Idee sucht Lösung. Energie-/Leistungsmessung Heizung oder Wärmepumpe auf KNX

[teamvc]

Hallo zusammen,
ich habe mich mal in das OpenKNX Forum eingelesen. Daraus ergibt sich die Hoffnung vielleicht meine Idee umsetzten zu können.
Worum geht es?
Ich hätte gerne einen kleinen TP angeschlossenen Sensor, der die Leistung und Energie einer Wärmepumpe oder Heizung auf den KNX Bus ausgeben kann.
Als Hardware stelle ich mir ein ESP32 mit einem TP Interface vor. So wie z.B. das TUL von busware. (Warum das Rad neu erfinden?) Oder gibt es eine andere fertige Hardware Basis?
Daran zwei 1-wire Temperatursensoren und einen Flowmeter Eingang. Diese Flow Meter bekommt man bei Aliexpress und diese liefern einfach ein Rechtecksignal dessen Frequenz proportional zum Durchfluss ist. Temperaturdifferenz Eingang/Ausgang plus Volumenstrom (mit Konstante für das Medium, meist Wasser) lässt die Leistung errechnen. Diese integriert ist dann die Energiemenge.
Die Werte, Temperatur Ein- und Ausgang, momentan Leistung und Energie seit Reset hätte ich dann gerne auf den KNX Bus ausgegeben.

Wer traut sich zu mir dabei zu helfen und vielleicht gibt es ja noch mehr User die so etwas gerne hätten?

Grüße
teamvc

[Ing-Dom]

Ohne jetzt die genauen Daten des Flowmeter s zu kennen, wahrscheinlich lässt sich das zB mit einem https://github.com/OpenKNX/OpenKNX/wiki/SEN-UP1-8xTH oder auch mit einem REG1 umsetzen...
Firmware müsste man ein bischen was machen wobei es evtl mit dem Zählermodul sogar direkt klappt wenn man das Flowmeter an einen Binäreingang hängt...

Gib mal einen Link zum Flowmeter.

Bzgl. Heizung - welche? Die haben ja idR eigene Sensoren und einen Bus, den man ggf abgreifen kann.

[teamvc]

Das Ding als Flowmeter.

https://de.aliexpress.com/item/10050...Cquery_from%3A

Ja, aber spätestens wenn man diffenzieren möchte, wie viel geht in die Heizung und wie viel geht ins Warmwasser und wie viel kommt in den Heizungsstrang, dann ist man am Raten. Auch bieten nicht alle WP die Leistung und Energie direkt auslebar an.
Ich habe meine WP per Modbus ausgelesen, jedoch ist die Updaterate der Werte so gering, dass man es nur noch schätzten nennen kann... Also meine Idee, selber messen. Am besten was reinkommt und dann die verschiedenen Verbraucher... Ich muss zugeben, ich habe wenig Ahnung, ob diese Art der Messung, hinreichend genau sein kann.

[fsl]

wenn man diffenzieren möchte, wie viel geht in die Heizung und wie viel geht ins Warmwasser und wie viel kommt in den Heizungsstrang, dann ist man am Raten.

Da muss man eben schauen, wie zwischen Heizkreisen und Warmwassererzeugung umgeschaltet wird. Manchmal ist das ein 3-Wege-Ventil, bei mir aber z.B. einfach abwechselnd angesteuerte Pumpen. Und dann muss man eben jeweils einen Volumenstromsensor nach dieser Aufteilung, in der Regel im Rücklauf, einbauen. Temperatursensor bräuchte man dann jeweils im Vorlauf und im Rücklauf, wobei man den im Rücklauf auch auf einen einzelnen reduzieren könnte, wenn er vor der Aufteilung platziert wird. Der Rest wäre dann reine Mathematik.

