Kategorie: Allgemein

Ausgangslage

Ich bin stolzer Besitzer einer neuen Wärmepumpe in Kombination mit einem bestehenden Öl-Heizkessel und einem Pufferspeicher.

Zwar verfügt meine neue Steuerung von Stiebel Eltron über eine Anzeige von Temperaturen, aber diese beinhaltet nicht alle für mich relevanten Temperaturen und kann zusätzlich keine Langzeitaufzeichnung von Temperaturen erstellen.

Ich suchte daher eine günstige Alternative zur Überwachung. Idealerweise sollte diese über offene Schnittstellen, wie z.B. MQTT, JSON oder Prometheus verfügen um diese in beliebige Systeme einbinden zu können.

Nach einer Internetrecherche wurde ich bei Openandhome fündig. Mit Hilfe einer Sensorbox von Openandhome kann ich jede beliebige Vorlauf-, bzw. Rücklauftemperatur messen. Auch die nachträgliche Messung am Pufferspeicher ist kein Problem. Die Temperaturfühler können an einer beliebigen Stelle direkt an einem Heizrohrabgang am Puffer angelegt werden.

Einfach den Fühler an einem gewünschten Rohr befestigen und mit einem Kabelbinder oder Aluklebeband befestigen (Foto 1), einfacher geht es nicht.

Ich habe mich für eine Sensorbox mit Netzwerkanschluss entschieden (Foto 2). Netzwerk war bereits an meinem Batteriespeicher für die Photovoltaikanlage verfügbar und über einen vorhandenen POE-Switch mit Spannungsversorgung konnte ich die Sensorbox anschließen.

Kurzanleitung

1. Sensorinstallation: Ich habe mich für eine Sensorbox mit 6 Fühler entschieden, 3x 3 Meter, 3x 5 Meter. Bei der Installation habe ich mich für die oberste und die unterste Position am Pufferspeicher entschieden. Die weiteren Fühler habe ich am Vorlauf der Wärmepumpe und der Solaranlage angelegt.
2. Netzwerkkonnektivität: Openandhome bietet Sensorboxen für WLAN- oder Netzwerk an. Ich habe mich für Netzwerk entschieden.
3. Überwachung: Die Überwachung der Temperaturdaten kann über WLAN- oder Netzwerk erfolgen, somit kann ich meinen Pufferspeicheranlage überwachen und gegebenenfalls steuern, um die gewünschte Temperatur beizubehalten. Die Daten werden über MQTT an einen vorhandenen Mosquitto-MQTT-Broker übermittelt, mittels Telegraf transformiert und in eine Influxdatenbank geschrieben. Die Daten werden dann über Grafana in einem Dashboard dargestellt.
4. Datenzugriff: Über meinen Computer, Smartphone oder Tablet kann ich die Daten anzeigen. Die Daten werden im Nas gespeichert.
5. Anzeige in meiner Wärmepumpe:
   
6. Anzeige in Grafana:
   
7. Notwendige Installationen im NAS
   Im Nas werden die Daten in vorhandene Docker-Container geschrieben. Dies ist die docker_compose.yml um die Container zu erstellen. Nas ist noch ein ArmV7 mit 32bit-Architektur. Daher müssen die Container entsprechend geladen werden.
   
   

version: "2"
services:
  influxdb:
    container_name: influxdb
    image: arm32v7/influxdb:latest
    ports:
      - "8086:8086"
    volumes:
      - /share/CACHEDEV1_DATA/Container/local_data/influxdb:/var/lib/influxdb
      - /share/CACHEDEV1_DATA/Container/local_config/influxdb:/etc/influxdb/
    restart: always
    networks:
      - iot
  #Achtung, wenn Container nicht startet. Evtl. ältere Version versuchen
  telegraf:
    container_name: telegraf
    image: telegraf:1.24
    volumes:
      - /share/CACHEDEV1_DATA/Container/local_config/telegraf/telegraf.conf:/etc/telegraf/telegraf.conf:ro
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
    restart: always
    depends_on:
      - mosquitto
      - influxdb
    networks:
      - iot
  
