Applikation Internet Protokoll switches
Bitte beachten Sie die Bedienungsanleitungen der verwendeten Komponenten und die für Ihren Einsatzzweck geltenden Vorschriften.
Alle technischen Daten nach Angaben unserer Lieferanten. Technische Änderungen und Irrtum vorbehalten.
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Energie sparen bei Heizungsanlagen und Bedienung der Hei-
zung mit PC und Handy übers Ethernet
Energiekosten zu senken ist wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll und bie-
tet sich bei der eigenen Heizungsanlage an. So läuft beispielsweise die
Warmwasseraufbereitung für viele Stunden am Tag, obwohl nur an weni-
gen Zeitpunkten größere Mengen an Warmwasser verbraucht werden. Na-
türlich lässt sich die Temperatur des Warmwasserspeichers an der
Heizung einstellen, aber der Warmwasserbedarf ist nicht jeden Tag gleich
und Änderungen lassen sich in der Regel nur an der Heizungsanlage im
Keller eingeben. Voraussetzung für eine dauerhafte Optimierung ist also
eine allgegenwärtige Bedienbarkeit der Heizungsanlage, z.B., mit einem
gebührenfreien WLAN-Handy, einem PC oder vom Büro aus übers Inter-
net. Alleine mit der automatisierten intelligenten Ansteuerung des Warm-
wassers lassen sich bei der beschriebenen Referenzanlage 300 Euro
Energiekosten im Jahr sparen - ohne merkliche Einbuße an Komfort und
ohne laufend Änderungen vornehmen zu müssen.
1. Energie-Sparmaßnahme „Zeitsteuerung der Warmwasseraufbereitung“
Externe Temperaturfühler von Heizungsanlagen sind zumeist temperaturabhängige Widerstandsele-
mente. Mit einem „IPswitch-SG.1“ und einem „Temperaturswitch“
wird der Temperaturfühler eines Warmwasserspeichers gesteuert
weggeschaltet und durch einen einstellbaren Widerstand im Tempe-
raturswitch ersetzt. Die Heizung misst daraufhin eine dauerhaft hohe
Warmwassertemperatur und somit wird dieser Heizkreis nicht mehr
befeuert. Wird der Temperaturswitch ausgeschaltet, so ist wieder
der ursprüngliche Sensor eingeschleift und der Wasserspeicher wird
wie ursprünglich beheizt. Für einen Tagesausflug oder Kurzurlaub
kann nun die Warmwasserversogung mit einem Pocket PC, XDA,
iPhone, PSP per WLAN oder übers lokale Ethernet oder von extern
übers Internet ausgeschaltet werden oder aber auch automatisch
mit der internen Wochenzeitschaltuhr des IPswitches zu regelmäßi-
gen Tageszeiten. Übers Internet erfolgt automatisch die Sommer-
und Winterzeitumstellung.
2. Energie-Sparmaßnahme „Zeitsteuerung der Zirkulationspumpe WW“
Außerhalb der Warmwasserzeiten wird auch die Zirkulationspumpe des Warmwasserkreises wegge-
schaltet. Bei einer 40W-Pumpe und 15 Stunden weniger Laufzeit am Tag lassen sich so jedes Jahr zu-
sätzlich 200kWh Strom sparen.
3. Energie-Sparmaßnahme „Regelung der Warmwassertemperatur“
An den „IPswitch-SG.1“ wird ein externer Temperaturfühler angeschlossen zur Erfassung der Tempe-
ratur des Warmwasserspeichers. Liegt diese über 50°C, wird ein weiteres Aufheizen ausgesetzt. Nur
1x pro Woche darf der Kessel ohne Reglementierung auf seine voreingestellte hohe Temperatur hei-
zen, als Desinfektionszyklus für das Rohrsystem.
Diese Applikationsschrift wurde im Rahmen einer Referenzanlage erstellt. Es gibt Heizungsanlagen in den verschiedensten
Bauarten. Bitte prüfen Sie ob die folgend beschriebenen Umbauten an Ihrer Anlage zulässig sind. Wir können für etwaige
Schäden und deren Folgen verständlicher Weise keinerlei Haftung übernehmen.
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Inbetriebnahme zu 1. „Zeitsteuerung der Warmwasseraufbereitung“
Zunächst ist der Widerstandswert des Temperaturfühlers des
Warmwasserspeichers bei aufgeheiztem Speicher zu messen.
Ist die Maximaltemperatur erreicht wird die Heizung mit dem
NOT-AUS-Schalter vom 230V-Netz getrennt und der Tempera-
turfühler des Warmwasserspeichers von der Heizungssteuerung
getrennt und ausgemessen. Bei unserer Heizung ergibt sich bei
60.1°C ein Wert von 2590 Ohm. Wir stellen deshalb den Wider-
stand R1 im Temperaturswitch mit einem kleinen Schraubendre-
her etwas höher auf 2620 Ohm ein.