Ob ich mir so ein günstiges Chinateil einbauen würde, weiß ich nicht. Bei mir habe ich zurzeit noch zwei Wärmemengenzähler-Einbaustrecken, die Investition in zwei Wärmemengenzähler aber bislang gescheut, zumal ich deren Daten dann auch noch irgendwie weiterleiten müsste (M-Bus, wM-Bus, Modbus, ...).

[Ing-Dom]

ok, d.h. du machst dann tatsächlich auch deinen Heizkreis auf.. wenn ich mir soviel Arbeit mache, dann evtl doch einen besseren Sensor ?
Und dann denk auch gleich an Tauchhülsen für die T-Fühler. Anlegefühler für WMZ ist Mist...

[mumpf]

Ich würde sagen, die Anforderung geht jetzt schon - ohne zu proggen - allerdings mit einer Hilfe von unserer Seite:
SEN-UP1-8xTH mit dessen nativer SEN-UP1-8xTH-Firmware, erweitert um das Zählermodul (das müsste noch gemacht werden).

Dann schließt man die 2 Temperatursensoren (ich würde SHT3x nehmen, kein 1-Wire, ginge aber notfalls auch) und den Hall-Sensor an und zählt die Impulse. Die Berechnungen macht man dann im Logikmodul über Benutzerformeln.

Was also fehlt ist die Integration vom Zählermodul. Was mir sonst noch nicht klar ist: Wie schnell kommen die Impulse vom Hall-Sensor. Falls die sehr schnell kommen, könnte es noch ein Timing-Problem geben beim Zählen.

Gruß, Waldemar

[teamvc]

Also, es ist komplizierter.
Es sind 2 Wärmepumpen die zusammen die Wärme für das Haus liefern sollen (Im Bau, deshalb kein Thema alles einzubauen). Dabei kann eine gerade Warmwasser machen und die Andere heizt de Puffer auf. Zeitgleich zieht der Heizkreis über eine Pumpe und einen Mischer (alles unter KNX Kontrolle) Energie ab...
Und ja, alles mit Tauchhülsen 6mm. Das "Chinateil" ist mit Flansch und Absperrventilen schnell gewechselt und so dimensioniert, dass komerzielle Wärmemengenzähler reinpassen werden.
Und genau diese "Chinateile" sind in meiner Wäremepumpe verbaut, vielleicht taugen sie ja doch was?
Komerzielle Zähler:
Die Kosten bei einem maximalen Volumenstrom von je WP ca. 5-50l/Min. und einer M-Bus Schnittstelle sind mal vier richtig teuer... Genauer, so viel Geld, dass sich die Sache einfach nicht mehr rechnen kann. Denn ich bräuchte je eine für die WP, eine für Ausgang Heizkreis und eine die das Brauchwasser zählt.
Den Brauchwasserzähler gibt es schon für die Abrechnung durch ista. Die M-Bus Erweitereung ist dafür aber auch sehr teuerer als eine weitere Messung.
Dazu muss ich dann bei der komerziellen Lösung den M-Bus irgendwie auf KNX bekommen (Chinateil (USB auf M-Bus Master) für 50€ und ein PI der das dann auf KNX augeben muss)

Ergo, besser eine eigene wirtschaftlich machbare Variante suchen. Na ja, die 8-fach Temperaursensorvariante würde alle Temperaturen liefern, viellleicht kann man da dann noch die 4 Frequenzen ermitteln? Fertig wäre die Lösung, oder? Das errechnen der Werte ist dann ehr trivial, denke ich.
Wenn man in er Parametrierung einen Faktor Frequenz zu Volumenstrom hinterlegen kann, hat man ein fertiges Projekt.
So meine vielleicht naive Vorstellung.

[teamvc]

Hallo Waldemar,

Impulseigenschaften (8xQ-4) ± 5 %, F-Frequenz, Q-Fluss pro Liter/Minute lt. Hersteller
Wir reden also von ca. 500 Hz maximal...

