kosten spart - und mit der Heizung hatte alles angefangen

Die Kostensparenden Effekte gehen dabei aber über die reine Thermodynamik heraus: Heizkörper bullern jetzt nicht mehr bei versehentlich offenem Fenster (ich bin da leider sehr vergesslich), das Absenken der Heizkörper bei langer Abwesenheit, was auch vor FHEM ging, wird nicht mehr vergessen oder aus Faulheit nicht gemacht und - vermutlich am wichtigsten - durch das Logging von Präsenzzeiten und Temperaturkurven versteht man die Heizgewohnheiten besser und beschäftigt sich damit und "feilscht" in der Familie auch regelmäßig um jede Stunde mit höherer Temperatur, wann gelüftet wird etc ... ich glaube also der Effekt geht über die reine Nachtabsenkung hinaus und ändert extrem das Nutzungsverhalten in eine Energiesparende Richtung.

[Prof. Dr. Peter Henning]

Hm, eines meiner professionellen Arbeitsgebiete ist die Auswirkung der IT auf die Gesellschaft - und dabei finde ich es immer gruselig, wenn man menschliches Verhalten steuern will.

Einer meiner dänischen Kollegen betreibt ein großes Experiment in einem Studentenwohnheim, bei dem jeder Bewohner durch sein Smartphone genauestens überwacht wird. Am Ende des Tages bekommt er dann eine nette Meldung etwa des folgenden Inhalts: "Dein Energieverbrauch war heute zu hoch, er lag über den Durchschnitt. Männer haben durchschnittlich pro Tag etwa 9 kWh, Frauen nur 8 kWh verbraucht."

Man muss sich deshalb - und zwar auch schon bei privaten Lösungen wie FHEM ! - sehr genau überlegen, was das Ziel ist: Die Menschen in ein Computerprogramm einzubinden mit dem Ziel, Kosten (oder was auch immer) zu sparen ? Oder vielmehr die kognitiven und kreativen Fähigkeiten von Menschen zu erweitern ? Diese beiden Ziele sind komplementär, nicht beide gleichzeitig zu erreichen..

LG

pah

[betateilchen]

Und nun führen wir die ganze Diskussion über "Steuerung von WW Zirkulationspumpen", "Veränderung der Vorlauftemperatur" usw. bitte nochmal unter dem Aspekt "ich bin Nutzer eine Mietwohnung und kann diese technischen Faktoren nicht beeinflussen".

Dann reduziert sich das Ganze wirklich auf Analyse von Nutzerverhalten und Bedarf in der Wohnung selbst und das Nachrüsten semiintelligenter Thermostatregler an den Heizkörpern.

Wie hier im Thread schon geschrieben wurde: bereits in dieser Maßnahme liegt ein enormes Einsparpotenzial ganz ohne fhem. Und Einsparungen beim Stromverbrauch sind auch nicht zwingend von fhem abhängig.

Nach meinem Empfinden sollte fhem schwerpunktmäßig zur Unterstützung bei diesen von Menschen (!) angedachten Einsparmaßnahmen eingesetzt werden und nicht zur "Überwachung" der Bewohner.

Was ich damit meine - an einem Beispiel dargestellt: Mit einer structure kann ich vor dem Schlafengehen alle nicht mehr benötigten Geräte und Lampen mit einem Tastendruck ausschalten. Fhem unterstützt mich also dahingehend, dass ich nicht jedes Gerät und jede Lampe einzeln ausknipsen muss (aber durchaus könnte). Ich werde fhem aber niemals dazu einsetzen, diese Geräte "automatisch" anhand irgendwelche presence Stati oder sonstiger von fhem ermittelten Kriterien abzuschalten. Denn ICH wohne hier und will mich wohlfühlen und nicht fhem.

[hexenmeister]

Ich werde fhem aber niemals dazu einsetzen, diese Geräte "automatisch" anhand irgendwelche presence Stati oder sonstiger von fhem ermittelten Kriterien abzuschalten. Denn ICH wohne hier und will mich wohlfühlen und nicht fhem.