Jetzt wird der Temperaturswitch zwischen Tempera-
turfühler und der Heizung montiert und an den Klem-
men „1“, „2“, „3“ und „4“ angeschlossen. Als
Montageort empfiehlt sich die Nähe zum Wasser-
speicher. Die Heizung ist einzuschalten und sollte
wie zuvor arbeiten, da der Temperaturswitch strom-
los inaktiv ist. In der Anzeige der Heizungssteuerung
ist der IST-Wert des Warmwasserfühlers auf Richtig-
keit zu prüfen.
Nun ist der Temperaturswitch mit dem IPswitch-
SG.1 zu verbinden.
Der IPswitch hat bereits die IP-Adresse 192.168.1.12 zugewiesen bekommen und kann nun mit +12V
versorgt werden. Sollte kein Ethernetanschluss in dem Heizungsraum sein, kann dies auch einfach ka-
bellos über die optionale WLAN-Brücke erfolgen.
Ist der IPswitch im Ethernet erreichbar, kann mit dem Internetexplorer oC2
eingeschaltet werden. Nun schaltet der Temperaturswitch den eingebauten
Widerstand R1 anstelle des Warmwasserfühlers an die Heizung und des-
sen Wert sollte nun in der Anzeige der Heizungssteuerung zu sehen sein,
hier 62.3°C. In diesem Zustand ist die Warmwasseraufbereitung ausge-
schaltet und die Energiezufuhr gestoppt, es wird kein Brennstoff verfeuert.
Mit einem PC lässt sich jetzt die Warmwasseraufbereitung durch Schalten
von oC2 steuern, unter WINDOWS mit dem Taskplaner und unter LINUX
mit der crontab. Eine Programmierung des IPswitches mit der IPswitches-
prog.exe oder der IPswitches-set.exe ist nur notwendig, wenn man die
Wasseraufbereitung über die interne Zeitschaltuhr des IPswitches schalten
möchte oder um z.B. „oC2“ einen einprägsameren Namen zu geben, wie
„WWaus“ .
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Rechts wird die Warmwasseraufbereitung
durch den IPswitch täglich ausgeschaltet
von 0.00-4.30h, 7.30-17.30h und von
22.00-0.00h, in Summe also 16,5h am
Tag. Oder anders ausgedrückt, die Warm-
wasseraufbereitung ist nun zu 69% aus-
und zu 31% eingeschaltet.
Zudem kann man über den IExplorer je-
derzeit mit iC1=ON die Warmwasserhei-
zung per Mausklick abschalten oder mit
iC1=OFF wieder einschalten. Für das
Schalten mit einem WLAN-Handy lässt
sich die Web-Oberfläche mit Schaltsym-
bolen gestalten, siehe auch www.SMS-
GUARD.org/downloads/app-ips-handy-
wlan-webserver.pdf
Nach erfolgreicher Inbetriebnahme kann
die in der Heizungssteuerung hinterlegte
Absenkung der Warmwassertemperatur
gelöscht werden um eine Überlagerung
des IPswitches mit der Steuerung zu ver-
meiden.
Inbetriebnahme zu 2. „Zeitsteuerung der Zirkulationspumpe
WW“
Die Zirkulationspumpe kann mit Ausschalten der Kesselbefeuerung eben-
falls ausgeschaltet bleiben. Unsere Pumpe wird mit 230V versorgt. Zum
Schalten der 230V kommt ein externes Schaltrelais zum Einsatz, das läßt
sich nach ein paar Jahren kostengünstig wechseln.
Verfügt die Pumpe über einen 230V-Stecker, so kann das Relais eine Hut-
schienen-Steckdose schalten, an-
dernfalls können die Relaiskontakte
direkt an die Pumpe verdrahtet wer-
den.
Bitte beachten Sie hierzu die Monta-
gevorgaben des Pumpenherstellers
und: Arbeiten an 230V dürfen nur
Fachleute ausführen.
Da das externe Steckrelais mit der
Anteuerung des Temperaturswitches
geschaltet wird, muss an der Pro-
grammierung des IPswitches nichts
geändert werden.
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Inbetriebnahme zu 3. „Regelung der Warmwassertemperatur“
An einem „IPswitch-SG“ wäre ein analoger externer Temperatursensor in die Buchse „iTe“ zu stecken.
In unserer Anlage verwenden wir einen „IPswitch-SG.1“, an dem bis zu 7 digitale externe T-Sensoren
über einen Klingeldraht angeschlossen werden können, siehe auch
www.SMS-GUARD.org/downloads/temperatursensor-sb.pdf
Beim „IPswitch-SG.1“ bietet es sich an weitere Temperaturen zu erfassen, wie die Vor- und Rücklauf-
temperatur der Fußbodenheizung.
Der T-Fühler wird entweder neben dem vorhandenen Warmwasserfühler der Heizung im vorhandenen
Tauchrohr befestigt oder zwischen Kesselwand und Außenisolierung des Warmwasserspeichers 5cm
tief eingeschoben.
