Dezentrales Belüftungssystem mit Wärmerückgewinnung auf Basis von CO2 Messwerten automatisieren

[Kevin]

Moin geschätzte Gemeinde,

ich missbrauche mal die Plauderecke, um die Möglichkeit zu schaffen, dass Leute mit mir in den Austausch treten können, die sich auf dieser Seite informiert haben:
https://luft.breest.eu

Ich habe dort meine gesamten Erkenntnisse zusammengetragen, wie ich mein dezentrales Belüftungssystem mit Wärmerückgewinnung auf Basis von CO2 Messwerten automatisieren kann.
Für SmartHome Enthusiasten vielleicht nicht uninteressant. Wer Interesse hat: schaut gerne rein und gebt mir hier Rückmeldung!

Gruß

Kevin

[MartyBr]

Hallo Kevin,
danke für die Einladung. Ich bin scheinbar der erste in deinem Forum

Nun zu mir:
Ich habe eine ziemlich umfangreiche Home Automatisierung mit Homematic und ioBroker. Mittlerweile Schwerpunkt ioBroker.

Ich habe einen CO-Warner (Heimann) integriert, dieser liefert aber keine kontinuierlichen Werte.
Einen CO2-Warner, wie du ihn beschrieben hast, fehlt noch. Hier hatte ich mir den Netatmo angeschaut, habe aber bedenken aufgrund der Cloud Geschichte. Hier kann die API geändert werden etc. Das erlebe ich gerade bei Worx, die iobroker Anwender gerade aussperren.

Mein Interesse ist der CO2-Warner. Ich habe hier keine Vorkenntnisse. Die Bauteile kann ich besorgen, das Verkabeln kann ich auch mit einem Verkabelungsplan umsetzen. Das Gehäuse müsste ich mir irgendwo drucken lassen, bisher habe ich da keine Kontakte.

Gruß
Martin

[Kevin]

Moin Martin,
wenn du die anderen 17700 Mitglieder abziehst, bist du der erste, ja.

Zu deiner Thematik:
Ich habe ganz ähnliche Erfahrungen gemacht, wie ich ja auch hier beschrieben habe.
Die Verkabelung ist so gut wie identisch zu der von Eugen.
Wenn man dann eine Modifikation vornehmen möchte (Display, anderer Sensor), ist die Seite von eMariete (hab ich auch verlinkt) eine super Adresse.

Gruß!

[Kat-CeDe]

Hi,
ich benutze, wie Fonzo, IP Symcom zur Steuerung. Leider habe ich ein altes Haus und sowas wie Belüftungs-/Heizungssteuerung geht bei mir leider nicht. Bei Sensorik setze ich voll auf ZigBee und da gibt es einige CO2-Melder und für die Ofen-Benutzer auch CO-Melder. EinBindung per Zigbee2MQTT und einem USB-Stick fast überall möglich.

Ralf

[MartyBr]

Hallo Ralf,
liefern die ZigBee-Sensoren auch digitale Messwerte? Hast du mal bitte einen Link für mich? Das Löten liegt mir nicht.
Gruß
Martin

[Fonzo]

Ich habe einen CO-Warner (Heimann) integriert, dieser liefert aber keine kontinuierlichen Werte.
Einen CO2-Warner, wie du ihn beschrieben hast, fehlt noch. Hier hatte ich mir den Netatmo angeschaut, habe aber bedenken aufgrund der Cloud Geschichte.

