Domme boiler slim maken -> Oplossing

[sparkly]

Beste medetweakers,

Her en der wel een en ander gevonden maar nooit echt een kant en klare oplossing dus als u mij toestaat hierbij een oplossing:

Situatie
(zonne)Boiler met ‘domme’ aan/uit heater 2000w aangestuurd middels Homeassistant.

Probleem
Wanneer teruglevering tussen 0-1999W is schakelt element niet in om electriciteit inname te voorkomen, met oog op de toekomst zonde. Deze energie kan de boiler in.

Oplossing
Electrisch element dimmen en aanstuurbaar maken met PID regelaar in HA, op basis van verschil in elektriciteit inname en teruglevering.

Boodschappenlijstje
Aanstuurbare vermogensregelaar (KEMO M240)
PWM/0-10V Zigbee/Zwave/Wifi Dimmer (ROBB SMARRT Zigbee 0-10V PWM Dimmer)
Zekering / Installatieautomaat 10A
Heatsink (oversized!)
Koelpasta
Montagemateriaal (gipsplaat, hout, schroeven, boutjes, moertjes, wago klemmen, lasdoosje, vlakstekkertjes, krimptang, opbouwstopcontact etc)

Bovenstaande in elkaar knutselen, let op dat de heatsink groot genoeg is en zijn warmte goed kwijt kan. Maximale temperatuur bij mij gemeten momenteel 45gr C na meerdere uren op 2000W.

Heatsink heb ik bevestigd aan de heatsink door er draad in te tappen met m3 boutjes vast te zetten. Uiteraard een rupsje koelpasta tussen de KEMO en de heatsink.

PID regelaar middels HomeAssistant

code:

alias: PID Control for Heater
triggers:
  - seconds: /5
    trigger: time_pattern
actions:
  - variables:
      kp: "{{ states('input_number.pid_kp') | float }}"
      ki: "{{ states('input_number.pid_ki') | float }}"
      kd: "{{ states('input_number.pid_kd') | float }}"
      current_output: "{{ states('input_number.current_output') | float }}"
      grid_feedback: "{{ states('sensor.teruglevering') | float(default=0) }}"
      electriciteit_inname: "{{ states('sensor.electriciteit_inname') | float(default=0) }}"
      error: "{{ states('sensor.energy_balance') | float }}"
      integral: "{{ (states('input_number.integral') | float + error) | round(2) }}"
      derivative: "{{ (error - states('input_number.last_error') | float) | round(2) }}"
      pid_output: >-
        {% set output = (kp * error) + (ki * integral) + (kd * derivative) %} {{
        [0, [output, 255] | min] | max | float }}
  - target:
      entity_id: input_number.current_output
    data:
      value: "{{ pid_output | float }}"
    action: input_number.set_value
  - target:
      entity_id: input_number.zonneboiler_dimmer_slider
    data:
      value: "{{ pid_output | float }}"
    action: input_number.set_value
  - target:
      entity_id: input_number.integral
    data:
      value: "{{ integral | float }}"
    action: input_number.set_value
  - target:
      entity_id: input_number.last_error
    data:
      value: "{{ error | float }}"
    action: input_number.set_value

Benodigde helpers

code:

  pid_kp:
    name: Kp (Proportional Gain)
    initial: 0.005
    min: 0
    max: 5
    step: 0.001
    mode: box    
  pid_ki:
    name: Ki (Integral Gain)
    initial: 0.005
    min: 0
    max: 1
    step: 0.001
    mode: box     
  pid_kd:
    name: Kd (Derivative Gain)
    initial: 0.005
    min: 0
    max: 1
    step: 0.001
    mode: box     
  current_output:
    name: Current Heater Output
    initial: 0
    min: 0
    max: 255
    step: 1
    mode: box     
  integral:
    name: Integral
    initial: 0
    min: -1000
    max: 1000
    step: 1
    mode: box     
  last_error:
    name: Last Error
    initial: 0
    min: -1000
    max: 1000
    step: 1
    mode: box

Template sensor voor energie balans
Let op bij mij zitten er nog 2 thuisaccus in verwerkt zodat deze niet ontladen om de heater van prik te voorzien.