  #Letzte V7 Version war die 10.1 https://hub.docker.com/r/grafana/grafana/tags?page=1
  grafana:
    container_name: grafana
    image: grafana/grafana:9.3.16
    #user: "0"
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - /share/CACHEDEV1_DATA/Container/local_data/grafana:/var/lib/grafana
      - /share/CACHEDEV1_DATA/Container/local_logs/grafana:/var/log/grafana
      #- /share/CACHEDEV1_DATA/Container/local_config/grafana/grafana.ini:/etc/grafana/grafana.ini
    links:
      - influxdb
    restart: always
    depends_on:
      - influxdb
    networks:
      - iot
    
  mosquitto:
    image: eclipse-mosquitto:1.6
    container_name: mosquitto
    restart: always
     #user: "0"
    ports:
      - "1883:1883"
      - "9001:9001"
    volumes:
      - /share/CACHEDEV1_DATA/Container/local_config/mosquitto/mosquitto.conf:/mosquitto/config/mosquitto.conf
      - /share/CACHEDEV1_DATA/Container/local_data/mosquitto:/mosquitto/data/
      - /share/CACHEDEV1_DATA/Container/local_logs/mosquitto:/mosquitto/log/
    networks:
      - iot

    networks:
      - iot

networks:
  iot:
    enable_ipv6: false

Wohl ein Blitzschlag im Sommer war die Ursache. Die Steuerung der Kirchenheizung war defekt. Bemerkt hat man den Schaden allerdings erst viel später. An einem kalten Novembertag froren die Gottesdienstbesucher in ihren Bänken. Ein Austausch der Steuerung aus den frühen 1980er Jahren hätte wohl mehrere hundert Euro gekostet. Sicher gibt es eine einfachere und vor allem smartere Lösung. Das dachten sich einige Mitglieder der Krichenverwaltung.

Analyse: Zwei günstige Komponenten reichen aus

Die Analyse stand am Anfang. Was wird gebraucht? Grundsätzlich geht es darum Schäden am Gebäude und der Innenausstattung durch zu niedrige Temperaturen zu vermeiden. Dazu braucht es lediglich zwei Komponenten. Eine Sensorbox erfasst mit ihren Sonsoren die Raumtemperatur und -feuchte.

Der Befehl „Heizung an“ wird erzeugt, sobald die Raumtemperatur zum Beispiel 7 °C unterschreitet. Es dauert rund eine Stunde um den Innenraum der Kirche um ein Grad zu erwärmen. Bei Überschreitung von 8°C folgt der Befehl „Heizung aus“. Umgesetzt wurde das alles in der Oberfläche der Sensorbox „ESP Easy“

Als zweites wurde ein Aktor von Sonoff (https://sonoff.tech) in der elektrischen Zuleitung der Heizung zwischengeschaltet. Dieser bekommt die beiden Befehle der Sensorbox per WLAN und führt sie aus.

Anpassung an sich ändernde Gottesdienstzeiten

Allerdings soll es für die Gottesdienstbesucher wärmer sein. Die Heizung muss also bereits mehrere Stunden vorher starten.Eine Umsetzung im ESP Easy wäre zwar möglich, aber die Zeiten zu denen die Gottesdienste feste Zeiten hatten sind längst vorbei. Flexibilität war gefragt.

Das System wird durch eine Fernsteuerung „smart“

Ein Nachbar der Kirche erklärte sich bereit einmal im Monat die aktuellen Zeiten über eine Weboberfläche in sein Laptop einzutragen und stellte sein WLAN zur Datenübertragung zur Verfügung.

Signalverstärkung durch einen WLAN-Repeater und zwei Antennen

Zur dirketen Datenübertragung per WLAN reichte das vorhandene Netz nicht aus. Der Einbau eines zusätzlichen WLAN Repeaters mit zwei zusätzlichen Richtantennen war schnell erledigt.

Auswertung und Datenanalyse möglich

Nettes zusätzliches Feature: Die Datenanalyse ist jetzt ein Kinderspiel.