Das Einbaumodul, den Arduino Source Code mit weiteren Informationen zu diesem Projekt kann du in meinem Webshop erwerben.
Einleitung
Die Zirkulationspumpe in der Trinkwasseranlage sorgt dafür, dass auch an weit entfernten Entnahmestellen jederzeit warmes Wasser zur Verfügung steht, ohne das vorher minutenlang Wasser ungenutzt im Abfluss verschwindet.
Dies geschieht durch eine ständige Zirkulation von heißem Wassers aus dem Warmwasserspeicher und der letzten Entnahmestelle ihrer Trinkwasseranlage. Was zu hohe Wärmeverluste über die verlegten Rohrleitungen und letztlich des Warmwasserspeichers führt.
Abgesehen von diesen Wärmeverlusten, wird natürlich über die Jahre somit auch eine große Menge an elektrischer Energie für den Pumpvorgang benötigt.
Um diese Verluste einzudämmen, ist die übliche und günstigste Lösung, eine einfache Zeitschaltuhr mit Tagesprogramm. Die Zeitschaltuhr wird in den Stromkreis zwischen Steckdose und Zirkulationspupe geschaltet um außerhalb der üblichen Entnahmezeiträume die Zirkulationspumpe vom Stromnetz trennt.
Der Nachteil bei dieser Lösung liegt jedoch darin, dass bei einem anderen Nutzungsverhalten die Pumpe kein warmes Wasser zur Verfügung stellt. Oder läuft, wenn gar kein warmes Wasser benötigt wird und erst nach längerem laufenlassen das Wassers warm aus der Leitung kommt.
In beiden Fällen geht viel Energie verloren und eine komfortable Bereitstellung von warmen Wasser ist nicht gegeben.
Eine einfache und kostengünstige Alternative stellt die in diesem Projekt vorgestellte Zirkulationspumpen Steuerung zur Verfügung. Sie erkennt über einen an der Zirkulationsleitung angebrachten Temperatursensor wenn Warmwasser entnommen wird und startet dann sofort die Zirkulationspumpe. So steht in wenigen Minuten wie gewohnt warmes Wasser auch an den entfernt liegenden Entnahmestellen zur Verfügung.
Zugegeben, diese Funktionsweise setzt ein, ein wenig geändertes Nutzerverhalten voraus, so ist es z.B. sinnvoll erst mal Wasser fürs Zähneputzen zu entnehmen, damit die Pumpe anläuft und Warmwasser bereitstellt. Aber daran hat man sich wirklich schnell gewöhnt.
Alternativ kann die Zirkulationspumpe aber auch über eine ©Amazon Alexa gestartet werden.
Entweder durch die Spracheingebe „Alexa, Zirkulation [ein | aus]“. Oder bei regelmäßigen Schaltvorgängen über eine entsprechende Routine in der Alexa APP.
Um die Zirkulationspumpe nicht unnötig lange zu betreiben, kann ein zweiter (optionaler) Sensor in der Rücklaufleitung angebracht werden, der beim Erreichen einer definierten Rücklauftemperatur den Pumpvorgang stoppt.
Eine weitere Möglichkeit stellt die MQTT-Kommunikation bereit, über die die Pumpensteuerung z.B. in einen IO-Broker oder Home Assistant eingebunden und gesteuert werden kann.
Wird über einen definierbaren Zeitraum keine Entnahme erkannt, startet automatisch das Legionellen Programm. Es sorgt dafür, dass sich auch bei einer längerer Abwesenheit z.B. in den Urlaubszeiten, im Leitungssystem keine Legionellen entstehen können.
Zusätzlich verfügt die Zirkulationssteuerung über ein umfangreiches Diagnosesystem.
- Sensor Überwachung
Üblicherweise wird die Zirkulationssteuerung mit zwei Temperatursensoren (Vor- und Rücklaufsensor) betrieben. Um sicher zu stellen, das die Sensoren einwandfrei arbeiten verfügt die Zirkulationssteuerung über eine Sensorüberwachung. Optional kann die Steuerung aber auch nur mit dem einem Vorlaufsensor betrieben werden.
Hierbei steht dann nicht der gesamte Funktionsumfang zur Verfügung! - Fehlerüberwachung defekte Zirkulationspumpe
Wurde eine Zirkulation angefordert, anschließend aber kein Temperaturanstieg in der Vorlaufleitung erkannt, ist die Ursache in der Regel eine defekte Zirkulationspumpe oder ein zu kalter Warmwasserspeicher. - Überwachung des Rückschlagventils
Um bei einem defekten Rückschlagventil eine energieraubende Schwerkraftzirkulation zu erkennen, überprüft das System regelmäßig die Temperatur in der Rücklaufleitung.
Sinkt diese nach einer Zirkulationsfahrt nicht oder nur kaum ab, handelt es sich in der Regel um ein defektes Rückschlagventil.
Wird eine Fehlfunktion erkannt, wird dieser automatisch im Fehlerprotokoll des Moduls mit Zeitstempel und Klartext gespeichert.
Anstehende Fehler werden auch direkt auf dem OLED-Display und im Webinterface angezeigt. Wurde eine MQTT Anbindung definiert, erfolgt zusätzlich eine Übertragung per MQTT.
Neben der Protokollfunktion steht auch Langzeitdaten Trend zur Verfügung, der direkt über das Web-Interface aufgerufen werden kann und die Sensor Daten sowie die Pumpenlauzeiten angezeigt.
Schaltplan
Ein paar Bilder von Prototyping
Key Features
- Schnelle und einfache Montage
- Steuerung der Zirkulation über ©Amazon Alexa oder über Routinen
- Schnelle Reaktionsgeschwindigkeit durch DS18B20 Temperatursensoren
- Kompakte Bauform
- Umfangreiche Fehler und Diagnosefunktionen
- Landing Portal für eine einfache Einbindung ins lokale WLAN
- Integriertes Webinterfache für Bedienung und Konfiguration
- Einsparung von Heizkosten und elektrischer Energie
- Kurze Amortisationszeit
- Maximaler Komfort bei der Warmwasserbereitstellung
- Minimale Pumpenlaufzeiten somit geringerer Verschleiß
- Ein optionaler Rücklaufsensor sorgt für mehr Funktionalität und eine bessere Effizienz
- Leichte Integration in eine vorhandene Automatisierung durch MQTT
- Wachsender Funktionsumfang mit OTA-Updates
Versionsverlauf:
Intended:
- Bisher keine weiteren Anforderungen
Released:
- 10.01.2025 V2.00
Firmware released