Heizungsventil steuern

[bronger]

Ich möchte gerne ein Heizungsventil direkt steuern.

Mein erster Versuch war mit einem Z-Wave-Thermostat von Eurotronic, aber das funktionierte zu schlecht. Von den Ventilstellungen 0–100 war bis 8 das Ventil geschlossen und ab 12 komplett offen, außerdem gab es eine Drift, so daß nahezu nur eine An/Aus-Regelung möglich war. Ich habe als Hauptproblem identifiziert, daß der Motor billig ist: Er fährt das Ventil so lange gegen die Federkraft hinein, bis der Strom einen bestimmten Wert überschreitet, und das ist halt schlecht reproduzierbar.

Kennt jemand bessere Hardware? Ideal wäre etwas auf Z-Wave-Basis, aber anderes bekomme ich u.U. auch angebunden. Insbesondere habe ich einen ZigBee-USB-Stick im Server, mit dem ich aber noch kaum Erfahrung habe.

Ich habe nach Stellantrieben gesucht, aber nur von Homematic etwas gefunden, und das werde ich wohl nicht anfunken können.

Eventuell kann man auch einen nicht-smarten Stellantrieb mit einem smarten Gerät verknüpfen?

[Osorkon]

Hallo @bronger und herzlich Willkommen bei den SmartHome for Dummies.

Wir sprechen von einem gewöhnlichem Heizkörper-Ventil?

Hast Du das Thermostat auch schon mal neu kalibriert?
Mal den Ventilstößel geölt, das Ventil sollte sich gleichmäßig und ohne großen Kraftauwand bewegen lassen.

Kannst Du mal verraten welchen Anwendungsfall Du hast, das Heizingsventil über die Ventilstellung zu steuern.

Gruß
Osorkon

[bronger]

Hallo @bronger und herzlich Willkommen bei den SmartHome for Dummies.

Wir sprechen von einem gewöhnlichem Heizkörper-Ventil?

Ja. 3/4", glaube ich. Da sind zur Zeit die Standard-Heimeier aus dem Baumarkt drauf.

Hast Du das Thermostat auch schon mal neu kalibriert?

Wenn du damit die Kalibration meinst, die die Eurotronics beim initialen Start machen (einmal ganz rein und rausfahren): Ja, mehrfach.

Mal den Ventilstößel geölt, das Ventil sollte sich gleichmäßig und ohne großen Kraftauwand bewegen lassen.

Ich habe das Ventil nicht geölt. Allerdings waren die Ventile einen Monat vor meinen Tests neu vom Fachmann installiert worden.

Kannst Du mal verraten welchen Anwendungsfall Du hast, das Heizingsventil über die Ventilstellung zu steuern.

Die Ventile sind an zwei Vertikalheizkörpern in 20cm Höhe über dem Fußboden in einem 35m² großen Raum. Dann ist das Regeln mit Thermostaten ein Thema aus zwei Gründen: Die Temperatur wird an der falschen Stelle gemessen, und die Regelstrecke ist sehr lang.

Ersteres habe ich versucht zu verbessern, indem ich die Eurotronics mit einem Temperatursensor assoziierte, der in der Mitte des Raumes auf Brusthöhe ist. Da bin ich grandios gescheitert (selbst mit Original-Eurotronic-Sensoren), und Eurotronic hatte keinen Bock, zu helfen.

Daher will ich nun selber die Regelung schreiben. Der Algorithmus ist ja nur 10 Zeilen lang.

[Osorkon]

Wenn es um Heizung-Thermostate mit externen Temperatur Sensor geht, kann ich den Heat Controller von Fibaro empfehlen (Z-Wave).
Der zugehörige Temperatur Sensor wird per Bluetooth mit dem Thermostat gekoppelt. Funktioniert also komplett eigenständig und auch im Stand Alone Modus ohne ein Z-Wave Gateway oder dessen Ausfall.
Bei mir funktioniert die Regelung auf die Soll-Temperatur sehr zuverlässig, besser als bei den Spirits.
Und diese neigen bei mir ab und zu dazu unmotiviert das Ventil voll aufzudrehen.
Bin mit den Heat Controllern absolut zufrieden. Habe bereits zwei Spirits gegen diese ersetzt und weitere werden folgen.