Ich nutze für Homematic / Homematic IP eine CCU3 und für CO und CO2 Messung sowie weitere Messwerte ein uHoo 9-in-1-Luftgütesensor, der die Daten an die CCU3 übergibt.
Hat für mich persönlich den Vorteil, das ich nur ein einziges Gerät brauche und nicht mehrere Sensoren anschaffen musste um kontinuierlich die Luftgüte überwachen zu können. Der Nachteil, wenn Du wegen Cloud bedenken hast, ist aber das der uHoo 9-in-1-Luftgütesensor auch über eine Cloud API in die CCU3 ausgelesen wird, das funktioniert aber seit dem ich das Gerät besitze absolut zuverlässig. Was langfristig mit Geräten ist, die eine Cloud API und eine sichere Authentifizierung über OAuth2 nutzen, kann natürlich keiner zuverlässig vorher sagen. Der uHoo 9-in-1-Luftgütesensor wird allerdings nicht nur im privaten Umfeld, sondern auch im professionellen Umfeld wie z.B. Krankenhäusern oder Flughäfen genutzt, es ist also eher nicht davon auszugehen, das so ein Gerät einfach so vom Hersteller schnell vom Markt genommen wird. Es spricht auch für die Qualität der verbauten Sensoren, wenn so ein Sensor im professionellen Umfeld mit hohen Anforderungen genutzt wird.

[Kat-CeDe]

Moin,

liefern die ZigBee-Sensoren auch digitale Messwerte? Hast du mal bitte einen Link für mich? Das Löten liegt mir nicht.

ich habe https://www.zigbee2mqtt.io/devices/TS06 ... ity_sensor. Die benötigen eine ZigbeeBridge, wie z.B. einen USB-Stick, und z.B. Zigbee2MQTT auf einem Rechner der immer läuft. Zigbee2MQTT sammelt die Daten der Sensoren und verscickt die Informationen per MQTT an eine Hausautomation. Diese Art sensoren brauchen permanente Stromversorgung mit Akku/Batterie ist mir noch keiner untergekommen.

Die Daten sind natürlich digital und werden fast im Sekundentakt gesendet. Es gibt mehrere ähnliche Sensoren bei Zigbee u.a. auch CO.

Ralf

[Kevin]

Seid ihr beide euch sicher, dass eure Geräte auch NDIR Sensoren haben? Ich kann dazu nichts finden. Oder ist es wieder die typische "CO2e" Variante, bei der einfach ein Faktor vom VOC errechnet und CO2 gar nicht gemessen wird?
Das ist nämlich bei den allermeisten Geräten am Markt der Fall. Es gibt schon ein Grund warum meist gar nichts zum wirklichen Sensor gesagt wird (NDIR ist teuer), oder man nur extrem schwierig an diese Info kommt. Wenn man mit geschätzten Werten für CO2 arbeiten, oder nur eine grobe Orientierung haben will, ok. Aber eigentlich ist das Augenwischerei.

Geräte mit ausgewiesenen NDIR Sensoren sind auch gerne im Bereich von einigen Hundert € und höher.

[Fonzo]

Seid ihr beide euch sicher, dass eure Geräte auch NDIR Sensoren haben?

Welcher Chip bzw. Sensor exakt in einem uHoo verbaut ist kann ich Dir leider auch nicht sagen, ich habe das Gerät bisher nicht zerlegt und habe auch nicht vor das zu tun . Der uHoo nutzt NDIR bzw. Dual Channel NDIR siehe auch The benefits of carbon dioxide monitoring.

Oder ist es wieder die typische "CO2e" Variante, bei der einfach ein Faktor vom VOC errechnet und CO2 gar nicht gemessen wird?

Also bei uHoo wird zumindest nichts künstlich berechnet sondern wirklich gemessen, der VOC Sensor und der CO2 Sensor sind zwei getrennte Sensoren, insgesamt verfügt das Gerät über mehrere getrennte Sensoren um eben alle Messwerte zu erfassen.
uHoo nutzt eine zertifizierte Autokalibierung, die alle 168 Stunden über die verbauten Sensoren läuft. Ansonsten wären solche Multisensoren wie ein uHoo auch nicht für den professionellen Gebrauch wie in einem Krankenhaus geeignet bzw. zugelassen.
Das Gerät berücksichtig auch die Vorgaben für CO2 Messung der ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers).

Das ist nämlich bei den allermeisten Geräten am Markt der Fall.

