Energiesparen durch Synergieeffekte

In letzter Zeit hat sich im Haus nicht allzu viel getan. Doch es gibt dennoch eine Kleinigkeit zu berichten. Doch dazu muss ich ein klein wenig ausholen:

Neue Häuser sind Bauart und EnEV-bedingt ja schon sehr „dicht“, weshalb oftmals eine Lüftungsanlage, auch bekannt als KWL / Kontrollierte Wohnraum Lüftung.

Bei der Wahl des Gerätes schaut man auf die Größe (reicht die Leistung für das Haus?), die Filter (kann man die selbst wechseln? Wie oft muss man die wechseln? Was kosten die Filter) und – sofern man es nicht vergisst – den Strombedarf des Geräts.

Spricht man die Bauherren auf das Thema Heimautomatisierung an, so wird das Thema oftmals mit den Kosten für so ein System beerdigt.

Ja, ein System wie KNX kostet erstmal Geld. Und primär bringt es erstmal „Komfort“. Aber wenn man es geschickt anstellt, hilft es sekundär auch beim Energiesparen.

Und hierfür möchte ich ein kleines Beispiel zeigen:

Unsere Lüftungsanlage läuft auf Stufe 3 von 8. Das reicht für uns aus um für frische Luft zu sorgen (habe ich mit zwei VOC Sensoren und einem Hygrometer geprüft). Auf diesem Lüftungslevel braucht die Anlage ca. 37.5 Watt.

Rechnet man das auf den Monate Januar hoch, so beläuft sich die Stromrechnung auf 27,9kWh. Bei einem Strompreis von sagen wir 24cent/kWh macht das knapp 6,70EUR Stromkosten pro Monat. Pro Jahr dann ca. 80EUR.

Das ist, wie ich finde, ein nicht unerheblicher Stromkostenanteil, rein für die Lüftungsanlage.

Nun, hat man ein KNX System (oder ein anderes, ähnlich flexibles System) im Haus, so kann man aus den diversen Sensoren und Schaltlogiken stromsparende Synergieeffekte nutzbar machen.

Wir haben bei uns z.B. die meisten Lichter im Haus über sogenannte Präsenzmelder (kurz PM, die sind ein wenig empfindlicher als „normale“ Bewegungsgmelder) gesteuert. Damit vergisst man eher weniger das Licht aus zu machen wenn man den Raum verlässt. ABER man kann damit auch nachvollziehen ob sich jemand im Haus befindet oder nicht.

So nutzen wir die PMs auch für die Lüftungsanlage: Wenn keine Bewegung im Haus registriert wird, wir die Lüftungsanlage abgeschaltet. Da Nachts – wenn alle schlafen – die PMs ebenfalls keine Bewegung registrieren, aber dennoch jemand im Haus ist, läuft ab 21:00 bis 08:00 ein Zeitprogramm. Kurzum:

Zwischen 21:00 Abends und 08:00 morgens ist die Lüftungsanlage auf Dauerbetrieb (Stufe 3 von 8) und in der restlichen Zeit ist das abhängig von der Präsenz im Haus.

Randnotiz: Man möge jetzt argumentieren, dass die Luft durch Ausdünstungen der Möbel etc. auch ohne Anwesenheit im Haus schlechter wird und man, wenn man heim kommt, vor schlechter Luft im Haus steht. Ich hab das wie gesagt mit VOC Sensoren und der eigenen Nase gemessen. Alles gut und im grünen Bereich. Man „riecht“ keinen Unterschied zwischen Dauer-AN und „Smart“-AN.

Im Monat Januar 2016 haben wir so, statt 27,9kWh bei einer „unsmarten Installation“ lediglich 20,88kWh Strom für die Lüftungsanlage benötigt. Das heisst, wir haben rund 187 Stunden (im Schnitt ca. 6h am Tag) lang die Lüftungsanlage abgeschaltet und damit rund 25% Strom gespart.

Im Monat spart das circa 1,70EUR, im Jahr dann immerhin rund 20,20EUR.

Für sich allein gesehen ist das nicht viel. Aber:

  1. Das ist nur ein Beispiel von vielen Möglichen für eine smarte Lösung.
  2. „Kleinvieh macht auch Mist“: 20EUR gespart sind 20EUR gespart.
  3. Die „Mehrkosten“ für diese Lösung belaufen sich auf einmalig rund 5EUR. Das ganze rechnet sich also bereits nach 3 Monaten (sofern KNX schon vorhanden).

