Freitag, 7. Dezember 2018

Smart Home Teil 5 von X - Smarte Heizung

Die Heizung ist so etwas wie mein Lieblingsthema geworden, und darum hat auch das Smart Home vor dieser nicht Halt gemacht. Obwohl ich bei meinem Holzvergaser sehr penibel darauf geachtet habe, dass ja keine Elektronik verbaut ist, wollte ich trotzdem nicht auf etwas Kontrolle verzichten. Allerdings wollte ich hier nicht selbst etwas bauen, da mir dies für die Heizung zu unsicher schien. Die muss einfach funktionieren.
In diesem Beitrag habe ich ja schon mal beschrieben, wie ich einen elektronischen Heizkörperthermostat umgebaut hatte da ja die Temperatur am Heizkörper ja nicht automatisch immer gleich der Raumtemperatur ist.

Welche Thermostate?

Unzählig viele Hersteller von smarten Heizkörperthermostaten gibt es. Da faktisch alle Thermostate mit Batterien betrieben werden, können sie auch nicht direkt mit dem WLAN verbunden werden, da dies die Batterien im Nu leer saugen würde. WLAN ist im Vergleich zu Bluetooth, DECT, ZigBee oder anderen Funk Standards sehr "energiehungrig". Darum braucht man auch meist eine sog. Brigde (=Brücke), welche dann am Strom hängt, und die Protokolle der Thermostate so wie auch die von anderen Smart Home Produkte ins Heimische Netzwerk, via WLAN oder LAN, überträgt.
Eine FritzBox mit DECT Basisstation hat eine derartige Bridge eingebaut. Das hat den Vorteil, dass kein zusätzliches Gerät in der Wohnung steht und zusätzlich gut 100€ kosten würde. Da ich eine Fritzbox 7590 mein Eigen nenne, habe ich mich für die Heizkörperthermostate von AVM , den Fritz!DECT 301, entschieden. Zusätzlich sind die AVM's sehr leise und daher auch "Kinderzimmertauglich".
Die Thermostate funken mit den ULE DECT Standard. ULE bedeutet Ultra Low Energy und DECT kennt man bestimmt noch von den Schnurlostelefonen. Hier wurde der DECT Standard erweitert, um auch batteriebetriebenen Geräten einen langen Wechselintervall zu verschaffen.
Um einen möglichst langen Batteriebetrieb zu ermöglichen wird daher nur alle 15 Minuten die Basisstation angefunkt, und nachgefragt ob es eine Änderung gibt. Das bedeutet im Umkehrschluss aber auch, dass Änderungen erst nach spätestens 15 Minuten in die Tat umgesetzt werden.
Diese Vorgehensweise ist extrem batteriesparend da nicht einmal drauf geachtet werden muss, ob die Basisstation gerade sendet oder nicht. Es ist also so, dass das Thermostat alle 15 Minuten aufwacht, an der Basistation nachfragt, und sich dann wieder schlafen legt. Energiesparender geht's fast nicht mehr.
Ich habe jetzt die Thermostate schon 3 Monate im Einsatz, habe diesen Umstand aber noch nie als negativ empfunden. Die Zeitkonstante eines Raumes, diesen zB. um 4°C auf zu heizen, ist weitaus größer als diese 15 Minuten. Solls wirklich mal schnell gehen, drückt man einfach lange die Menütaste (Boost) am Thermostat, bzw. reicht ein Tastendruck aus, um die Änderungen der Basisstation zu übernehmen.
Weiters gibt es auch DECT-Repeater. Ähnlich wie ein WLAN Repeater verbinden sich Diese mit der DECT Basisstation und vergrößern so die Reichweite des Funksignals. Das heißt, wenn das DECT Signal zu schwach wird um eine Verbindung zum Thermostat, Funksteckdose oder auch dem Telefon auf zu bauen, setzt man diesen Repeater einfach in eine Steckdose auf halber Strecke und maximiert dadurch die Reichweite. Ich habe den Fritz!DECT 100 allerdings nicht im Einsatz, da bei mir die Fritz!Box 7590 zentral im Haus steht. Schloßbesitzter werden sich aber über dieses Gerät freuen ;-)

Und dann gibt es noch dieses E-Ink Display, welches noch dazu den aktuellen Status in Schönschrift anzeigt, und in jede Richtung gedreht werden kann. Ein regelrechter Hingucker!
Der Vorteil dieser E-Ink Displays, welche auch in E-Book Reader verbaut werden, ist, dass sie nur bei Änderungen der Anzeige Strom verbrauchen. Darum wird bei den AVM Dect 301 Modellen auch kontinuierlich der Status angezeigt. Andere Thermostate schalten das Display während des Betriebes einfach ab. Selbst beim Auspacken des Thermostaten wird schon eine Information angezeigt.
Diese Displays sind aber auch etwas träge was Änderungen der Anzeige betrifft. Das merkt man, wenn man sich durchs Menü blättert, ist aber nicht weiter störend. Kennt man ja von den E-Book-Reader....sollte man belesen sein...