Ja das stimmt, die Preisspanne an zu kaufenden Sensoren von unterschiedlichen Herstellern ist aber auch ziemlich groß. Im unteren Preisbereich kann man keine Wunder von der Messgenauigkeit erwarten. So ein uHoo Sensor kostet ja aber auch schon durchaus Geld, allerdings bekommt man dafür eben auch einen Gegenwert im Bezug auf Messgenauigkeit und Bedienbarkeit bzw. die Darstellung der Messdaten und man muss nicht mehrere einzelne Sensoren erwerben. Der "Nachteil" ist wie schon gesagt, das die Daten über eine Cloud API ausgelesen werden, das ist für den Hersteller selber ein Vorteil, sonst könnte dieser nicht umfangreiche Dashboards anbieten. Es macht einen aber eben davon abhängig, das der Hersteller so ein Gerät mit der Schnittstelle auch für einen längeren Zeitraum als Kunden anbietet.
Auch ist es nicht zielführend Daten über die Cloud API im Sekundentakt auszulesen, dies habe ich persönlich noch nicht probiert, es könnte aber sein das man dann irgendwann in ein Limit läuft. Ich lese die Messdaten alle 60 Sekunden aus, das reicht mir persönlich aus um auf solche Messwerte reagieren zu können.
Bezüglich der Cloud API sehe ich das persönlich momentan aber eher gelassen, da das Gerät auch im professionellen Umfeld benutzt wird und ich selber nicht davon ausgehe das so ein Gerät von jetzt auf gleich vom Markt verschwindet.

Geräte mit ausgewiesenen NDIR Sensoren sind auch gerne im Bereich von einigen Hundert € und höher.

Wie gesagt der uHoo ist definitiv nicht günstig, dafür das es aber mehrere Sensoren in einem Gerät sind, relativiert sich der Preis dann wieder.
Entscheidend ist eine zertifizierte Autokalibierungsfunktion im Gerät selber, ohne diese nützt einem der beste Sensor nichts, da ein Sensor mit der Zeit eben andere Messwerte erfasst.

[Kevin]

Vielen Dank für den Post Fonzo - wie immer absolut kompetent und fundiert, immer eine Freude Dich zu lesen!

Der uHoo nutzt NDIR bzw. Dual Channel NDIR siehe auch The benefits of carbon dioxide monitoring.

Top, sogar dual channel NDIR! Da muss man sagen, für bummelig 300€ ist das sogar echt günstig! Also schon mal in Bezug auf CO2 und in Anbetracht des Preises und der Features definitiv ein absolut empfehlenswertes Gerät!

Für Mitlesende:
Dual Channel NDIR haben zwei Gas-/ Messkammern - eine zum messen der aktuellen Raumluft, eine gefüllt mit einem definierten Gasgemisch zur Kalibrierung.
Die meisten Sensoren haben nur eine Kammer, es fehlt die zum kalibrieren. Muss also über Frischluft gemacht werden.
NDIR Sensoren wandern mit der Zeit in ihren Ergebnissen weg und müssen regelmäßig kalibriert werden.
Da rührt auch der Grund her, dass ich vom MH-Z19 Sensor weg gegangen und zum Senseair S8 (auch teurer).
Der MH-Z19 (auto-)kalibriert sich einfach stumpf innerhalb von 24 Stunden auf den innerhalb dieser Zeitspanne gemessenen niedrigsten Wert und nimmt einfach an: das sind 400ppm - also Frischluft. Die Autokalibrierug kann man zwar weg programmieren - aber wer will die Geräte alle paar Wochen schon auf den Balkon stellen und die Kalibrierung manuell anstoßen?
Der Senseair macht das über einen Zeitraum von 7 Tagen und nimmt sich da den niedrigsten Wert. Wenn meine Gören am Wochenende bei Mistwetter wieder den ganzen Tag nicht aus den Schlafanzügen kommen, hat man mit dem MH-Z19 schnell falsche Messergebnisse. Mit dem Senseair S8 ist das eher realistisch, dass unsere Anlage auf 400ppm runter lüften kann, weil niemand da ist.
Daher habe ich in meiner Doku auch nur kurz angedeutet, dass Kalibrierung ein großes Thema ist...
Als ich mittendrin war meine Sensoren zu bauen - und bereits MH-Z19 und auch Senseair gekauft hatte, kamen Berichte über halbwegs erschwingliche dual-channel Sensoren. Vielleicht werde ich noch irgendwann umrüsten, reizt mich ja schon...
Die Langzeiterfahrung mit den Senseair S8 zeigt aber, dass das Konzept funktioniert.