Durch den Einsatz von VOC Sensoren, kann man sicherlich noch mehr als „nur“ 25% Energieeinsparung bei der Lüftungsanlage rausholen. Aber die Sensoren wollen auch bezahlt werden. Und da muss man dann 2x rechnen ob sich der „Aufwand“ rechnet.

Weitere Einsparideen:

  • Wenn man PV auf dem Dach hat: Geräte smart steuern in Bezug auf die aktuell vorhandene Sonnenenergie
  • Bei Fenster auf -> Lüftung aus (erfordert Fensterkontakte –> haben wir)
  • Intelligente Jalousiesteuerung, welche die solare Energie der Sonne durch die Scheiben optimal nutzt wenn es draußen kälter ist als drinnen („Sonnenstandsgeführte Lamellensteuerung unter Berücksichtigung der Raumtemperatur“ –> haben wir)
  • Präsenzgesteuerte Warmwasser-Zirkulationspumpen (wir haben keine Zirkulationsleitungen, da die Leitungswege eh schon so kurz sind, aber ein Freund macht das so)

Aufbau einer Erdwärmeanlage

In meinem Artikel „Erdwärmeheizung: Verbrauchsbeispiel“ erreichte mich ein Kommentar:

Hallo.

Vielen Dank für deinen informativen Blog, ich finde deine Beiträge sehr gelungen. Wir wollen 2016 ebenfalls bauen, ein KFW 70 Haus mit Erwärmeheizung. Nun rät uns unser Fachplaner aber plötzlich zu einem bivalenten Heizbetrieb mit Nano-Bhkw oder Gastherme aufgrund seiner Meinung nach enormen Stromkosten für Warmwasserbereitung. Wie habt ihr das gelöst, heizt ihr noch zu oder verlasst ihr euch einzig auf die Wärmepumpe und deren Heizstab?

Um ehrlich zu sein, ich war ein wenig geschockt. Nicht vom Kommentar, sondern von der offenbaren Unsicherheit die sein Fachplaner da verbreitet hat. Weiterlesen

KNX: Das Update-Dilemma

Dass auch KNX keine grüne Teletubbie-Landschaft ist in der alles bestens läuft, sollte einem eigentlich von vornherein klar sein. Es ist eben wie mit so vielem: Es könnte alles ein klein wenig runder sein. Ist es aber nicht. Da ich sonst nicht weiß wohin damit, klage ich hier einfach mal mein Leid.

Ich habe vor längerer Zeit einen 8-fach Jalousieaktor von MDT erstanden. Weil das für unser Haus nicht ausreichend war, habe ich die Installation noch einen 4-fach Aktor ergänzt.

Erst nach einigen Wochen wurde klar: Hier stimmt was nicht: Weiterlesen

KWL: Kälterückgewinnung

 

Anfang des Jahres, als es draußen noch deutlich kälter ans drinnen war, war ich froh um die Wärmerückgewinnung unserer Lüftungsanlage. Klar. Wer heute mit einer KWL (kontrollierten Wohnraumlüftung) baut, der hat einen Wärmetauscher mit WRG (Wärmerückgewinnung). Wie das funktioniert ist hier recht gut beschrieben:

http://www.bosy-online.de

Auch war ich, als es wärmer wurde, froh darum die Wärmerückgewinnung abschalten zu können. Man will ja nicht mit der WRG sich im Sommer die Bude durchheizen…

Die Abschaltung erfolgt über eine Bypass-Klappe, die bei uns elektrisch angesteuert wird. Ich kann an der Anlage per Knopfdruck von Winter auf Sommermodus umstellen. Aber die Anlage kann das auch automatisch. Bei einer (einstellbaren) Grenztemperatur wird die Bypass-Klappe automatisch angesteuert.

Im Leben wäre ich nicht drauf gekommen, dass wir WRG auch umkehrt wirken kann (Ich hatte deshalb als es die letzten Tage so heiß war die Anlage schon Stundenweise komplett abgeschaltet…). Also statt „Erwärmen der kalten Zuluft mit der warmen Abluft“, geht es auch andersrum: „Erwärmen der kalten Abluft mit der warmen Zuluft“.

Und was heißt das jetzt? Nun, das ist dann eine „Kälterückgewinnung“. Und das beste: Es funktioniert von ganz alleine. Man muss nichts umbauen, umstellen oder umstecken. Man muss nur darauf achten dass die Luft nach wie vor über den Wärmetauscher läuft und nicht über den Bypass.