Oh, ich würde schon gerne eine Automatik haben, die das Licht genau dann ein- und ausschalten, wenn ich das selbst auch gemacht hätte. Zum (kleinen) Teil habe ich das schon. So, wenn ich im dunklem Flur nachts herumlaufe, möchte ich ein gedämpftes Licht haben, das mich nicht blendet, aber dass ich auch nicht nach dem Schalter herumtasten muss. Eine konservative aber intellegente Steuerung ist schon ok
Ansonsten sehe ich das auch wie Du - ich möchte mein Verhalten weder durch FHEM steuern, noch mich an die Technik 'anpassen' (müssen).

Grüße,

Alexander

[peterk_de]

Pah, meine Absicht, uns/mich durch die FHEM-Installation zu einem bewussteren (sparsameren) Umgang mit der Energie zu "erziehen", kann ich nicht leugnen, und finde diesen "gruseligen" Effekt spannend. Zumal er wie geschildert tatsächlich eingetreten ist.

Sicher erledigt die Installation auch schon viele Heizungssachen unbemerkt im Hintergrund von allein, die schon einen Ersparniseffekt bewirken. Andererseits führt sie mir aber direkt vor Augen, wenn ich absichtlich oder unabsichtlich das nicht umsetze, was ich mir als Spar-Maßnahmen selbst vorgenommen habe.

Das kann nun demotivierend und nervig sein, wenn ich vergessen habe, das Badfenster zu schließen (das kommt leider viel zu häufig vor) und mich schon gemütlich auf die Couch gesetzt habe, wenn die Nachricht auf dem Smartphone kommt, ich möge es doch wieder schließen. Ich ärgere mich dann aber mehr über mich selbst, dass ich es wieder vergessen habe, weil letztlich war es mein Wille, diese Nachricht zu bekommen. Das fällt für mich nun weniger in die Kategorie "dem Computerprogramm unterwerfen".

Bei meiner Partnerin sieht das schon anders aus. Sie würde irgendwann die Pushover-App deinstallieren, weil sie in der Regel selbst dran denkt, und das als massive Bevormundung empfinden. Hier wären "energetische Erziehungsmaßnahmen" wie die von dir vorgestellte also völlig kontraproduktiv (ich hingegen würde mich freuen  ). Also bekommt sie entsprechende Nachrichten einfach nicht. Von daher völlige Zustimmung, dass man hier aufpassen muss - mit der Ergänzung, dass man als FHEM-Admin hier auch hohe Verantwortung trägt, eben alle Mitbewohner sehr individuell mitzunehmen und nicht global das eigene (Energiespar-)Ziel durchzudrücken. Das ist meines Erachtens mit einfachen Mitteln an den meisten Stellen möglich, wenn man ein wenig darüber nachdenkt.

Leider führt das aber nun manchmal auch zu unvermeidlichen Zielkonflikten, die es ohne FHEM mangels Bewusstsein dafür gar nicht gab, und bei denen man entsprechend Kompromisse eingehen muss. Die Solltemperatur der Heizung kann in einem gemeinsam genutzten Raum nun eben zu Zeitpunkt X nur genau den einen Wert Y haben, der nach Kriteriensatz Z bestimmt wird. Und hier beginnt es schwierig zu werden - das meine ich mit "feilschen". Was ich nicht meinte, ist dass bei uns stur ein nerviges Heizprogramm abgefahren wird, dem wir uns unterwerfen müssen. Dann würde ich schon allein wohnen. Und kann auch alle nur davor warnen - FHEM ist ein Spielzeug, das je nach Ausbaustufe mehr Nerv-Potential hat als ein Schlagzeug, stinkende Lötdämpfe und in der Wohnung fliegende Quadrokopter zusammen

[cwagner]