PS: Wenn Du unbedingt selber basteln wirst dann vielleicht in Verbindung mit elektromotorischen Stellantrieben und dann über ESPHome?
Müsstest aber Kabel an die Heizung ziehen.

Gruß
Osorkon

[Dampf]

Vielleicht Hilfe dir auch ‚Better Thermostat‘ Custom Integration für HA weiter. Damit lassen sich beliebige mit HA verbundene Thermostate, Temperatursensoren und Fensterkontakte koppeln und übernehmen die Heizungssteuerung.
https://github.com/KartoffelToby/better_thermostat

[Osorkon]

Vielleicht Hilfe dir auch ‚Better Thermostat‘ Custom Integration für HA weiter.

Die kann ja auch nichts zaubern?! Oder macht nichts anders, was über herkömliche Automatisierungen auch möglich ist.

@bronger hat ja eher das Problem, dass sein Thermostat weder über einen externen Sensor noch über die Ventilstellung anständig regelt.

Gruß
Osorkon

[bronger]

Wenn es um Heizung-Thermostate mit externen Temperatur Sensor geht, kann ich den Heat Controller von Fibaro empfehlen (Z-Wave).
Der zugehörige Temperatur Sensor wird per Bluetooth mit dem Thermostat gekoppelt. …

Grundsätzlich bin ich sehr dafür zu haben, keine große Bastellösung mit Stellantrieb + smarte Ansteuerung desselbigen zu bauen.

Kann man den Stellantrieb des Fibaros auch direkt ansteuern? (Ich nutze Home Assistant bzw. Z-Wave-UI.) Dann wäre das mein Plan A, und zusammen mit dem Bluetooth-Thermometer mein Plan B.

Das Thermometer mitten im Raum habe ich nämlich sowieso. Es ist der Temperaturfühler eines Qubinos in der Wand, d.h. keine Batterie und hohe Update-Frequenz. Wäre schade, das nicht zu benutzen.

[Osorkon]

Kann man den Stellantrieb des Fibaros auch direkt ansteuern?

Nein, die Ventilstellung ist nicht vorhanden.
Es gibt nur den Modus OFF und Heat. Geregelt wird nach der eingestellten Soll- Temperatur.
In Verbindung mit dem Temperature Sensor macht er das sehr gut. Ein anderer Temperatur Sensor lässt sich mit dem Heat Controller leider nicht verbinden.
Sowohl der Batterielevel vom Heat Controller als auch der Temperatur Sensors wird an HA reportet.
Batterie Laufzeit 1 Jahr+, hängt natürlich davon ab wie wild und oft Du an der Soll-Temperatur rum schraubst.
Der Heat Controller wird über USB geladen, der Temp. Sensor wird über eine Knopfzelle CR2032 versorgt.

Auch wenn ich es persönlich nicht empfehlen würde, da WLAN!
Sollte noch der Shelly TRV erwähnt werden. Dieser hat soweit ich weiß die Ventilstellung als Bedienelement und unterstützt auch exterene Temperatur Sensoren.

Zu den Shelly TRV kann @Undertaker mehr sagen, soweit ich weiß ist er von den Shelly hell auf begeistert.