code:

template:


  - sensor:
      - name: "Energy Balance"
        unique_id: energy_balance_sensor
        state: >-
          {% set grid_feedback = states('sensor.teruglevering') | float %}
          {% set electriciteit_inname = states('sensor.electriciteit_inname') | float %}
          {% set discharge_battery1 = states('sensor.sessy_dspm_discharge_power') | float %}
          {% set discharge_battery2 = states('sensor.sessy_d6vu_discharge_power') | float %}
          
          {{ (grid_feedback - electriciteit_inname - discharge_battery1 - discharge_battery2) | round(0) }}
        unit_of_measurement: "W"

Code om de dimmer middels een slider aan te sturen, wel even de slider aanmaken middels een helper.

code:

alias: Zonneboiler dimmer automatisering
description: ""
triggers:
  - entity_id: input_number.zonneboiler_dimmer_slider
    trigger: state
conditions: []
actions:
  - data:
      brightness: "{{ states('input_number.zonneboiler_dimmer_slider') | int }}"
    target:
      entity_id: light.robb_smarrt_rob_200_063_0_licht
    action: light.turn_on
mode: single

Met bovenstaande code kun je de PID regelaar finetunen in HA, dat finetunen is even wat werk maar daarna werkt het prima.

Code kan vast ook nog wat beter, werkt wel maar geeft af en toe een logentry in HA. Allang blij dat het werkt. Maar code-goeroes, hoor graag jullie verbeteringen.

Foto van mijn tijdelijke testsetup, naar eigen wens wat netter te maken natuurlijk. Hoor het graag als iemand een nette suggestie heeft hiervoor.

[ Voor 5% gewijzigd door sparkly op 07-10-2024 19:40 ]

[alex3305]

Leuk gedaan . Ik zie dit topic nu pas, maar ik heb iets vergelijkbaars gemaakt.

Ik heb een 100L elektrische boiler die ik gebruik voor al mijn warm water. Dit is een Van Marcke 291560 2000W boiler. Die zit aan een product: Fibaro Wall Plug. Op de voorkant van deze boiler zit een analoge thermometer:


Deze heb ik verwijderd. De thermometer zat gewoon los in de buitenste behuizing en tegen het binnenvat aan. De thermometer heb ik vervangen door een DS18B20 aan een Rasberry Pi. En die lees ik in Python elke minuut met i2c uit. Het resultaat daarvan post ik via MQTT naar Home Assistant:


Daarna heb ik de een aantal keer de temperatuur aan de keukenkraan en van de boiler gemeten en deze in een Excel sheet geknikkerd. Door middel van mijn middelbare school-kwaliteit wiskunde heb ik vervolgens de helling en het snijpunt hiervan kunnen berekenen.


Het zal vast niet helemaal kloppen, maar ik kan mij herinneren dat dit een iets betere weergave van de werkelijkheid was. Hiervan heb ik een simpele template sensor gemaakt:

YAML:

{% if has_value('sensor.temperature_boiler_mqtt') and
      (states('sensor.temperature_boiler_mqtt') | int) > 10 %}
  {{ (((states('sensor.temperature_boiler_mqtt') | float) * 1.001661588) + 1.135696659) | round(2) }}
{% else %}
  {{ states('sensor.boiler_temperature') }}
{% endif %}

en daarmee een Generic Thermostat:

YAML:

climate:
  - platform: generic_thermostat
    unique_id: thermostat_boiler
    name: Boiler
    heater: switch.boiler
    target_sensor: sensor.temperature_boiler
    min_temp: 25
    max_temp: 75
    min_cycle_duration:
      minutes: 2
    cold_tolerance: 2.0
    hot_tolerance: -0.5
    precision: 0.1
    target_temp_step: 0.5

En dat zorgt dan voor een mooi bestuurbare boiler in Home Assistant:



Ook reken ik zaken uit zoals het verschil per uur en verbruik:


Het verbruik van deze boiler zat vorig jaar gemiddeld op 2.3kW per dag. Dit jaar 2.7kW gemiddeld. Waarvan het grootste deel in het daltarief. In het weekend doe ik ook altijd een legionella-run (met 60 graden).

