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Hallo zusammen
Hier ein kleines Projekt an dem ich aktuell arbeite. Vielleicht gefällt es ja dem einen oder anderen der es nachbauen möchte.
Arbeite gerade an einer günstigen WP Boiler Steuerung um meinen WP Boiler mit etwas (externem) Hirn zu beglücken und Energie zu sparen.
Ausgangslage:
Habe eine PV Anlage (14kWp), Speicher (11.5 kWh) und eine WP Boiler (Ochsner Europa 300l). Die PV Anlage kann per potentialfreier Schaltung dem Boiler signalisieren, dass genügend Strom da ist. Dann schaltet die Soll-Temp des Boilers hoch und er heizt wenn nötig stärker auf.
Der Boiler hat auch eine Zeitsteuerung, möchte aber, dass der Boiler möglichst nur mit PV-Überschuss arbeitet.
Problem:
Ich will ihn nicht jeden Tag so weit aufheizen lassen, sondern nur so viel wie notwendig ist.
Der Boiler ist ausser dem potentialfreien Eingang nicht steuerbar
Aktuelle Temperatur ist nicht digital auslesbar.
Ziel:
Warmwasser (so weit wie möglich) nur mit PV Überschuss erhitzen
Nur so weit aufheizen wie notwendig (keine Energie "verschwenden")
Legionellen Betrieb (mind. alle 9 Tage) auf 62 Grad
Umsetzung:
Eine ESP32-CAM macht auf Kommando ein Foto des Displays, dies wird per OCR ausgewertet und in die Influx DB gespeichert. So habe ich schon mal die aktuelle Wassertemperatur.
Ein myStrom Adapter misst die Temperatur im Raum, sowie den Stromverbrauch des Boilers, beide Werte werden ebenfalls in die Influx DB gespeichert.
Für die Überwachung der PV Anlage und der Batterie kommt Solaranzeige.de zum Einsatz.
Die Schaltung des potentialfreien Eingangs am WP Boiler mache ich mit einem Shelly1V3.
Damit habe ich alle wichtigen Werte zusammen:
Sobald nun mehr als 1kW Überschuss vorhanden ist und die Wassertemperatur unterhalb des Soll-Wertes liegt, schaltet sich der Boiler automatisch ein.
Um zu verhindern, dass dies bei jedem kleinen Peak geschieht, muss der Überschuss für mind. 20 Minuten vorhanden sein, bevor die Schaltung reagiert.
Wenn erst mal gestartet, läuft der Boiler für mind. 2h oder bis der Soll-Wert erreicht ist.
Laufzeiten von <2h haben sich als ineffizient erwiesen.
Wenn der Raum weniger als 19° warm ist, startet der Boiler nicht und wartet darauf, dass die Temperatur steigt.
Hier ein Beispiel wie dies im Grafana aussieht => BoilerTemp.png
Standardmässig habe ich die Wasser Temperatur auf 57° eingestellt. Es wird automatisch in der Influx DB geprüft, wann das letzte Mal eine Temperatur von mehr als 62 Grad erreicht wurde. Sollte dies länger als 9 Tage her sein, heizt er bis auf 62 Grad auf.
Aktueller Stand:
Die Skripts funktionieren, ist aber noch sehr für meine Fall und meine Geräte angepasst. Wenn ihr andere Schalter einsetzt als Shelly oder Mystrom passe ich es gerne an um diese mit aufzunehmen.
Bin noch am experimentieren mit der Wassertemperatur.
Eventuell stelle ich diese auf 45-47 Grad runter um Energie zu sparen. Bin am experimentiere, ob das jeweilige aufheizen von x auf 57 Grad und alle 9 Tage auf 62° mehr oder weniger Energie verbraucht als jeden Tag auf z.B. 47° und alle 9 Tage auf 62°. In einigen Wochen sollte ich genügend Zahlen zusammen haben um da eine bessere Info geben zu können.
Mit den 62° bin ich auch nicht so sicher. Habe versucht mich über Legionellen und den Umgang damit schlau zu machen, aktuell scheint mir das Aufheizen auf 62° alle 9 Tage der sicherste Weg zu sein.
Die Wassertemperatur "überschiesst" noch etwas. Wenn der WP Boiler auf dem Display 57° anzeigt und ausgeschaltet wird steigt die Temperatur weiter bis auf ca. 58.3°.