Gruß
Osorkon

[Undertaker]

ja, in in der Tat, er ist davon begeistert.
Eigentlich brauchst du für die Shellys weder HA, noch sonst ein anderes Gateway. Durch ihre eigene Weboberfläche, kannst du vieles schon im Shelly selbst konfigurieren.
Sie können sowohl über die Temperatur, wie auch über % Ventilöffnung gesteuert werden.
Ja, sie unterstützen einen externen Temperatursensor, der dem Shelly seine Werte über einen WebHook mitteilt.
Nicht zu vergessen, die TRV unterstützen auch MQTT. Ich habe alle anderen Thermostate raus geworfen und arbeite in diesem Punkt Heizung nur noch mit den TRV. Die externe Temperatur kommt von Aquara Temperatursensoren, wovon mehrere als Gruppe in einem Raum zusammengefasst sind und ihre Durchschnittstempertur an die TRV`s melden. Die Fester-auf-Erkennung, wird von Neo Coolcam Türkontakten gemeldet.
Das funktioniert alles perfekt und ohne Tadel. Der Akku der Shellys, zeigte nach einer Heizsaison noch 60% Kapazität. Es scheint so, als ob auch die Werbeaussage stimmt, dass der Akku nur alle 2 Jahre geladen werden muss.
Einziger großer Nachteil: Sie sind teuer.

[bronger]

Danke für den hervorragenden Input! Der Shelly ist interessant, aber den vorhandenen Qubino-Temperaturfühler kann ich dann wohl nicht direkt benutzen. (Vielleicht, indem ich dessen Temperatur über HA als URL bereitstelle und die dem Shelly sage, aber dann sagt wieder eine Amazon-Rezension, daß das die Akku-Laufzeit dramatisch einbrechen läßt.)

Ich habe mal den Shelly und den Fibaro bestellt und melde zurück, wie es mir ergangen ist. Da ich eh in der neuen Wohnung noch zwei oder drei Heizungen automatisieren will (mit geringeren Anforderungen als in dem großen Raum), werde ich schon für beide ein Plätzchen finden.

[Undertaker]

Wie schon oben beschrieben, trotz meines ständigen füttern der Shellys mit einer externen Temperatur, stellt der Akku der Shellys kein Problem dar. Ich konnte bisher nicht beobachten, dass sich der Akku dadurch schneller entläd. Die externe Temperatur wird bei mir 24/7 gesendet.
Noch ein paar Tipps für den Shelly

• vergib im Router eine feste IP Adresse
• trage die gleiche Adresse zusätzlich im Shelly ein
• unter Internet, findest du die Option ColoT. Hier die Adresse von HA und den Port eintragen

Wenn du irgendwo Probleme bekommst, melde dich.

[bronger]

Einen Shelly konnte ich zwischenzeitlich ausprobieren.

Die Kommunikation funktioniert problemlos, d.h. ich stelle die Ventilposition per MQTT ein. Allerdings beobachte ich hier etwas ähnliches wie bei den Spirits: Der Motor ist ungeeignet. Zunächst gab es ein ständiges Durchschlupfen, weil wohl die Gegenkraft zu groß war. Man kann lustigerweise im Shelly „Motor mit Extrakraft“ angeben. Seitdem gab es kein Durchschlupfen mehr.

Reicht aber nicht. Ich bewege den Motor in 10%-Schritten. Beim Öffnen des Ventils (wo also kaum Kraft nötig ist) hört man so jedes zehnte Mal, daß der Motor nur ganz kurz zuckt. Dann meldet der Shelly sogar die unveränderte Ventilposition per MQTT. Ähm … wenn er weiß, daß er noch nicht bewegt hat, wieso macht er es dann nicht einfach?

Problematischer ist das Arbeiten gegen die Ventilfeder. Wenn hier diese Aussetzer passieren, führen sie dazu, daß die Heizung in Null-Stellung heizt! Im Regelbetrieb wäre das natürlich unakzeptabel. Ich teste noch Workarounds wie z.B. grundsätzlich erst zu einer viel zu großen Stellung springen, also kleine Sprünge vermeiden, oder nach jeder Nullstellung eine neue Kallibration triggern. Bestenfalls führt das nur zu Geräuschbelästigung und häufigem Aufladen, schlimmstenfalls bleiben die Probleme.

Warum werden in den TRVs so schlechte Motoren verbaut? Billig sind die Geräte ja nun nicht.