Das das funktioniert zeigt dieser Screenshot:

kwl-krgMan sieht dass der Bypass abgeschaltet ist (weil Außenluft >10°C eingestellter Grenztemperatur). Das heißt, die Luft geht über den Wärmetauscher. Und man sieht ebenfalls recht schön, dass die Außenluft mit 30°C in die Anlage rein kommt (Lüftung Außen).

In den Räumen hat es 24°C Lufttemperatur (Lüftung Abluft). Die Luft die das Haus verlässt ist aber 5° Kelvin wärmer: Lüftung Fortluft: 29°C.

Wo kommen die 5°Kelvin denn her? Richtig. Von der Außenluft. Den 30°C werden 5° an die Luft die das Haus verlassen soll angegeben. Und damit strömt 25°C ins Haus. Also nur 1°C mehr als es drinnen schon hat.

Die Kälterückgewinnung (KRG) funktioniert also. Wenn man einen Enthalpie-Wärmetauscher (ET-WT) hat, dann hat man neben der WRG auch eine Feuchterückgewinnung (FRG). Im Winter ist das praktisch um durch den stetigen Luftaustausch die Luft im Haus nicht auszutrocknen. Wie das funktioniert steht ebenfalls in obigen Link gut beschrieb.

Und so wie ich gelesen habe, scheint die FRG wie wie WRG ebenfalls umgekehrt zu funktionieren. Die feuchte Außenluft kann die trockenere Abluft anreichern. Und somit senkt man die zugeführte Luftfeuchte. Das hat den positiven Effekt dass es, trotz ggf. 25°C im Haus, deutlich kühler (weil trockener) wirkt.

Leider habe ich nicht ausreichend geeignete Feuchtefühler um den Effekt nachzuweisen. Aber in der Theorie sollte das so funktionieren.

Einen Sonderfall gibt es noch:

Wenn es im Sommer am späten Abend bzw. in der Nach draußen abkühlt, ist es draußen zwar immer noch über 10°C WRG-Grenztemperatur, aber vermutlich deutlich kühler als im Haus.

In diesem Fall ist unsere Anlage so schlau und schaltet den Bypass aktiv. Damit kann die kältere Luft ungehindert ins Haus strömen. Die Warme Luft wird ebenso ungehindert nach außen abgeführt.

Man wird dadurch keine Klimaanlageneffekt erreichen (Absenkung der Temperatur um 5-10°C). Aber man verhindert bestmöglich das Aufheizen des Hauses bedingt durch die Außenlufttemperatur. Und wenn man noch über einen ET-WT sowie eine Auto-Bypass-Klappe verfügt, macht man das beste aus der Sache um Nachts angenehm kühl schlafen zu können.

Hob2Hood powered by Arduino: Funktioniert!

Es ist vollbracht: Unsere Haube versteht nun AEG’s „Hob2Hood“.

Der Aufbau ist nun fertig und im Gehäuse verschraubt:
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Seit dem letzten Prototyp ist nun noch ein DC/DC StepDown Wandler dazu gekommen. Grund: Die Haube selbst liefert auf ihrer Flachbandleitung zu den Fernbedienungs-Drehköpfen doch keine 12V, sondern 30V. Damit habe ich blöderweise zwei Arduino Nano „gegrillt“. Aber bekanntlich lernt man ja aus Fehlern. 3EUR für besagten StepDown-Wandler und einen Arduino Nano später funktioniert’s dann auch schon…

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Das Gehäuse habe ich mit 2x15cm Klett-Streifen im inneren der Haube an der Seitenwand befestigt.IMG_20150530_125724

 

So kann ich bei Bedarf die Box ohne großen Werkzeugeinsatz herausnehmen und ein „Firmwareupdate“ machen 😉

Features sind nun:

  • Automatische Steuerung des Lichts über das Kochfeld
  • Automatische Steuerung der Lüftungsstufen über das Kochfeld
  • Manuelle Steuerung der Lüftungsstufen über das Kochfeld
  • Komplett manuelle Steuerung von Licht und Lüfterstufen über die vorhandenen Knöpfe an der Haube (hat Vorrang zur Automatik)

Den zugehörigen Code habe ich unter der GPL mal zu Github geschoben: https://github.com/tuxedo0801/Arduino-Hob2Hood

Have some fun …

 

Hob2Hood, powered by Arduino

Liest hier jemand regelmäßig mit und kann sich noch an den Artikel hier erinnern? Reverse Engineering: AEG Hob2Hood

Mittlerweile habe ich Teile (Arduino Nano, Relaisboards,…) aus Fernost bestellt (weil so schön günstig) und habe wie die letzten male auch, wochenlang warten müssen. Aber es eilt ja nicht …

Gestern kamen die letzten Teile (aus Deutschland) und der Zusammenbau konnte losgehen:

Mein Ziel: Keine extra Platine fertigen lassen, kein Lochraster: Alles zum „schrauben“. Deshalb gab es für den Arduino Nano eine Schraubterminal-Adapterplatine. Diese habe ich zusammen mit zwei Stück 4-Kanal-Relais-Boards in einem Gehäuse untergebracht das ich noch von einer anderen Bastelei über hatte.