Wij zijn erg tevreden over deze opzet. Vooral vanwege het relatief lage verbruik en nagenoeg geen gebrek aan comfort. Maar super leuk om te zien dat ik niet de enige ben die hiermee bezig is .

[Onbekend]

Aengineering schreef op vrijdag 27 december 2024 @ 14:48:
De shelly wordt niet gebruikt om te schakelen alleen als 0/10Volt dimmer op de Kemo m240
dan zou dat toch niet uit moeten maken


[...]

De Kemo M240 werkt met fase-aansnijding. Dat betekend dat er een wachttijd zit tussen de 0-doorgang van de sinus en het daadwerkelijk uitsturen van de spanning. Zie deze afbeelding van Wikipedia: Faseaansnijding


De uitgangsspanning wordt dus niet verlaagd, maar wordt na elke 0-doorgang tegen gehouden. (Dit is overigens hoe de meeste dimmers werken.)
Maar je hebt dus nog steeds je verwarmingselement die 230V krijgt en op dat moment dus 200W trekt.

[Aengineering]

Hier wat aan
ik heb een joules meter maar dat maakt niet uit jij gebruikt jou homewizard
je maakt een trigger
dan
aantal opties die de status van je homewizard uitlezen
en
daar dan weer acties op

[ Voor 20% gewijzigd door Aengineering op 02-01-2025 14:45 ]

[Aengineering]

Eerste test : werkt prima nog even de bekabeling afwerken.

[wpee]

Netjes naar redelijk ZERO teruglevering, het laatste uur is de uitlezing van de E-meter 0.015kWh teruglevering

[ Voor 8% gewijzigd door wpee op 12-01-2025 12:44 ]

[fcapri]

ik ben hier ook al een tijdje mee bezig geweest en die M240 wou ik niet gebruiken omdat die met fase aansijding werkt (enorm veel vervuiling).

ik heb toen gekozen voor de M204 omdat die sinussen compleet tegen houd, MAAR, deze werkt VEEEL TE TRAAG


heb kemo al gecontacteerd maar geen antwoord.
als je dus 9sinus periodes zou doorlaten en 1 niet, dan werk je op 90%, is er geen netvervuiling en makkelijker te sturen
het probleem met de 204 is dat die op 90% dan 5sec doorlaat en 0.5sec niet.

ik ben dus nog altijd aan het sukkelen want wil mijn 1100W boiler EN mijn 2200W keukenboiler zo sturen.
als ze nu samen werken, schiet mijn verbruik omhoog en vooral het capaciteitstarief is de ergste van allemaal (65€ per kW).
als ik mijn huis verbruik op 2500W kan houden (maximale vermogen gedurende 1kwartier) kost dat 160€.
als nu mijn frietketel aan staat, en de boiler springt aan en de keukenboiler ook voor een kwartier, zit ik ineens aan 5300W en kost me dat 344€. nog maar te zwijgen als we ooit een EV hebben met 11kW lader (+700€)

ik wil dus alle apparaten gaan slim maken zodat ze
1) niet samen werken als er weinig zonvermogen is (als er 4000W uit de panelen komt, mogen ze in principe tot 6500W samen trekken, dan blijf ik binnen die 2500W netverbruik)
2) maximale zonvermogen verbruiken (ideaal, als er 4000W uit de panelen komt, moeten ze beperken tot 4000W)


hierboven wordt dus een fase aansnijding dimmer gebruikt om de boiler snel te schakelen. weten jullie 100% zeker of je alle energie uit de panelen in de boiler steekt, of misschien werkt de schakeling zodanig dat de digitale meter beinvloed wordt om verkeerd te meten...
https://www.utwente.nl/ni...k-zien-maar-teruglevering

[ Voor 10% gewijzigd door fcapri op 20-02-2025 08:16 ]

[swiffer]

Idd het is die pssr die ik gebruikt heb. Deze reageert best snel vind ik.


De eerste 0 tot 2volt doet deze niks en de laatste 8 tot 10volt ook praktisch niks op deze pssr.

Maar dat kun je gelukkig gemakkelijk instellen via de Shelly app wat de minimum en maximum brightness of te wel voltage moet zijn.