Nun benötige ich für meine Regelung mindestens 4 CO2 Sonden. Da wäre ich bei dem uHoo bei mindestens 1.000€. Mit dem Eigenbau habe ich meinen 3D Drucker wieder raus. Dafür hatte ich das ganze Gefummel.

Ja das stimmt, die Preisspanne an zu kaufenden Sensoren von unterschiedlichen Herstellern ist aber auch ziemlich groß. Im unteren Preisbereich kann man keine Wunder von der Messgenauigkeit erwarten.

Ich denke man kann guten Gewissens recht pauschal sagen: im unteren Preisbereich ist alles CO2e und Augenwischerei.

Der "Nachteil" ist wie schon gesagt, das die Daten über eine Cloud API ausgelesen werden, das ist für den Hersteller selber ein Vorteil, sonst könnte dieser nicht umfangreiche Dashboards anbieten. Es macht einen aber eben davon abhängig, das der Hersteller so ein Gerät mit der Schnittstelle auch für einen längeren Zeitraum als Kunden anbietet.
Auch ist es nicht zielführend Daten über die Cloud API im Sekundentakt auszulesen, dies habe ich persönlich noch nicht probiert, es könnte aber sein das man dann irgendwann in ein Limit läuft. Ich lese die Messdaten alle 60 Sekunden aus, das reicht mir persönlich aus um auf solche Messwerte reagieren zu können.

Halt auch eine Frage der Anwendung. Ich hatte eigentlich auch vor die Netatmo Zusatzmodule zu verkaufen (die Wetterstation brauche ich aber definitiv). Aber die laufen nun parallel - via MyAtmo App ist es auch nett zwischenzeitlich zu schauen.
Den Rest habe ich ja in der Doku beschrieben, warum ich für die Regelung der Anlage von der Cloud weg wollte.
Alle 60 Sekunden fahre ich auch, obwohl ich auch sekündlich fahren könnte. Finde aber 60 Sekunden schon sportlich, wenn man sich anguckt, wie sich die Kurven bewegen. Eigentlich könnte man auch alle 5 Minuten machen, das würde reichen, aber weil man es kann...

Wie gesagt der uHoo ist definitiv nicht günstig, dafür das es aber mehrere Sensoren in einem Gerät sind, relativiert sich der Preis dann wieder.
Entscheidend ist eine zertifizierte Autokalibierungsfunktion im Gerät selber, ohne diese nützt einem der beste Sensor nichts, da ein Sensor mit der Zeit eben andere Messwerte erfasst.

Absolut korrekt - wobei ich aber, wie eingangs erwähnt, sagen würde, dass das Gerät im Verhältnis wirklich günstig ist.

[Fonzo]

Hier gibts noch einen guten Übersichtsartikel zum Thema
Evaluation of a low-cost multi-channel monitor for indoor air quality through a novel, low-cost, and reproducible platform

Dort ist auch näher beschrieben wie die Autokalibrierung des uHoo bzw. die Messmethodik funktioniert. Anscheinend ist im normalen uHoo ein NDIR Sensor von ELT Sensor vom Typ T-110 zur CO2 Messung verbaut. Ob der uHoo Aura, als größeres und neueres Modell im Vergleich zum normalen uHoo Multisensorgerät, den gleichen Sensor zur CO2 Messung nutzt, weis ich persönlich nicht.