Zu der Installation gibt's nicht viel zu sagen, außer dass es selbsterklärend ist. Das Thermostat selbst erläutert einem die Vorgehensweise.

Zuerst muss sich das Thermostat mit der Basisstation verbinden und kann dann montiert werden. Es sind zwar Adapter für unterschiedliche Anschlüsse beigelegt, allerdings nicht für die bei uns in Österreich gängigsten Ventile von Herz mit einem Gewinde von M28x1,5. Hier sind extra Adapter von Nöten.
Alter Thermostatkopf runter, Adapter rauf und anschließend das Thermostat montieren.


Zum Abschluss macht das Teil noch eine Adapterfahrt, um den Weg des Ventils ein zu lernen.

Externe Sensoren

Bleibt nur noch das Problem, dass unsere Heizkörper in einer Nische verbaut sind. In diesen Nischen ist natürlich die Außenwand dünner als im restlichen Raum, wodurch das Thermostat stets auf eine falsche, von der Außentemperaturen abhängige, Innentemperatur einstellen würde. Für diesen Fall hat sich AVM eine besondere Lösung ausgedacht. Die im Portfolio angebotenen Funksteckdosen (DECT 200 und DECT 210) haben alle einen Temperatursensor verbaut, so dass das Thermostat auf diesen Regeln kann.











Neben den DECT-Steckdosen lassen sich unter anderem auch andere Thermostate auswählen.
Am besten wird eine Steckdose an einer Innenwand gewählt, wenn man so wie wir, keinen Vollwärmeschutz auf der Fassade hat. Außenwände sind in der Regel kühler als Innenwände. Noch dazu sind Steckdosen in Außenwänden auch immer kleine Wärmebrücken, wodurch die gemessene Temperatur zusätzlich verfälscht werden könnte.
In der Praxis hat sich bei mir diese Methode bewährt, so dass ich stets die gleiche Raumtemperatur im Zimmer habe.
Für die Techniker unter euch: Natürlich ist es im Gehäuse dieser Steckdosen durch die Eigenerwärmung der verbauten elektronischen Komponenten immer etwas wärmer als in der Umgebung. Darum wird auch nie die tatsächliche Sensortemperatur angezeigt, sondern immer eine Korrigierte, bei der die Eigenerwärmung einfach abgezogen wird, und dadurch eine der Umgebungstemperatur nachempfundener Temperatur übermittelt wird. Wird das Relais geschalten, wird zusätzlich korrigiert. Wenn man die Steckdose einsteckt, kann man in den ersten Minuten eine Änderung der gemessen Temperatur feststellen, bis sich das Gehäuse aufgewärmt hat, und der Korrekturwert auch der Eigenerwärmung entspricht. Also nicht wundern :-) . Sowas ist im Übrigen keine Eigenheit von AVM sondern gängige Praxis.

Alternativ kann man auch für jedes Thermostat eine Offsettemperatur, also die Abweichung von realer zur gemessenen Temperatur, für jedes Thermostat eintragen. Das ist zwar nett, aber in der Praxis nur selten funktionell, da der Offset zwischen kalten und warmen Heizkörper nicht immer gleich ist. Man kann die Funktion aber dazu nutzen, um seinen Mitbewohnern eine falsche Temperatur vor zu gaukeln. So etwas würde ich aber nie machen ;-)

Heizkosten sparen

Ich würde in meinem Fall nicht von Heizkosten sprechen, wohl eher von Zeit. Ich heize mit Scheitholz und schlage dies selbst im Winter, so dass ich auf etwa 150€ Heizkosten im Jahr komme. Weniger Brennholz bedeutet für mich aber weniger Arbeit und mehr Zeit für die Familie. Und das ist auch der Grund, warum ich mich mit diesem Thema beschäftige.
Nun werden diese elektronischen Thermostate auch als Energiesparregler bezeichnet, weil man mit ihnen angeblich bis zu 30% Energie sparen kann. Die 30% sind wohl ein theoretischer Wert und der Praxis eher nicht erreichbar. Ich wäre aber mit der Hälfte schon zufrieden. Würde ich mit Öl heizen hätten diese 15% Einsparung einen Gegenwert von etwa 600€. Darum hätte sich in meinem Fall die Investition in weniger als einem Jahr gerechnet (5x Thermostate + 1x Funksteckdose = 5x40€ +1x40€ =240€).
Wie wird die Einsparung erreicht? Die Raumtemperatur wird einfach in der Nacht und wenn man nicht zu Hause ist von der Komforttemperatur auf die sog. Spartemperatur abgesenkt.
Dadurch geht einfach weniger Energie verloren. Im Idealfall sogar ohne das dadurch Einschränkungen in Kauf genommen werden müssen. Im besten Fall steigt sogar die Wohnqualität. Wir erreichen dadurch eine angenehme Temperatur im Schlafzimmer von etwa 19°C welche bei herkömmlicher Regelung nicht unter 21°C gefallen ist, und das obwohl der Heizkörper abgedreht ist (dünne Wand zum benachbarten Badezimmer, Heizraum direkt darunter, Kamin in der Wand). Es kühlt einfach das ganze Haus und somit auch das Schlafzimmer, in der Nacht ab.
Eine Einsparung ist es auf alle Fälle, denn die Nachlegeintervalle sind merkbar gesunken. Nur wie viel es in etwa ist, kann ich erst nach der Heizsaison bekanntgeben. So: Stay tuned ;-)
Zusammenhängende Räume, wie zB. bei uns das Wohnzimmer, Esszimmer und Küche, können auch in einer Gruppe gepaart werden.

