Zelfbouwthermostaat en regeling

[Jeroen]

Hallo allemaal,

Ik ben misschien wel de laatste tweaker die geen slimme thermostaat heeft. Het heeft er deels mee te maken dat ik vind dat ze teveel onnodige functionaliteit bieden, en daarmee onnodig duur zijn, en mijn huidige thermostaat ook werkt. Bij zelfbouw als hobbyproject vallen al die bezwaren weg, dus laat ik eens overwegen om daar aan te beginnen!

Op dit moment is mijn hoofdvraag: wat bestaat er al? Het is leuk om dingen zelf te maken, maar ik vind het nog leuker om voort te bouwen op bestaande projecten voor nog meer resultaat.

Wat ik bedoel:

Ik zou graag een thermostaat willen maken voor mijn simpele CV-ketel (zonder hybride warmtepomp, zonneboiler, etc etc). Daarmee moet ik met een fysiek apparaat in huis een aantal instellingen kunnen aanpassen, zoals 'ik wil het nu warmer hebben' of 'ik ga nu de deur uit'. Dat wil ik natuurlijk ook kunnen doen vanaf m'n smartphone, waarbij ik moet zorgen voor de nodige security zodat anderen dat niet kunnen.

Wat ik al weet:

• OTGW is denk ik een heel geschikt project om de ketel aan te sturen. Ik heb een opentherm-ketel, maar een aan/uit thermostaat aan de muur. De OTGW kan daar tussen zodat er nog een degelijke fallback is voor wanneer de eigen regeling niet werkt.
• Ik heb een regelprogramma nodig, en dat is zeker niet zo simpel. Als het allemaal niet goed geoptimaliseerd is, dan ga ik onnodig veel gas gebruiken (in deze tijd zeker niet de bedoeling) en gaat dat ook ten koste van het comfort. Het stuk onderaan de betreffende OTGW pagina legt dit goed uit:

  Considerations
  Making a program to control the central heating may appear simple at first glance. But simply telling the boiler to start heating when the room temperature drops below the desired temperature and shutting it off when it reaches the setpoint again won't work very satisfactory. That method will result in large temperature swings, because a central heating system inherently has a big response delay.
  So the controlling program has to account for the time and amount the temperature will continue to rise or fall after the boiler has been switched off or on. To make things worse, those figures are influenced by external factors like outside temperature, open or closed doors and windows, curtains being drawn, other heat sources, hot water use, etc.
  
  In addition to keeping the temperature as constant as possible there's also the matter of doing it in the most energy efficient way. Modern boilers are generally most efficient at low temperatures. So, when maintaining a desired room temperature it may be wasteful to use relative short burns with a high control setpoint rather than longer burns with a lower control setpoint.
  
  Finally there's the matter of reliability. If the controlling program crashes, or the system running the program decides to reboot and install patches after the control setpoint has been set to 80 degrees, the house may get quite warm.

  Ik denk wel dat het mogelijk is om zo'n regeling redelijkerwijs te maken en zelfs zelflerend te maken. Ik denk zelfs dat dat efficiënter kan worden dan een off-the-shelf thermostaat omdat ik veel parameters in de hand heb in mijn eigen woning en ook een redelijke basisinschatting kan maken. Ik kan veel sensors plaatsen, op radiators bijvoorbeeld. Ik heb ook een P1-aansluitkabel, dus ik kan het gasverbruik terugkoppelen en dus de efficiëntie nauwkeurig meten (zo lang ik maar niet aan het koken ben...).
  
  De CV-regeling zou er dus voor zorgen dat de temperatuur op een bepaalde plek mijn ingestelde temperatuur bereikt en behoudt, op een zo efficiënt mogelijke manier, door de juiste parameters via OTGW aan de ketel te sturen.
• Daarnaast heb ik iets nodig dat de ingestelde temperatuur ('slim'?) zal bepalen op basis van in ieder geval een paar vrij basic regels. Dit vervangt bijvoorbeeld het weekprogramma van mijn huidige thermostaat. Hierin zit denk ik de meeste winst voor mij om het leuk, smart en zuinig te maken. Bij mij thuis is de routine niet zo vast, dus een weekprogramma schiet tekort. Het is logischer om te reageren op bepaalde triggers. Een paar voorbeelden die ik handig zou vinden:
  - Zet onderweg naar huis alvast de temperatuur (handmatig via app) omhoog
  - Zet altijd na een handmatige trigger de temperatuur na 2 uur weer terug omlaag zodat ik het niet vergeet
  - Zet altijd de temperatuur omlaag als ik m'n huis verlaat, hiervoor zou ik ook iets moeten met Home Assistant
  - Als ik "warmte" vraag, bepaal dan aan de hand van de dynamische gasprijzen automatisch welke temperatuur dat vandaag mag zijn

Wat ik al weet deel 2 (edits)

• Hier is een PID-regelaar met autotune: https://esphome.io/components/climate/pid.html
• Naaste OpenTherm Gateway is er nu ook een ESP-based versie: https://diyless.com/product/opentherm-thermostat

Technische overwegingen:

• Verschillende onderdelen van het systeem zullen denk ik op het LAN draaien. Zo kan ik draadloos een of meerdere regelpunten installeren, sensoren aansluiten, en bepaalde andere delen bekabeld aansluiten omwille van de betrouwbaarheid.
• Omdat alle programma's op de LAN draaien kan ik als ik verbonden ben met wifi bij m'n eigen services om ze in te stellen via een app of andere interface.
• Om het geheel op afstand instelbaar te maken ben ik van plan om access tot de hosts te beperken met behulp van bijvoorbeeld een TLS client certificate. Ik kan hiermee zelf certificaten uitgeven, op mijn telefoon installeren, en ook weer intrekken mocht dat nodig zijn (https://chariotsolutions....h-client-certificates-on/). Met behulp van een nginx-proxy kan ik dan eigenlijk iedere bestaande web-app zo beveiligen, of als ik een eigen host applicatie maak kan ik dat daar ook inbouwen. Met behulp van een dyndns service kan ik hopelijk bijna altijd m'n eigen huis bereiken.

Wat ik wil weten:

• Voor de CV-regeling is veel theorie, maar is er ook al veelgebruikte open-source software die goed te configureren is en die ik eventueel kan koppelen met OTGW?
• Bestaat er voor het thermostaatprogramma en eventueel een bijbehorende app ook open-source al iets dat goed functioneert dat als basisprogramma kan dienen?

[ Voor 12% gewijzigd door Jeroen op 09-11-2022 16:04 ]

[patrickvdhart]

Hallo Jeroen, was je hier al verder mee gekomen?
Ik probeer ook via HA een regeling te bouwen voor mijn verwarming. Ik meet en lees de temperatuur al op veel plaatsen, moet nu de verbinding gaan bouwen naar de Vaillant CV ketel.

Mijn insteek is een beetje anders, ik vind dat de huidige systemen zo slecht reageren met mijn vloerverwarming (vaak 1,5 graad overshoot als de zon een beetje schijnt) dat ik van plan ben de vloer temperatuur te regelen en die te gebruiken om de kamer temperatuur te regelen.
Boven heb ik radiatoren, die ga ik onafhankelijk regelen.
Temperatuur van de vloer is namelijk uitstekend te regelen heb ik gezien.

ben benieuwd naar je progressie, was van plan de DIYLESS te gebruiken.