Die Skripte findet ihr hier:
Github Ochsner WP
Bin gespannt auf eure Meinung zu dem Projekt 
Grüsse
Michi :wave:
Cooles Projekt :thumbup:
Das mit dem OCR geil, sind da mehrere Info's auf dem Display? Wie sagst ihm welchen Teil er per OCR erkennen und dann umsetzen soll?
Und welche Hardware übernimmt das OCR, wie lange dauert die Bearbeitung?
Dankeschön 😛
Habe ein Bild vom Display der WP un der ESP32-CAM angefügt.
Die komplette Ausführung dauert 10.8 Sekunden, wobei 10 Sekunden lang gewartet wird um das neue Foto vom ESP32 zu erhalten. Der ESP32 ist etwas langsam, nachdem man ihm gesagt hat er soll ein neues Foto machen, muss man 5-10 Sekunden warten, bevor man das Foto runterladen kann. Daher die 10 Sekunden Wartezeit.
Dann sieht es so aus wie auf saved-photo.jpeg
Anschliessen drehe ich es, schneide es, und wandle es in Graustufe um mit ImageMagick (siehe => afterConvert.jpeg)
convert saved-photo.jpeg -rotate 269 -brightness-contrast -70,0 -crop 1000x500+325+425 -colorspace gray afterConvert.jpeg
Dann jage ich es durch textcleaner (ebenfalls von ImageMagick) (siehe => afterTextcleaner.jpeg)
./textcleaner.sh -c 0,0,100,0 ready4ocr.jpeg afterTextcleaner.jpeg
Nun kann das eigentliche OCR starten. Da mein Display ein 7-Segment Number Display ist, klappt es mit der gängigen OCR nicht wirklich. Ein kluger Kopf hat aber Seven Segment Optical Character Recognition geschrieben (SSOCR => https://www.unix-ag.uni-kl.de/~auerswal/ssocr/ ).
Damit geht es ziemlich gut. Der Dezimalpunkt wird nicht korrekt erkannt, aber das lässt sich einfach lösen:
Erfassen der Temperatur aus dem Bild:
boilerTemp=$(ssocr/ssocr -d 3 afterTextcleaner.jpeg)
Damit steht in boilerTemp z.B. 586
Die Zahl 7 wird leider immer als Unterstrich (_) erkannt, daher wechsle ich einen _ immer durch die 7 aus:
boilerTemp=${boilerTemp/_/7}
Das ganze dann noch durch 10 teilen
boilerTemp=$(echo "scale=1;${boilerTemp}/10"|bc -l)
und in die InfluxDB schreiben
curl -s -i -XPOST 'http://${influx_host}:8086/write?db=${influx_db' --data-binary 'boiler device="boiler",temp='${boilerTemp}''
und fertig ist der Spass.
Das Skript rufe ich 1x pro Minute über einen Cronjob auf einem Raspberry PI auf.
Mit den 62° bin ich auch nicht so sicher. Habe versucht mich über Legionellen und den Umgang damit schlau zu machen, aktuell scheint mir das Aufheizen auf 62° alle 9 Tage der sicherste Weg zu sein.
"Optimum temperature for the growth of Legionella is 98-114°F (35-43°C). Below 70°F (20°C), there is no growth, and above 136°F (55 °C) it starts to die out."
Quelle: https://www.condair.com/m/0/white-paper-legionellosis-risk-mgt-building-water-sys-2019.pdf
>60°C ist super zum abtöten, sollte aber auch eine längere Zeit herrschen und nur weil der Speicher oben warm ist, ist er es nicht auch unten.
>70°C ist super, wenn du Kalkablagerungen im Speicher möchtest, also versuche möglichst darunter zu bleiben.
Unser Warmwasserspeicher hat zum Glück Platz für 2 Sensoren. Einmal bei 50% Höhe und bei 80%, der Heizstab ist bei etwa 10% Höhe angebracht. Wenn wenig Leistung in den Heizstab fließt, erwärmt sich das Wasser bei der 50% Marke bereits, während man bei der 80% Marke fast nichts sieht.