Nebenbemerkung: Meine Ventile sind „Heimeier Multilux Eclipse“, brandneu. Ja, der Ventilweg ist kurz und die Gegenkraft hoch, aber das ist bei diesen handelsüblichen Dingern halt so. Da muß man Motoren entsprechend auslegen.

[Undertaker]

...hmmmm
Also ich bin schon sehr lange mit intelligenten Heizkörperthermostaten ausgestattet, aber dass ein Thermostat-Motor zu wenig Kraft hat, habe ich nie beobachtet.
Ich hatte schon Danfoss, Devolo, Spirits, Tuya und jetzt Shelly. Wenn du mich fragst, hast du einfach Ventile, die eine ungewöhnlich hohe Kraft benötigen. Ich würde mal da die Ursache suchen. Normale Thermostat-Ventile, werden mit einer Feder zurück in die geschlossene Position gedrückt. Schraub das Ding mal raus und schau dir die Feder an. Im Baumarkt gibt es sicher Ersatz mit weniger Windungen, die das Ganze wesentlich leichtgängiger macht.

[Osorkon]

Da kann ich @Undertaker nur zustimmen.
Entweder sind Deine Ventile von Natur aus so schwergängig? Oder diese sitzen fest. Das Zweite eher weniger, da Du ja geschrieben hast, dass diese so gut wie neu sind.

Wie schwer/ leicht lassen sich die unsmarten Thermostate bedienen?
Lassen sich diese mit nur 2 Finger leicht auf und zu drehen , oder braucht es da die ganze Hand?

Gruß
Osorkon

[bronger]

Ich glaube nicht an Probleme der Ventile. Dieser Bautyp ist sehr häufig in Deutschland und vermutlich gut genormt. Und beide Wohnzimmer-Ventile verhalten sich ähnlich. Ich glaube, es ist Motor oder (neueste) Firmware, oder beides.

Interessant ist der API-Endpunkt http://…/debug/log. Da sehe ich, daß der Shelly durchaus merkt, daß etwas nicht stimmt:

Current position: 1 - new:149
Current position after move: 149 direction: open
Steps: requested: 148 moved: 148
1687538344.913 stepper_set_percent: Stepper set to 10.00%(9.89%) (149)

Current position: 149 - new:297
Current position after move: 149 direction: open
Steps: requested: 148 moved: 0
1687538348.416 stepper_set_percent: Stepper set to 20.00%(9.89%) (149)

Ich habe hier erst von 0% auf 10% geöffnet, und dann auf 20%. Die Federkraft hat der Shelly hier auf seiner Seite, also ist Kraft kein Argument. Dennoch hat der Stepper (gute Nachricht: Es ist wohl ein Schrittmotor!) sich nicht bewegt. Der Shelly protokolliert das nur, d.h. die Ventilstellung bleibt bei 9,89% festgepinnt. Stören tut ihn das anscheinend gar nicht. Mich schon …

Wenn ich direkt im Anschluß kalibriere, geht der Shelly danach von selber korrekt auf die 20%.

Bleibt noch das Problem, daß sich der Shelly so verstellt, daß er die Null nicht mehr findet, d.h. das Ventil auch bei 0% noch etwas geöffnet wird. Ich weiß nicht, woran das liegt. Heute konnte ich das nicht mehr reproduzieren. Eventuell fährt der Stepper im Falle „moved: 0“ doch ein wenig und meldet das der Firmware nicht, und die führt daher falsch Buch, wo der Stepper gerade ist. Wie auch immer, eine Kalibration scheint das zu beheben.

Einigermaßen sicher ist also, nach jeder Ventilstellung eine Kalibration zu machen. Da das ein wenig verschwenderisch ist, kann man sich eventuell darauf beschränken, das Log auszulesen, und wenn „requestet != moved“, kalibriere ich. Und bei jeder Stellung auf die Null, um sicherzustellen, daß die Heizung wirklich aus ist.

Zu kleine Sprünge vermeiden ist übrigens nicht zuverlässig. Ich habe schon beobachtet, daß ein 50%-Sprung verweigert wurde.