[Fonzo]

Ich habe eine ziemlich umfangreiche Home Automatisierung mit Homematic

Hast Du mal über den HmIP-SCTH230 nachgedacht bzw. hat von Euch jemand Erfahrung ob das Gerät auf lange Sicht zuverlässige Messwerte liefert? Hat von Euch jemand nähere Informationen zum verbauten Sensor im HmIP-SCTH230? Laut verfügbaren Informationen soll der HmIP-SCTH230 ein Single-Beam NDIR Sensor von Senseair nutzten, mit einem Messbereich von 400–5000 ppm, einer Auflösung von 1 ppm und einer Genauigkeit: ±30 ppm + 3%.
Die Frage ist eher wie gut die Firmware des HmIP-SCTH230 vom Hersteller auf den verbauten CO2 Sensor abgestimmt ist. Hat da jemand von Euch persönliche Erfahrung zu dem HmIP-SCTH230 und dessen langfristiger Zuverlässigkeit der erfassten CO2 Messwerte?

[wtuppa]

also Dual NDIR gibt es auch günstig:
CO2-Monitor AIRCO2NTROL COACH bzw. CO2-Monitor AIRCO2NTROL MINI
über die USB Versorgung sendet das Gerät die CO2 Werte, siehe auch
https://github.com/gtudan/co2monitor
https://github.com/markuslindenberg/co2monitor_exporter
ist sicher etwas aufwendiger als fertige Sachen, dafür mit ca. 70€ relativ günstig.

[Kevin]

Als ich mittendrin war meine Sensoren zu bauen - und bereits MH-Z19 und auch Senseair gekauft hatte, kamen Berichte über halbwegs erschwingliche dual-channel Sensoren. Vielleicht werde ich noch irgendwann umrüsten, reizt mich ja schon...

Kleines Update:
Ich habe mir gerade 4 Sensirion SCD30 CO2 Sensoren bestellt:

Sind dual channel NDIR Sensoren, mit denen ich die Senseair S8 ersetzen werde. Bin gespannt. 23€ das Stück, sollen Mitte Januar hier sein.
Die soll man dann nur noch maximal einmal im Jahr kalibrieren müssen.

[Kevin]

Und hierzu ein kleines Update:
Die SCD30 sind nun seit über 2 Wochen verbaut und machen einen sehr guten Eindruck. Ich sehe keinen Kalibrierungsshift mehr, die Werte sind die ganze Zeit absolut nachvollziehbar und machen einen realistischen Eindruck.
Worauf ich gedanklich vorbereitet war und was nun auch wirklich eingetreten ist: die CO2 Werte sind durchschnittlich höher als noch mit den SenseAir S8 angezeigt.
Die Senseair haben mit der Autokalibrierung eben auch mal z.B. 600ppm als 400ppm angenommen. Und zeigten entsprechend niedrigere Werte an.
Eine Sonde habe ich gestern zur Gegenprüfung nach den 2 Wochen mal auf den Balkon gestellt. Und, wie erwartet, sie ist auf 400ppm zurück gekommen. Also passt die Grundkalibrierung auch nach 2 Wochen noch.
Nun weiter beobachten, wie es sich auf längere Zeit entwickelt. Bin aber zuversichtlich.

Da ich in dem Zug eh mit den Jungs von letscontrolit.com in Kontakt war und mir letztes Jahr nach nur zwei Jahren einer der Aktoren zur Ansteuerung der Lüftung ausgefallen war, habe ich da mal nachgefragt, ob es bereits eine Lösung / unterstütze Hardware gibt.
Siehe auch Update 24.10.2023. Daraus:

Aktuell denke ich an eine selbstgebaute Lösung mit einem Wemos - ähnlich wie bei meinen CO2 Sensoren, nur mit einem 0-10V Modul zusätzlich.

Ein Entwickler ist darauf angesprungen und hat sofort die Implementierung eines 0-10V Moduls (DAC) realisiert. Nun habe ich eine Einheit mit einem ESP32 Board mit LAN Anschluss und 2 DACs gebaut - jeder DAC hat 2 schaltbare Kanäle, also habe ich 4 zur Verfügung.
Die Einheit läuft gerade im Dauertest und läuft gut - aktuell bekommt sie als "Stresstest" jede Minute einen Zufallswert 0-10V auf allen DAC Kanälen von IOBroker zum schalten befohlen.
Wenn es so bleibt, werde ich sie nächste Woche ins System einbauen und die Qubino damit ersetzen.