Daher schlage ich dir vor deine 20 Minuten warten wieder zu streichen. Jedes Stück Wärme, welches du in den Speicher bringen kannst, ist im Winter Gold wert.
Ich versuche unseren Speicher möglichst immer bei 60-65°C zu halten, der PV Strom kostet nichts extra.
Danke für das PDF und dein Feedback.
Hast du einen "klassischen" Warmwasserspeicher mit Heizstab oder einen Wärmepumpen Boiler?
Interessiere mich, wie viel Energie die anderen hier im Forum so brauchen für die Erwärmung ihres Warmwassers.
Wieviel kWh brauchst du für eine Erwärmung des Wassers um z.B. 5 oder 10 Grad?
Meine letzten beiden Läufe waren:
| Start ° | |End ° | |Diff ° | |Dauer (min) | |kWh Total | |wH/° | |
|---|---|---|---|---|---|
| 47.5 | |58.3 | |10.8 | |220 | |2.1 | |195 | |
| 54.4 | |60.8 | |6.4 | |120 | |1.4 | |223 | |
Das mit den zwei Sensoren ist ein super Tipp. Kam bis jetzt noch gar nicht auf die Idee, den anderen Sensor zu prüfen. Habe mich immer auf die Anzeige am Display verlassen.
Dies entspricht dem Sensor T1 welcher in der Mitte angebracht ist. Über die Einstellungen kann ich auch den T2 Sensor bei ca. 80% auslesen, werde den nach dem nächsten Lauf manuell überprüfen um zu sehen, wie gross der Unterschied ist. :thumbup:
Daher schlage ich dir vor deine 20 Minuten warten wieder zu streichen. Jedes Stück Wärme, welches du in den Speicher bringen kannst, ist im Winter Gold wert.
Die Energie, welche erzeugt wird, bevor die 1000Watt Durchschnitt der letzten 20 Minuten erreicht sind geht ja nicht verloren, packe sie einfach in die Batterie anstelle ins Warmwasser.
Dafür gehe ich auf Nummer sicher, dass ich kein Strom aus dem Netz beziehen muss.
Ich versuche unseren Speicher möglichst immer bei 60-65°C zu halten, der PV Strom kostet nichts extra.
Kann ich gut verstehen. Mir behagt es einfach nicht, mehr Energie zu verbrauchen, wenn es auch mit weniger geht. Alles was ich an dieser Stelle sparen kann, geht in die Batterie und hilft mir in der Nacht und was darüber hinaus übrig beleibt, kann ich Einspeisen und erhalte Geld dafür und es hilft im Idealfall, dass irgendwo eine kleine Menge Kohle oder Gas weniger verbrannt werden muss.
>60°C ist super zum abtöten, sollte aber auch eine längere Zeit herrschen und nur weil der Speicher oben warm ist, ist er es nicht auch unten.
Ok, im PDF habe ich leider keine Zeit gefunden, wie lange man über 60° sein sollte. Forsche dazu mal noch weiter nach, was dafür empfohlen wird.
Um 1 Liter Wasser 1 Grad wärmer zu machen, braucht es 1,16 Wh. Bei deinen Werten bräuchte man ohne Wärmepumpe:
10,8 Grad * 300 l * 1,16 = 3758 Wh. Wenn du nur 2100 Wh gebraucht hast, hat die Wärmepumpe einen COP von 1,8.
zweiter Wert
6,4 Grad * 300l * 1,4 = 2688 Wh. COP 1,92.
Besonders viel ist das nicht so generell für Luft-Wasser-Wärmepumpentechnik. Wie es im konkreten Anwendungsfall aussieht, weiß ich aber nicht.
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Mitsubishi Heavy SRC/SRK20-ZS-W (SCOP 4,6)
Mitsubishi Heavy SRC/SRK25-ZS-W (SCOP 4,7)
Daikin ATXF25E (SCOP 4,1)
Split-Klima Zentrale Seiten
Ja der tiefe COP nervt. Weiss nicht genau, woher das kommt:
Laut Ochsner Handbuch sollte der COP bei Wassertemperaturen von 50-60 Grad und Raumtemperatur von 18-22 Grad bei ungefähr 2.5 - 3 liegen.
Selbst wenn die Raumtemperatur nur bei 10 grad wäre, müsste der COP eigentlich bei 2.2-2.6 sein....