[Benni620]

Wäre es nicht einfacher, den Volumenstromzähler über einen Messwandler an einen Analogeingang zu hängen? Das gibts fertig, ist zu tausenden in der Industrie im Einsatz, da hast dann auch keine Timingprobleme oder so..

Aber ja, man kann nicht so viel basteln

[traxanos]

Solche Regelungen macht man nicht mit KNX. Da gibt es soviel wie Frostschutz etc was beachtet werden muss. Dafür gibt es fertge Logikbausteine. Dafür nimmt man TA.co.at und sendet dann die Werte auf den BUS.

Dabei kann eine gerade Warmwasser machen und die Andere heizt de Puffer auf. Zeitgleich zieht der Heizkreis über eine Pumpe und einen Mischer (alles unter KNX Kontrolle) Energie ab...

Davon ab gehen meine Nackenhaare wieder hoch wenn ich sowas lese. Warum baust du dir so in Ineffizenzmonster und haust die eine hydraulische Weiche rein. Das hört sich erlich gesagt wieder komplett zusammengebastel Bauwerk an und nacher wunder ihr euch das nichts vernünftig läuft. Aber das willst du sowieso nicht hören, daher viel Spass.

Aber die korrekte Berechnung der Wärmemenge ist etwas komplexer als nur ich hab 2 Temperaturfühler und nen Flowmeter. Da muss noch noch Kallibrierung vorsehen, dann musst du abtastraten beachten. Beide sicherlich machbar auch mit dem SEN-UP1.

PS: Den Flowmeter baust du hoffenltich nicht in deine Trinkwasserinstallation ein.

[teamvc]

@traxanos
Interessante Lösung von den Österreichern, dazu bezahlbar. Schau ich mir für die nächsten Projekte mal genauer an.
Aktuell ist alles im eibPort (Bab-tec) realisiert, die Heizkreisregelung macht der ABB HCC/S2.2.2.1 Heizkreis Controller. Die Wärmepumendaten kommen über eine Modbus Anbindung auf den KNX-Bus.
Im eibPort ist dann auch die ganze Logik samt Bedienung aus der Ferne realisiert, sowie die Visu für den Rest des Gebäudes. KNX bot sich an, denn die Raumtemperaturregler liefern den Wärmebedarf/Anforderung und die Uhren der Einzelraumregelung lassen abschätzen wie viel Wärme wann gebraucht werden könnte. Da kommt schon mal raus, dass es ein paar Tage nicht sinnvoll ist, viel Wärme vorzuhalten. Insbesondere an Wochenden oder in Urlaubs-/Ferienzeiten. Okay, alles Spielerei, aber warum nicht. Wenn eine Anforderung erkannt wird, laufen die Dinger halt wieder los, wenn keine Wärme oder Warmwasser benötigt wird, weil sowieso niemand da ist, (Präsensmelder) kann man sich die Energie dafür sparen....

Magst du das mit der Hydraulischen Weiche mal erläutern? Ich (und vielleicht auch andere) würde gerne dazulernen. Okay, ist off-Topic, aber möglicherweise interessant.

Genauigkeit: Natürlich ist das nicht exakt aber dafür eine (vermeintlich) kostengünstige Lösung.... Wer es genauer haben möchte muss mit der Wärmekapazität in Abhängigkeit der Temperatur und Dichte rechnen. Kann man natürlich machen. Aber wie genau ist der Durchflußsensor? 5% Fehler, da kann ich den Rest einfach halten.
Kommerzielle Anbieter verwenden deshalb Ultraschall/Dopplermessungen und ausgeklügelte, zertifizierte, MID konforme Algorithmen. Molline hat da schöne Produkte, leider zu teuer um ein wenig Information zusätzlich zu bekommen.