[ Voor 37% gewijzigd door swiffer op 03-03-2025 20:37 ]

[pasmanm]

Met interesse de postings gelezen. Zelf een 'domme' daalderop boiler aangeschaft om dezelfde reden. Het opslaan van overtollig zonneenergy in een warm water boiler. Het betreft een Daalderop 150l Plus 2500 Watt boiler. Hieronder bijgesloten een foto van de elektronica.

• Oranje is de fase en 0 draad, gaat naar de stand regelaar ( I,II,III), weergegeven rechts(welke de temp stuurt) en naar een reset blokje (rechtsboven).
• Roze is de draad vanaf het resetblokje naar de 2 verwarmings elementen (1000W en 1500W). Tevens loopt deze door (in kleur groen) naar eenn lampje aan de voorzijde.
• Geel is een open ijzerendraad, zal wel de temperatuur meting zijn

Qua aansturing van de 'load' op de zonne-energy surplus, ga ik HA gebruiken.

Ik hoop dat jullie mij kunnen adviseren.
*) Zou het mogelijk zijn om 1 de twee verwarmings elementen (via een extern Shelly relais) te schakelen, zodat ik via HA spanningen van 0W,1000W,1500W,2500W kan aansturen? Het lijkt mij wel, omdat het geheel parallel lijkt te zijn aangesloten. Mocht dit mogelijk zijn, dan zou voor mijn use-case deze 4 standen volstaan.

*) De andere optie is dit zo te laten, en een dimmer ervoor te plaatsen, zoals ook beschreven in dit forum; Zou dit een goede optie zijn voor deze 2500W boiler?

*)Hierboven is gesproken over een Shelly Dimmer 1-10V Gen 3 aangesloten op een Proportional Solid State Relay, Single Phase, 0-10V, PSSR-40A . of een KEMO M240. Bij de KEMO 240 wordt gesproken over een fase aansnijding, en lees ik over sinus-vervuiling. Werkt de Proportional Solid State Relay beter of is dat hetzelfde?

Nog een laatste vraag...
*)Om de temperatuur te meten, zou een simpele shelly temperatuur sensor voldoen? Gewoon het ijzeren uiteinde tegen de gele draad vastmaken, of moet ik deze invoeren in de ketel? Het leek mij echter makkelijker om via een shelly de stroom opname van de boiler te meten. Als deze <~200 watt komt er dan vanuit gaan dat hij de ingestelde temp heeft gehaald. Dat zou toch ook moeten werken?


Zou graag advies krijgen.

[ Voor 7% gewijzigd door pasmanm op 07-04-2025 00:15 ]

[pasmanm]

Dank voor het advies.
Het is mij redelijk duidelijk.
*) De gele, capillaire voeler, zal ik zo laten en voor HA temp meting kan ik in dezelfde buis een shelly temp. sensor plaatsen.
*) Ik ga voorlopig niet voor een dimbare oplossing, maar zal het eerst proberen door 1 van de 2 verwarmings elementen te onderbreken met een Shelly Relais; Dan kan ik schakelen op 1000,1500 en 2500 Watt. Dat lijkt met simpelst en kijk ik later met actuele data of verdere optimalizatie door dimming nog wat oplevert.

Dan over het aansluiten van de boiler op het bestaande systeem. Na flink wat googlen, kom ik op onderstaande plaatje uit (met ketel als naverwarming/solar). Dit zou pendelen van de CV systeem zoveel mogelijk tegen moeten gaan + houdt de ketel in de loop, mocht de temp uit de boiler zakken onder de 50 graden.

Hoe hebben jullie eboiler aangesloten op het bestaande systeem en is onderstaand een werkbare oplossing?
Dank

[lkolkman]

swiffer schreef op zaterdag 12 april 2025 @ 21:46:
Ook slim

Over welke t kraan heb het dan?


[...]

Deze..
Ik stuur hem aan met een shelly. Deze uitvoering werkt op 230V (je hebt ze ook op 12V of 24V) en verschillende diameters. Bovendien veert deze automatisch terug, zodat in geval van stroom-uitval oid gebruik ik automatisch de cv-ketel ipv de boiler.