Hier der erste (und wohl auch finale) Aufbau:IMG_20150511_230927

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Der Weru-ekey-Hack Part 2

Es hat eine Weile gedauert, aber nun ist es soweit: Ich bekomme den Namen desjenigen, der seinen Finger über den Scanner zieht auf den KNX Bus gesendet.

Mein persönlicher Dank geht an UweH aus dem KNX User Forum. Er war es der mit Oszi und viel Kreativität das meiste entschlüsselt hat.

Basierend auf seiner Implementierung für einen AVR Microcontroller, habe ich eine Java-Konsolenanwendung geschrieben, welche auf der einen Seite vom eKey den Finger liest, und auf der anderen Seite den Namen und/oder eine ID der zum Finger gehört auf den KNX Bus sendet:

ekey-decoder-log Weiterlesen

Erdwärmeheizung: Verbrauchsbeispiel

Am Wochenende wurde ich gefragt: „Na, was hast du jetzt in den kalten Monaten an Strom für deine Heizung gebraucht?“. So aus dem stehgreif konnte ich das nicht beantworten. Ich schreibe zwar die Zahlen der Zähler regelmäßig auf, aber auswendig hab ich das nicht im Kopf. Geplant ist zwar die ganzen Zähler im Zuge der Hausautomation automatisch auszuwerten und zu visualisieren, aber so weit bin ich noch nicht.

Bevor ich zu den Zahlen komme eins vorweg: Heizungen sind sehr individuell und lassen sich von Haus zu Haus nur schwer vergleichen. Der eine braucht mehr Warmwasser weil er per se länger duscht, der andere hat es in seinen Räumen gerne 1°C weniger warm als andere und der nächste hat noch die Geschirrspülmaschine und Waschmaschine am Warmwasser hängen (weil Warmwasseranschluss-taugliche Geräte). Und wiederum der nächste Heizt mit einem Holzofen noch ein wenig „für die gemütliche Kaminatmosphäre im Wohnzimmer“. Deshalb ist ein Vergleich äußerst schwer. Weiterlesen

VELUX Raumluftfühler: Ein Zwischenstand

Nach ein paar Tagen mit dem Sensor habe ich nun erste Erfahrungen gesammelt:

Wie bereits im letzten Artikel beschrieben, habe ich den Sensor einfach mal in die KWL gehängt und gemessen, was von den Räumen so abgesaugt wird.

Das Ergebnis ist kaum durchwachsen: 500..600ppm werden gemessen. Tags wie Nachts. Nur wenn es z.B. durch Duschen eine zusätzliche „Belastung“ gibt, geht der Wert nach oben: Mehr als 2000ppm sind dann recht schnell zu messen. Aber der Wert fällt auch wieder.

Ob jetzt die Schnitzelpfanne auf dem Herd die Werte ebenfalls in die Höhe jagt konnte ich noch nicht messen. Stattdessen hatte ich versucht den Sensor mal umzuplatzieren. Dabei ist mir aufgefallen dass ich einen Fehler gemacht hatte:

Der Sensor hing in der Abluft-Leitung im Gerät, aber vor dem Luftfilter. Beim nächsten Geräteöffnen ist mir aufgefallen, dass ein leichter Staubfilm den Sensor umgab. Den hatte ich dann mit dem Finger „abgewischt“. Dachte das stört nicht (und ich kann’s mir bis jetzt noch nicht erklären): Die Sensorwerte haben von da an verrückt gespielt. Vernünftige Messwerte waren nicht mehr zu ermitteln. Werte von >2000 trotz frischer Luft, Sprünge von 2000 runter auf 500 und wieder hoch zu 1500 und weiter zu 3000. Ich dachte schon das Ding sei kaputt. Aber vom reinen „mit dem Finger darüber wischen“??

Ich habe es gewagt das Gehäuse mit dem Skalpell zu öffnen:

 

IMG_20150425_094203 Weiterlesen