Abgesehen vom "Bewusstmachen" von Energieverbrauch durch Verhalten, was sicher auch ohne FHEM durch verbale Aufklärung o.ä. geht sehe ich aus meiner persönlichen Erfahrung die hier genannten Aspekte Bequemlichkeit (die in Euronen schlecht zu beziffern sind) und einen speziellen Ansatz:
Wir haben uns hier entschieden, eine ältere Ölheizung nicht zu ersetzen, weil wir der Überzeugung sind, dass "neu" nicht unbedingt "besser" heißt, wenn man auch die Materialverbrauch und Energieeinsatz für die Produktion berücksichtigt und der Verdacht bestand, eine solche Heizung durch intelligente Steuerung in die Nähe "moderner" Anlagen zu bringen ist. So wurde aus einer mit einem Referenzraum und fester Heizkurve "gesteuerten" Heizung eine raumbedarfsabhängige mit sich stetig anpassendem Vorlauf und wochentagsabhängigen raumnutzungsspezifischen Absenkungsphasen . Über eine Zeitreihe von 10 Jahren (alte Steuerung mit "Handeingriff") und 4 Jahren (neue, stets angepasste Steuerung) wurde der durchschnittliche Ölverbrauch pro Jahr um 40% reduziert. Das ist so deutlich, dass das Thema Witterungsbereinigung nicht zwingend ist. Damit war die "Hardware" (also Meßfühler, Aktoren, Verkabelung sofort bezahlt). Nicht finanziert ist die Zeit von geschätzt 1000 Stunden, die aber auf das Konto "Hobby" gehen. FHEM hat mich in diesem Projekt vor allem durch die Logging-Möglichkeiten ordentlich vorwärts gebracht. Eine Änderung kann in fast beliebiger Detaillierung protokolliert und dann bequem mit anderen Werten verglichen werden. Alleine dafür lohnt sich schon der FHEM-Server.

Christian

[herrmannj]

Oh, ich würde schon gerne eine Automatik haben, die das Licht genau dann ein- und ausschalten, wenn ich das selbst auch gemacht hätte. Zum (kleinen) Teil habe ich das schon. So, wenn ich im dunklem Flur nachts herumlaufe, möchte ich ein gedämpftes Licht haben, das mich nicht blendet, aber dass ich auch nicht nach dem Schalter herumtasten muss. Eine konservative aber intellegente Steuerung ist schon ok
Ansonsten sehe ich das auch wie Du - ich möchte mein Verhalten weder durch FHEM steuern, noch mich an die Technik 'anpassen' (müssen).

Grüße,

Alexander

sehr genau (auch @betateilchen). Der Grad zwischen "ich empfinde das angenehm und als Unterstützung" und "ich muss meine Leben an die Regeln der Steuerung anpassen" ist sehr schmal (und hoch individuell).

Wenn mich Bekannte oder Freunde nach einem Einstieg fragen (typisch. "was nimmt man ?") antworte ich regelmäßig das es nicht darum geht "was" man (an Hardware) nimmt - sondern was und vor allem wie man das umsetzen möchte und das es dafür keine Regeln gibt außer das es (das wie) "genau auf Deine Gewohnheiten und Lebensumstände" passen sollte. Da muss jeder sicher auch "seine" Lernkurve durchmachen.

vg
jörg

[schmadde]

3. Es wird der Mittelwert der Differenz zwischen Soll-Temperatur im Raum minus der Ist-Temperatur über alle Leiträume, die auf "Kofort" sthen, berechnet.
4. Es wird der Mittelwert und der Maximalwert der Ventilstellungen der Heizkörper aller Leiträume, die sich im "Kofort-Modus" befinden, berechnet.

Liegt der Mittelwert der Ventilstellungen oberhalb von 80 % und die Regeldifferenz aus 3.) oberhalb einer einstellbaren Schwelle (z.B. 0.8 Grad) so wird die Vorlauftemperatur erhöt.

Ich musste das erst ein paar mal lesen bis ich es kapiert habe. Also Du betrachtest nur Räume die genutzt werden (Wunschtemperatur  oberhalb einer definierten Schwelle) und wenn die mittlere Abweichung von Soll- und Ist-Temperatur zu hoch ist (es mit gegebener VL-Temperatur also nicht mehr möglich ist, die gewünschte Raumtemperatur zu halten) wird die VL-Temperatur erhöht?

Das ist schon schon sehr advanced, im Prinzip das Zukunftsmodell einer Heizungsregelung - das macht ja klassische Heizkurvenkonfiguration obsolet. Sehr geil, solltest den Nobelpreis für Hacking bekommen dafür!

Wie änderst du denn die VL-Temperatur, kannst Du deine Heizungssteuerung entsprechend beeinflussen oder steuerst Du einen Mischer direkt an?

[Prof. Dr. Peter Henning]

Nun, glücklicherweise werden an Nobelpreise andere Anforderungen gestellt...

Es fehlt bei dieser Art der Regelung sowohl die Berücksichtigung der Außentemperatur, als auch der Tageszeit.  Die könnte sich z.B. auf die Frage auswirken, welches ein "Leitraum" ist.