[ Voor 18% gewijzigd door lkolkman op 13-04-2025 19:26 ]

[sparkly]

Als TS leek het me aardig het volgende te delen: Vandaag heeft de kemo het begeven. Na het ruiken van een brandlucht uit het boilerhok het hok geopend, een pluimpje rook kwam ons tegemoet. Een snelle scan met de warmtebeeldcamera wees al snel de schuldige aan. Bevestigd door de geur.

[pasmanm]

@HPX @swiffer @lkolkman

Volgende week komt de loodgieter hier alles aansluiten. Ga voorlopig toch voor de variant met de twee ventielen (omschakel + meng)..

Vraagje, jullie hebben al zo'n soort opstelling. Kunnen jullie achterhalen of er ook een extra keerklep achter de warm-Water-uitvoer van de ketel moet? Op de geel aangegeven plek, of is dit overbodig?

[frans3]

hoi

Ik heb de dimmer klaar en aangesloten op de boiler.

Mijn CV ketel is zeer recent en dus veel digitaal.
Momenteel werkt de boiler in serie met de CV ketel prima en dat zonder kleppen en regelaars.
Heb wel de aanvoer temp van het SWW iets moeten verlagen van 60 naar 56 graden.

En heb het geheel aan HA gekoppeld :-)

[DaManiac]

Heeft iemand de M240 met Shelly al eens gebruikt in combinatie met een Tesy boiler?

Ik denk eraan deze opstelling te gaan maken, maar neem aan dat ik dan rechtstreeks op het verwarmingselement moet aansluiten om de elektronica verder intact te houden toch (temperatuurregeling, etc). Dus vlak voor R aansluiten in het plaatje hieronder:



Overigens zou ik liever een regeling hebben op basis van zero-crossing zoals de M204 doet om harmonischen te vermijden, maar die wordt aangestuurd met een pot-meter.

[pasmanm]

pasmanm schreef op zondag 4 mei 2025 @ 18:31:
@HPX @swiffer @lkolkman

Volgende week komt de loodgieter hier alles aansluiten. Ga voorlopig toch voor de variant met de twee ventielen (omschakel + meng)..

Vraagje, jullie hebben al zo'n soort opstelling. Kunnen jullie achterhalen of er ook een extra keerklep achter de warm-Water-uitvoer van de ketel moet? Op de geel aangegeven plek, of is dit overbodig?

[Afbeelding]

Hier nog een update van mijn kant. Het duurde lang voordat ik een loodgieter had gevonden. Maar inmiddels is alles aangesloten als bypass op de ketel met 2 ventielen.
Daarnaast heb ik de twee verwarmingselementen (1500W en 1000W) op een Shelly relay gezet en een shelly temperatuurmeter ingesteld. Nu nog via HA aansturen op 0W,1000W,1500W en 2500W, gestuurd door zonne stroomoverschot. De temperatuursensor zal ik gebruiken als legionella salmonella trigger: 1 week lang onder 60 graden dan boiler opstoken naar 75.

[Raolte]

Hierbij een foto van mijn schakeling die ik opdit moment aan het testen ben, ik wil t.z.t de boiler voor de nefit ketel plaatsen die het water gaat naverwarmen, indien dit nodig is , volgens mij hoef ik dan geen rekening te houden met legionella .
Maar indien anderen daar anders over denken hoor ik het graag

[Aengineering]

Vandaag Boiler dimmer V2 Voor een familie lid gemaakt
Hij wordt nu door Home Assitant gestuurd maar als volgende stap zou ik hem door mijn shelly pro3em willen laten sturen.





















Kemo M240 https://amzn.to/4fzlOOh
Een zwarte doos https://amzn.to/4ltYx1A
Een koelblok lekker groot https://amzn.to/416kE76
EMI filter ding omdat het kan https://amzn.to/3UpiprM
Stekker https://amzn.to/4lDhC1G
Stekker chassis deel https://amzn.to/45hQd0d
Shelly 0/10V dimmer https://amzn.to/3J9duca
Thermische pad https://amzn.to/3UZyhRR
Thermische zekering 10A https://amzn.to/4n34pjR
Kabelschroef verbinding https://amzn.to/4fHXiec