Die Schaltlogik ist folgend: steigt die
Temperatur iTe (input Temperatur ex-
tern oder iT1=WW) über 50°C, so wird
oC2 eingeschaltet und damit kann die
Temperatur im Warmwasserspeicher
nicht weiter steigen. Diese Begrenzung
der Warmwassertemperatur ist aktiv,
wenn das Warmwasser aufgeheizt
wird von Montag bsi Samstag. Am
Sonntag unterbleibt die Temperaturbe-
grenzung und der Warmwasserkessel
heizt dann auf die an der Heizung voreingestellte Warmwassertemper-
atur, bei uns etwa 60°C. Dies dient der Desinfektion des Leitungssys-
tems.
Mit der kostenlosen IPswitches-Server.exe können die Signale in ein
File protokolliert und grafisch dargestellt werden. Im Bild rechts unten
sieht man die Regelung des Warmwassers mit dem IPswitch. Wird
oC2 geschlossen = 1 (im Maßstab auf 10 vergrößert), so ist der Tem-
peraturswitch aktiv und das Warmwasser wird nicht aufgeheizt.
Links unten ist der Temperaturverlauf in der optionalen Internet-Daten-
bank zu sehen.
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Wirtschaftliche Betrachtung
Mit der beschriebenen Technik wurde mit der Warmwasserabsenkung eine tägliche Einsparung ge-
messen von etwa 1,5kbm Gas zu 56 Eurocent pro Kubikmeter, Preisstand 8/2008. Das summiert sich
jedes Jahr zu mehr als Euro 300.-- auf. Die Stromersparnis für die Zirkulationspumpe beträgt 45.-- bei
21Cent/kWh. Die benötigten Komponenten kosten:
Die Investition amortisiert sich bereits nach einem dreiviertel Jahr.
Weitergehende Überlegungen
Weitere interessante Möglichkeiten bietet das Tool IPswitches-set.exe . Damit lassen sich IPswitches
zeitgesteuert mit dem Taskplaner über BATCHES umprogrammieren, für einen Urlaub oder ein
Wochenende. Ebenso besteht mit dem Handy-Webserver die Möglichkeit, durch
Klicken auf ein grafisches Symbol die Warmwasserheizung manuell Ein- oder
Auszuschalten.
Mit einem IPswitch-kbm-Meter und einem Warmwasserzähler
kann die entnommene Warmwassermenge pro Zeit erfasst wer-
den. Damit können Hotels übermäßigen Warmwasserverbrauch
den einzelnen Zimmern zuordnen und abrechnen. Und im privat-
en Haushalt kann damit die Warmwasserentnahme bedarfsgere-
cht eingeschränkt werden, z.B. 200 Liter bei 40°C sind innerhalb
20 Minuten erlaubt, danach wird die Warmwasserentnahme durch
ein Magnetventil begrenzt.
Sicher gibt es mit IPswitches noch viele Möglichkeiten im Bereich der Haustechnik Energie zu sparen
und den Bedienkomfort bestehender Anlagen zu erhöhen. Reicht ein IPswitch nicht, so können über
die virtuellen Ethernet-E/As die Ein- und Ausgänge anderer IPswitches genutzt werden, es entsteht ein
selbstschaltendes Netzwerk. Damit könnte beispielsweise an einem Taster im Flur die Warmwasser-
aufbereitung im Keller für eine Stunde angeschaltet werden. Oder die Warmwasseraufbereitung wird
mit dem Scharf-/UNSCHARF-Schalten einer Alarm-Anlage gekoppelt.
Interessant wäre auch mit der Aufzeichnung der Brenneransteuerung über ein 230V-Koppelrelais die
Laufzeit des Brenners zu erfassen. Viele Brenner laufen zu kurz um die optimale Temperatur zu errei-
chen, ein schlechter Wirkungsgrad der Verbrennung ist die Folge und das bietet Raum für Optimierung
und somit Energie zu sparen. Die Abgaswerte müssen selbstverständlich immer zulässig bleiben.
IPswitch-SG.1
154.00
Temperaturswitch
39.00
Steckernetzteil
9.90
ext. Steckrelais
14.80
externer Temperaturfühler
18.90
Summe in EUR inkl. 19% Mwst.
242.60
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Applikation Internet Protokoll switches
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Eine andere praktische Funktion wäre einfach nur das frühzeitige Erkennen des Ausfalls der Heizan-
lage durch die Erfassung von Störkontakten und die Meldung per email auf ein Handy. Das spart zwar
keine Energie, aber man bemerkt den Ausfall bevor die Heizung ausgekühlt ist und das hilft, beispiels-
weise in einem Mietshaus oder Hotel, so manchen Ärger zu ersparen.
Es würde uns freuen, wenn Sie uns Ihre Vorstellungen und Ideen mitteilen - Danke im Voraus !