Als ganz interessant von WAF her erweist sich die minutengenaue Visualisierung eines Temperaturprofils auf meinem Wohnzimmerdisplay, siehe Anhang.

LG

pah

[Elektrolurch]

Hallo,

genau, das wardie Idee:
- unabhängig von der Außentemperatur zu werden
- und keine Heizkurve für das Haus mehr einstellen zu müssen.

Leiträume sind bei mir jene Zimmer, die regelmäßig täglich genutzt werden. Die Auswahl ist natürlich willkürlich, von 10 Thermostaten sind 5 "Leiträume".

Deine Interpretation meiner Beschreibung war richtig und umgekehrt wird die VL-Temp wieder abgesenkt, wenn die Thermostate weniger als 80 % Öffnung der Ventile melden.

Die Idee ist zwar nicht nobelpreisverdächtig, da aber alle Daten bequem über fhem ermittelbar sind, liegt die Lösung nahe - und sie funktioniert jetzt auch über ein Jahr bei den unterschiedlichsten Heizsituationen und auch bei Batterieausfall bei einer der fhts.

Wie ich die VL-Temp reguliere? Ich habe eine Weisshaupt Hz mit Gastherme und einen elektrischen Mischer.
An der Hz kann ich die Steuerung der Heizkreise von "Witterungsführung" auf "Konstantvorlauf" umschalten und dann die Temperaturen der Heizkreise manuell setzen.
Die Hz hat ein Webinterface, welches ich über fhem bediene. Das war allerdings etwas "hacking", denn die Werte kommen codiert, und teilweise auf zwei oder vier Bytes aufgeteilt über json. Und dann musste ich noch die Werte-ID - Zuordnung zu dem tatsächlichen Wert ermittlen. Also ziemliches Gefrickel und Reverse Engeeniering.
Aber jetzt läufts und das Gesamtprogramm erzeugt doch ein deutlich angenehmeres Wohnklima, als wenn die Temperaturen manuell oder starr vorgegeben werden.

Zitat von PA:
Es fehlt bei dieser Art der Regelung sowohl die Berücksichtigung der Außentemperatur, als auch der Tageszeit.  Die könnte sich z.B. auf die Frage auswirken, welches ein "Leitraum" ist.

Wohl nicht ganz verstanden, wie das funktioniert: die Außentemperatur ist bei dem Verfahren völlig uninteressant und Leiträume werden einmal nach individuellen Gesichtspunkten ausgesucht. Die Tageszeiten spielen auch keine Rolle, da in jedem Thermostat ein automatisches Heizprogramm (fht) hinterlegt ist. Und wenn jemand am fht den Regler für eine manuelle Temperaturvorgabe betätigt, so wird das über fhem auch direkt an die Hz (VL-Temp bei Bedarf ändern) weitergegeben.
Die Zeitprogramme in den fhts laufen unabhängig von fhem, nur über eine schöne GUI kann ich diese für jeden Tag, Werktag, Wochenende oder alle Tage und alle / einzelne Thermostate ändern. Oder z.B. von zentral aus auf "Urlaub" setzen. Die Hz geht dann automatisch auf Grund des fehlenden Heizbedarfs auf Standby...

Mit anderen Worten: Die Hz wird nun zum Sklaven der Heizkörper, wie es ja auch eigentlich sein sollte. Bequemer geht es nicht mehr.

Elektrolurch

[Prof. Dr. Peter Henning]

Ich habe sehr wohl verstanden, wie das realisiert wurde - das heißt aber nicht, dass ich es für sinnvoll halte.

Es ist z.B. vollkommener Unsinn, so etwas unabhängig von der Außentemperatur zu betreiben - denn die Außentemperatur bestimmt maßgeblich, wie schnell ein Raum auskühlt. Umgekehrt ist die Abkühlgeschwindigkeit (sprich: der Wärmeverlust aus dem Raum heraus) auch kein alleiniges Kriterium, sondern muss z.B. die Effizienz des Wärmeerzeugers bei verschiedenen Temperaturen berücksichtigen.

Mit anderen Worten: Die optimale Taktung und Vorlauftemperatur sind Funktionen vieler Variablen (auch der Zeit...). Aus meiner Sicht eine klassische KI-Situation: Mal sehen, vielleicht kann man mit einem Reasoner an der Stelle etwas anfangen 

LG

pah