Ein Projekt aus der Not, denn die Heizung ist kaputt.
Als Mieter und WG-Mitbegründer einer Haushälfte mit Fußbodenheizung, dessen Regelung vollständig defekt gewesen ist, entstand die Idee der kostengünstigen Eigenentwicklung einer Regelung als Alternative zur Mieterklage. Die Ramenbedingungen ließen den Bau weitestgehend rückbaubar zu.

Zustand zum Einzug war eine Heizungsanlage mit Radiatoren und Fußbodenheizungen deren Umwälzpumpen mit Lichtschaltern gesteuert gewesen sind.
Nach über 10 Jahren Betrieb ist zudem die Ventilregelung der Thermo-Elektrischen Ventilregelung der Fßbodenheizung ausgefallen.
Dies resultierte folglich in unkontrollierbaren Zimmertemperaturen und Heizkosten.

Eine Regelung braucht Daten. Frühere Projekte lieferten Erfahrung.
Über vorhandene Sensorleitungen zu den alten Regelstellen der Fußbodenheizung ließ sich recht schön ein 1-Wire-Netzwerk mit DS18S20-Sensoren aufbauen. Zur Auswertung dieser eignete sich ein ohnehin bereits 24h betriebener leistungsstarker Debian-Linux-Fileserver/Router.
Der Aufbau hatte schnell funktioniert. Erste Temperaturaufzeichnungen zeigten wie zu erwarten noch deutlicher den Handlungsbedarf.
Zur Speicherung und visualisierung nutze ich rrdtool in Verbindung mit collectd. Das Sensornetzwerk umfasst 13 DS18S20-Sensoren, verteilt auf 2 Interfaces.
Die ermittelten Daten stehen fortan auf einer internen Webseite zur Verfügung.

Lichtschalter an den Umwälzpumpen haben ausgedient. Sie wurden durch Schütze ersetzt.
Eine Wago-SPS mit Ethernet-Koppler konnte zufällig günstig bei ebay ersteigert werden und brachte somit mein Projekt ein entscheidendes Stück weiter. Nach einer kurzen Einarbeitung in Protokoll und Try&Error ist kurzfristig eine scriptbasierte Steuerungs-Software entstanden. Sie erlaubte es zunächst, die Pumpen an den Schütz über ein einfaches Webinterface manuell zu schalten.
Die Ventile haben neue Thermoantriebe bekommen, die sich direkt über die 24V SPS versorgen lassen. Die Grundlage für die Einzelraumregelung ist wieder geschaffen.

In einem Jahr Entwicklungszeit ist ein vollautomatisch regelndes intelligentes Heizsystem weitestgehend implementiert und eine anspruchsvolle Bedienoberfläche geschaffen.
Ein Webinterface steht Mitbewohnern im Wirkbereich der zentralen Heizanlage fortan zur Verfügung.
Einsicht der Temperaturen, Anlagenzuständen, setzen von Raumtemperaturen und seperates ansteuern von Einzelfunktionen der Anlage sind jetzt möglich. Die Anlage verfügt zudem über diverse Endlagenüberwachungen und visualisiert auch diese. Schutzmechanismen sind ebenfalls implementiert. Fehlermeldungen werden visuell und per Telefonanruf mit Sprachkonserve ausgelöst.
Darunter gehörten nach der Erfindung der Kameragestützten Manometer-Abtastung auch Abschaltungen mit Alarm bei Wassermangel im Kessel.
Die webbasierte interaktive Steuerungsoberfläche nutzt u.A. asynchrones Javascript für Schaltbefehle und Datenaktualisierung. Grafiken und Gestaltung sind vollständige Eigenleistung.

Normal kommt das Wasser aus dem Hahn.
In abgelegenen Häusern, wo kein Wasseranschluss der Kommune möglich ist, gibt es hauseigene Brunnen zur Wasserversorgung. So auch bei uns.
Eine Pumpe fördert aus 18m Tiefe bei Bedarf Wasser in ein Puffer-Behälter. Von dort aus kann Wasser über die häusliche Wasserleitung entnommen werden.
Sinkt der Druck in dem Pufferbehälter wird dieser von der Brunnenpumpe, geschaltet von einem festeingestellten Druckschalter, wieder auf den eingestellten Solldruck nachgespeist.