Ein zweiter Shelly ist heute angekommen. Mal schauen, ob der genauso verpeilt ist.

[Undertaker]

Wie schon oben beschrieben, ich habe mittlerweile 10 Shelly TRV im Einsatz. Kein einziger der Thermostate zeigt die von dir beschriebenen Symptome.
Bei meinen Heizkörpern sind überall Ventileinsätze von Danfoss (RA-N) verbaut.
Wenn der zweite Shelly auch spinnt, würde ich deine Ventile als Ursache nicht beiseite wischen. Ein neuer Ventileinsatz für 10.‐ €, könnte vielleicht Abhilfe schaffen.
Ein guter alter Trick ist, eine 2 Cent Münze zwischen Ventil und Thermostat einzulegen. Manche Ventile haben einfach einen zu großen Hub.

[bronger]

Wie schon oben beschrieben, ich habe mittlerweile 10 Shelly TRV im Einsatz. Kein einziger der Thermostate zeigt die von dir beschriebenen Symptome.
Bei meinen Heizkörpern sind überall Ventileinsätze von Danfoss (RA-N) verbaut.

Setzt du auch die Ventilstellung direkt oder nutzt dein Shelly einen (externen/internen) Temperatursensor? Es könnte ja sein, das die Firmware Code enthält, um um gewisse Sonderfälle herumzuschiffen, was ich von außen nicht machen kann.

Wenn der zweite Shelly auch spinnt, würde ich deine Ventile als Ursache nicht beiseite wischen. Ein neuer Ventileinsatz für 10.‐ €, könnte vielleicht Abhilfe schaffen.

Ich habe die Tests mit dem Zweiten noch nicht abgeschlossen. Kann man so einen Einsatz einsetzen, ohne das Wasser absperren zu müssen?

Ein guter alter Trick ist, eine 2 Cent Münze zwischen Ventil und Thermostat einzulegen. Manche Ventile haben einfach einen zu großen Hub.

Okay, behalte ich im Hinterkopf. Wobei mir der Hub mit vielleicht 3mm eher klein vorkommt.

[Undertaker]

Ich steuere die Shellys über meine Wunschtemperatur, also der klassische Thermostatmodus.
Die Shellys bekommen ihre Ist-Temperatur über externe Sensoren. Ich habe pro Raum ca. 2-3 Temperatursensoren. Daraus ermittle ich die Durchschnittstemperatur, die dann bei einer Änderung per WebHook an den Shelly gesendet wird.
Ja, du kannst den Ventileinsatz ohne abstellen des Wassers und ohne Überschwemmung wechseln. Beim raus Drehen, kommen höchstens ein paar Tropfen Wasser. Ich würde sowiso einen Ventileinsatz mit zum Baumarkt nehmen, dass du auch das Passende bekommst. WD40 wirkt manchmal auch Wunder.

[bronger]

Ich habe nun meine Tests weitgehend abgeschlossen. Sieht okay aus.

Der erste Shelly hatte tatsächlich ein Problem. Der zweite hat sich problemlos verhalten. Ich habe dann beide getauscht und auf Firmware-Settings zurückgestellt. Nun haben beide keine Probleme mehr. Da der zweite an beiden Heizkörpern keine Anomalien zeigte und der erste vor dem Reset praktisch ständig, vermute ich, daß der erste Shelly irgendwie nicht ganz knusper war, und das Reset das behoben hat.

Ich habe ein Programm geschrieben (https://gitlab.com/bronger/shelly-recalibrate), das die Shellies ständig überwacht und bei seltsamen Motorbewegungen im Log neu kalibriert. Es muß zwar nun nicht mehr eingreifen, aber ich laß das weiterlaufen zur Beobachtung. Da es die Shellies nur kontaktiert kurz nachdem sie sich gemeldet haben – also die Funkverbindung eh besteht – hoffe ich, daß das am Batterieverbrauch nichts macht.

Vielen lieben Dank für die zahlreichen Infos von euch beiden! Die waren sehr hilfreich!