Na ja, vielleicht habe ich ja was losgetreten und es gibt irgendwann einen 4-fach Wärmeleistungs-/Energiemesser auf Basis des SEN-UP1?
Für das Brauchwasser gibt es Edelstahl Flowmeter... Spricht da etwas dagegen?
Ich denke an eine low-cost Lösung hat sich bisher kein ran getraut? Als Zusatznutzen bekommt man einen Ausfallsensor. Denn wenn kein Volumenstrom mehr da ist, ist entweder der Sensor oder eine Pumpe oder noch mehr defekt.
Für ca. 250€ eine Information zu bekommen wie viel Leistung (in etwa) die WP(en) aktuell wirklich liefern und was tatsächlich gebraucht wird, finde ich ganz okay. Zumal die WP Leistungen sehr strark witterungsabhängig sind.
Werte wie JAZ oder der aktuelle COP fallen dann dabei auch noch raus.

[traxanos]

Magst du das mit der Hydraulischen Weiche mal erläutern?

Vereinfacht gesagt. Es ist totaler quatsch heißes Wasser zu produzieren, um dieses dann mit einem Mischer wieder auf eine passende Heizkurze zu mischen. Damit sinkt die Effizienz erheblich. Wenn das also keine Uralte-WP sondern eine modulierende WP ist. Ist es viel sinnvoller das Warmwasser direkt in den Heizkreis einzuspeisen und die Heizung modulieren zu lassen.

Ja es gibt seltene Fälle wo so ein Konstrukt wirklich nötig ist. Aber in >95% der Fälle ist die Heizung wieder mal falsch konzipiert worden.

[teamvc]

Ah, verstehe, ist nachvollziehbar. Dann gehört diese Anlage zu den 5%.
Denn wenn die Solaranlage an sonnigen Wintertagen 60kWh liefert, ist es sinnvoller diese Energie in die Puffer umzusetzen, anstatt für 7ct einzuspeisen um später für 30ct wieder gekauft zu werden...
Dabei steigt die Puffertemperatur durchaus auf Werte über die Obergrenze der Fußbodenheizung, somit ist der Mischer sehr nötig. Ohne Sonne ist die Puffertemperatur tatsächlich auf der Heizkurve der WP und der Mischer voll auf.
Die Logik im eibPort steuert den Solarüberschuß über die SG-Ready Eingänge der Wärmepumpen. Auch geht die Heizung aus dem Puffer weiter, wenn die WP Brauchwasser nachheizen.

Zurück zum Thema.
Viellicht ist es ja einfacher? SEN-UP1 liefert die Temperaturen und 4 Analogeingänge über Messwandler die Flow Werte. Rechnen im Logikmodul.
Nachteil, die Daten sind von verschiedenen Zeitpunkten und führen deshalb zu ungenauern Werten. Oder könnte der SEN-UP1 erweitert werden um 4 Analogeingänge? Alternativ ein "SEN-UP-1a" mit 4xTemperatur und 4x Analogeingängen????

Benni620
Könntest du einen Link auf Messumwandler beisteuern? Ich vermute du hast da schon Erfahrungen?

[henfri]

Denn wenn die Solaranlage an sonnigen Wintertagen 60kWh liefert, ist es sinnvoller diese Energie in die Puffer umzusetzen, anstatt für 7ct einzuspeisen um später für 30ct wieder gekauft zu werden...

Wenn du über ökologische Maßstäbe redest, statt über ökonomische, dann ist Einspeisung besser

[teamvc]

Wenn du über ökologische Maßstäbe redest, statt über ökonomische, dann ist Einspeisung besser

Ähm, verstehe ich nicht! Die eigene Solarenergie spart zur zwar bei der Einspeisung fossilen Brennstoff um später die gleiche Menge Energie zu kaufen und die mit fossilen/atomaren Brennstoff zu erzeugen. Denn, dadurch dass die CO2 freie Energie im Netz sowieso schon verbraucht wird, muss mein dann zusätzlicher Bezug voll aus fossilen oder atomaren Brennstoffen wieder erzeugt werden. Damit ist das ein Minus bis 0-Summenspiel, weil Übertragungsverluste gibt es auch noch...
Teurer ist es allemal.
Oder?