Die Wasserpumpe war ebenfalls schnell an die Datenerfassung der Heizung angeschlossen.
Wichtig auch hier: Keine irreversibelen Veränderungen. Schließlich nur gemietet.
Erstmals konnte ich den hohen Stromverbrauch an häufigem Anlaufen der Tiefbrunnenpumpe dokumentieren und so mit dem Vermieter nach 18 Jahren Betrieb einige Leckagen beseitigen. :-) Zunächst wird nur der Schaltzustand des Druckschalters aufgezeichnet und auf überlange Laufzeit überwacht, für eine Druckmessung wäre das auftrennen der alten Wasserleitung nötig. Dachte ich... Denn auf dem Pufferbehälter befand sich ein optisch ablesbares Manometer!
Wenig später hing dort schon eine kleine IP-Kamera drüber. Erst manuell bei Störungen abgelesen und schon bald durch eine eigens entwickelte Software abgetastet.
Die Aufzeichnung des Wasserdrucks war fortan also auch ohne Eingriff in das Leitungssystem möglich. Weitere plausibilitäts-Prüfungen in Software werden eingefügt. Die Genauigkeit des Webcam-Datenloggers betrug immerhin 0,05bar. Der Wasserdruck wird neben dem Pumpenbetrieb nun auf der Bedienoberfläche angezeigt.

Alarm in der Nacht!
Die Tiefbrunnenpumpe läuft durchgehend. Der alte Druckschalter hat's nach 19 Jahren geschafft. Seine Membran, die bei Druckänderung die Schaltelemente betätigt ist mit den Jahren ausgehärtet und die Pumpe schaltet nicht mehr ab.
Der Ärger über den nächtlichen Alarm unter meinen Mitbewohnern und dem Vermieter war schnell gelegt, als klaar war, dass 2,5kW elektrische Leistung und ein Ausfall der 19 Jahre alten Brunnenpumpe effektiv vermieden wurden. Ein neuer Druckschalter stellte sich an der verrotteten Leitung schnell als schwierig heraus. So war die Idee schnell geboren auch die Pumpe zukünftig intelligent zu steuern.

Wasserdruck, sowie der Schaltuzstand der Pumpe vom Brunnen stehen der Software bereits zuverlässig zur Verfügung. Nach dem Ausfall des mechanischen Druckschalters musste eine schnelle Abhilfe geschaffen werden. Die Ansteuerung der Wasserpumpe gestaltet sich leicht. Ein Koppelrelais ersetzt den defekten Druckschalter und erlaubt über einen freien Steuerausgang der SPS der Heizung nun auch die Ansteuerung der Brunnenpumpe per Software. Diese ist schnell entwickelt.
Die Software liest nun optisch den Wasserdruck und schaltet nach eingestellten Grenzwerten die Wasserpumpe.
Die Grenzwerte lassen sich jetzt unkompliziert über die vorhandene Steuerungs-Oberfläche eingeben und der Wasserdruck so energiesparend an den Bedarf anpassen.
Sicherheit? Sicher! Eine Überladung des Systems ist mangels Pumpenleistung ausgeschlossen.
Wasserdruck und Schaltzustand werden von Software gegenseitig geprüft. So kann Rohrbruck, Motorausfall oder "Totlauf" effektiv vermieden werden.

Aber Frostsicher! Temperaturüberwacht und unbenutzt abgesperrt.
Dazu habe ich einen pneumatischen Drehantrieb entwickelt und ihn an den vorhandenen Kugelkopf-Hahn adaptiert. Jeder Hausbewohner hatte nun die Möglichkeit auch ohne Zutritt zum Technik-Raum Wasser im Garten zu schalten. Der aktuelle tatsächliche Schaltzustand wird dank Endlagenschaltern angezeigt.
Mit der Pumpensteuerung kann zudem zum Blumengießen bequem der Abschaltdruck der Wasserpumpe an den hohen Wasserbedarf im Garten angepasst werden.

Die Anlage ist leider wegen Wohnortwechsel demontiert.