So können die Thermostate kontrolliert werden:

Handy-App:                                                 Widgets                                                Widgets bearbeiten:

über die Fritzbox Web Oberfläche....











History:

...und über das Schnurlostelefon C4 oder C5




Integration in IO-Broker

Selbstverständlich können die Geräte auch in IO-Broker integriert werden. Dazu muss im Broker der "fritzdect" Adapter installiert werden und in der Fritzbox ein neuer Benutzer angelegt werden (System -Fritz!Box-Benutzer - Benutzer hinzufügen). Zur Sicherheit sollten diesen Benutzer nur die Smart Home-Funktionen zugänglich gemacht werden.
Im Adapter wird dann die IP-Adresse der Fritzbox wie folgt eingetragen: http//192.168.178.1
Unter User ID trägt man Benutzername und Passwort dessen Benutzers ein, den man gerade angelegt hat.
Kurz darauf sollten unter den Objekten schon die Thermostate und Steckdosen aufscheinen.
Generell heißen alle Thermostate im Adapter Comet, obwohl die AVM's verbaut sind, sowie es bei den Steckdosen nur DECT 200 angezeigt wird, auch wenn eine DECT 210 dahintersteckt.
In den Unterordnern findet man dann Objekte wie Batterie Status, aktuelle Temperatur, Soll Temperatur usw. usw. Als alter Kontrollfreak hätte ich mir noch die Anzeige der Ventilstellung gewünscht.
Man kann zwar die Soll Temperatur vom IOBroker aus ändern, aber spätestens nach 15-30 Minuten wird diese wieder auf die Comfort- oder Spartemperatur zurückgesetzt. Dauerhafte Änderungen sind leider nur via der Fritzbox Web-Oberfläche oder der MYFritzApp2 vom Handy aus möglich. Ob dies ein Feature (Safety?) oder ein Bug ist, weiß ich leider nicht. Ich nutze stattdessen die Widgets am Handy.

In VIS kann man sich jedenfalls dann eine ansehnliche Oberfläche erstellen:
Im Schlafzimmer würde sich kein elektronisches Thermostat auszahlen, da hier der Heizkörper nie im Betrieb ist. Die Küche hat nur einen Bodenkonvektor, welcher auch außer Betrieb ist. Langfristig will ich aber einen zusätzlichen Heizkörper in der Küche verbauen, und dieser wird dann ebenfalls mit einem DECT-Thermostat ausgestattet.

Wünsche

Für das Badezimmer hätte ich mir beim Wochenplan eine 3. Temperaturen gewünscht. So könnte ich in der Nacht auf Spartemperatur absenken. Am Morgen und am Abend dann auf Comfort-Temperatur anheben und tagsüber wieder auf eine moderate Normaltemperatur absenken.
Zusätzlich wäre noch eine Funktion großartig, welche den normalen Tagesplan overruled. Wenn ich zB. heute schon weiß, dass ich morgen früher nach Hause komme, könnte ich heute schon mit Datum von morgen und einer Zeile eines Tages, wie aus dem Wochenplan, die Änderungen für morgen eintragen. Ein Haushalt mit Kindern läuft nicht immer nach Schema F :-)

Fazit

Begonnen hatte ich mit zwei Fritz!DECT 301 Thermostatköpfen, da diese sehr leise, und daher tauglich fürs Kinderzimmer sind. Ich war aber dann von den Dingern so angetan, dass ich mittlerweile mein ganzes Haus damit ausgestattet habe. So kann ich Heizkosten sparen, ohne die Lebensqualität zu beeinflussen. Der Wochenplan lässt sich spielend leicht in der Fritzbox- Weboberfläche erstellen und auch ändern - Dank MyFritz auch von unterwegs. Zusätzlich gibt es, zumindest für Android, praktische Widgets, welche, ohne die App zu öffnen, die aktuelle Temperatur anzeigen und diese auch ändern können, ebenfalls auch von unterwegs.
Dass Änderungen des Zeitplans oder der Solltemperatur, via Fritzbox oder App, erst nach spätestens 15 Minuten übernommen werden ist in der Praxis völlig unproblematisch, und hätte ich noch nie als Nachteil empfunden.
Wirklich toll ist die Regelung der Raumtemperatur auf einen externen Temperaturfühler, wie sie in den schaltbaren Steckdosen von AVM verbaut sind, da ja die Temperatur am Heizkörper selten der Raumtemperatur entspricht.
In Summe ein in sich stimmiges und gut funktionierendes System, auch wenn ich dazu noch Wünsche/Verbesserungsvorschläge habe (siehe weiter oben).


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