Hat mir vielleicht jemand einen Tipp, was ich überprüfen oder einstellen kann um den COP zu erhöhen, bez. wie ich rausfinden kann warum der COP so tief ist?
@Oberfail
Gerade hat der Boiler fertig aufgeheizt.
Unser Warmwasserspeicher hat zum Glück Platz für 2 Sensoren. Einmal bei 50% Höhe und bei 80%, der Heizstab ist bei etwa 10% Höhe angebracht. Wenn wenig Leistung in den Heizstab fließt, erwärmt sich das Wasser bei der 50% Marke bereits, während man bei der 80% Marke fast nichts sieht.
Bei mir:
Sensor F1/T1 (ungefähr in der Mittag) => 58°
Sensor F2/T2 im oberen Teil => 59.1°
Macht aber auch irgendwie Sinn, warmes Wasser sollte ja steigen und kühleres Wasser absinken. Von daher denke ich, dass der Wert den ich aus F1/T1 auslesen gut geeignet ist, da er immer den tieferen Wert der beiden Sensoren abbildet.
Wir haben einen klassischen Warmwasserspeicher mit Heizstab. Schön teure voll Edelstahl 300L Kiste.
Ich mag es einfach, es gibt keine anfällige Technik und wenn etwas kaputt geht, kann man es kostengünstig selber reparieren.
Wie viel Energie rein geht, kann ich nicht sagen. Momentan habe ich die Solarplatten einfach direkt an den Heizstab angeklemmt ohne Technik zum steuern. Ledeglich ein Schalter wird in der Nacht umgelegt wenn die Temparatur erreicht ist.
Bin in der Umsetzung mit zwei SMA Tripower Smart Energy, Victron Multiplus 2-5000-48V, ca. 35 kWp, insgesamt. 20 kWh Speicher, SMA Sunny Boy 1.5, 3.0
und einer Wolf SWP 260 (Luft-Luftwärmepumpe.
Ein Tripower vor und einer hinter den Victron. Die kleinere Wechselrichter auch dahinter.
Die Brauchwasserwärmepumpe wird für Warmwasser und Fußbodenheizung verwendet.
Die Steuerung soll über Smart Grid erfolgen.
Stromverbrauch laut Prospekt 400 Watt/h.
Heizleistung ca.1500 kW. Bin gespannt, wie der tatsächliche Coup Wert aussehen wird.
Die Fussbodenpumpe möchte ich über FRITZ!Box WLAN-Steckdosen steuern.
Die Hausumluftanlage führt die Abluft über einen Luft-Luft-Wärmetauscher. Von da wird die Abluft in den Luftwärmepumpe geführt um die Restwärme herauszuholen, dann ins Freie. Von außen wird natürlich auch Luft zusätzlich der Wärmepumpe zugeführt. Eine Luftventil lässt eine Mischung zu.
Eine zweite Brauchwasserwärmepumpe soll dann bei viel Kälte zusätzlich unterstützen. Auch gesteuert über Smart Ready.
Vorlauftemperatur war in der Vergangenheit 25 Grad, Gasheizung, Passivhaus.
Die trockene Kühle Abluft der Wärmepumpe wollte ich im Garagentechnikraum noch für die Kühlung der Wechselrichter verwenden.
Weiterhin sollen vier Wallboxen, Go-Charger, dann nur noch Solarstrom erhalten.
Völlig unklar ist mir noch welches BMS ich für den Akkuspeicher nehmen soll.
Freue mich über Erfahrungsaustausch. Gerne auch beim Kaffee in Erftstadt.
Super Beitrag. Stehe gerade auch vor dem Problem, dass mein Rotex WW Speicher eine 3kw 230V Einphasen Heizpatrone hat.
Habe über FHEM eine Steuerung gebaut, die über einen Lastschütz und eine WLAN Steckdose die Patrone bei Überschuss ansteuert.
Klappt super, jedoch halt nur wenn mehr als 3kw von der 6,3kwp PV kommen.
Überlege nun, wie ich die Heizpatrone leitungsmäßig mit DIY begrenzen kann.
Hat dazu jemand auch einen Tipp? Dann könnte ich je nach Überschuss die Heizpatrone ansteuern und nicht immer nur volle 3kw ziehen lassen.