Differenztemperaturregelung zur Pumpensteuerung selbst bauen?

  • Das Problem ist, dass TD=20° keiner konkreten Pumpenleistung zugeordnet werden kann.
    Zwei Beispiele:
    A.
    Außentemperatur –15°C. PWM muss 100% Pumpenleistung geben, um TD micht über 20°C ansteigen zu lassen.
    B.
    Außentemperatur +14°C, die Heizung beginnt zu arbeiten, da reich ein PWM von 30% um die TD von 20°C zu halten.


    Da die Temperaturdifferenz nicht fest mit einer Pumpenleistung gekoppelt werden kann, (z.B TD 20°C = 50% PWM) ist er Einsatz einer „festen“ Schaltung unter umständen nicht das richtige.



    Vorschlag
    Pumpenleistung steil ansteigen lasse.
    Wenn bei hohen Energiebedarf die TD um z.B. von 20 auf 25°C ansteigt ist das ja auch nicht weiter schlimm, dann wird auch mehr Wärme in den Wohnungen benötigt.
    Schau unten das Leistungsdiagramm an.
    Sobald TD ansteigt, drückt die Pumpe mehr Wasser durch und die Rücklauftemperatur steigt, folglich sinkt TD wider auf 20°C ab.
    Gruß

  • Hallo HXYZ,
    wenn ich es richtig verstehe ist Dein Vorschlag bei Überschreitung von TD 20 Grad die Pumpen-Leistung steil ansteigen zu lassen bis volle Leistung (wie in der Kurve).
    Das heißt dann auch in der Umkehr nach einer gewissen Zeit wird die TD wieder auf 20 Grad zurückgehen und die Pumpe wird dann wieder runtergeregelt wenn der Wärmebedarf geringer wird. Wenn sehr viel Wärme benötigt wird ist unter Umständen das Delta T ständig größer als 20 Grad und Pumpe läuft mit vollen Leistung. Das ist dann auch ok so.
    Dieser Ansatz wäre so in Ordnung. :)
    Meinst Du das so :?:
    Gruss
    Spornrad

    -- Die Sonne ist die Quelle unserer Energie, die es richtig anzuzapfen gilt ! ---
    „Nicht alles, was zählt, ist zählbar!“ „Nicht alles, was zählbar ist, zählt!“ Albert Einstein

  • Genau richtig.


    Das ist dann eine Solarsteuerung, die nicht abschaltet (30% immer) und bei TD Erhöhung, die Pumpenleistung extrem ansteigt. ))))


    Gruß


    Da muss ich schauen, ob ich da nicht meinen alten Schaltplan von der Solaranlage Umstellen kann.

  • Hallo HXYZ,




    Zitat

    Zitat: Das ist dann eine Solarsteuerung ))))




    nein unsere Schaltung muss mehr können und 2 verschiedene Dinge machen. Eine Solarsteuerung kann nicht alles und erfüllt nur den 2. Schritt >>> bei 20 Grad Diff. die Pumpen Leistung steigern.Das könnte man da so einstellen.




    Unsere Steuerung:


    Wir regeln die Pumpe runter um das Delta T zu erhöhen und versuchen Delta T max. konstant zu halten. Beim Überschreiten von Delta T max. steigern wir die Pumpe auf hohe Leistung bis Delta T max wieder erreicht ist.......


    Dann regeln wir die Pumpe wieder runter usw. usw.......


    Eine Solarsteuerung macht das nicht so:


    Fortlaufend Messung vom Delta T und Einschalten der Pumpe bei ausreichendem Delta T (z.B. 5 Grad Einschaltwert) mit geringer Drehzahl (mit kurzem Startimpuls zun Anlaufen).


    Wird Delta T noch höher als 5 Grad wird die Pumpen Drehzahl (Leistung) weiter gesteigert......


    Sinkt Delta T auf 5 Grad wird Pumpen Drehzahl wieder auf langsam gesetzt. Bei Delta T 3 Grad schaltet die Pumpe ganz aus. Sonst würde die Wärme vom Speicher auf das Dach gepumpt. :P


    Gruss


    Spornrad

    -- Die Sonne ist die Quelle unserer Energie, die es richtig anzuzapfen gilt ! ---
    „Nicht alles, was zählt, ist zählbar!“ „Nicht alles, was zählbar ist, zählt!“ Albert Einstein

  • Hallo Spornrad,


    ich verstehe nur noch Bahnhof, wieso wird die Wärme aufs Dach gepumpt, an der Steuerung sind doch die Heizkörper angeschlossen und die sind bei meinen Gebäuden nicht auf dem Dach sondern in den Wohnungen.


    Die Schaltung soll so arbeiten, wie auf dem Leistungsdiagramm vom 14.08.08 11:47 angegeben ist, da sinkt die Pumpenleistung nicht unter 30% ab. Selbst wenn die TD von 20.°C unterschritten ist, bleibt die Pumpe nicht stehen (Mindestleistung um die Pumpe in Drehung zu halten).
    Die Pumpe bleibt mur dann stehen, wenn die Heizung den Heizungsbetrieb einstellt, bei Außentemperaturen z.B. >16°C.
    Bei den Leistungsdiagramm wird versucht die TD im Bereich von 20°C bis 25°c zu halten.
    Der TD Bereich kann natürlich auch über oder unterschritten werden.
    Wenn z.B. im Gebäude die Energiemenge so groß ist, dass selbst die Pumpenleistung von 100% eine weiter Vergrößerung von der TD nicht verhindern kann.
    Bei geringen Energiebedarf kann es auch sein das z.B. die TD =5°C ist, die Pumpenleistung kann ja nicht unter 30% verringert werden, dann brummt die Pumpe ja nur noch.



    Ich schlage vor Du zeichnest ein Leistungsdiagramm bei welcher TD die dazugehörige Pumpenleistung zu erkennen ist.


    Gruß

  • Hallo Spornrad,


    Der Schaltplan ist überarbeitet und mit diesen Vorgaben (PWM_3).


    Positive Pumpensteuerung, Ansteigende Temperaturdifferenz (TD) = Anstieg der Pumpenleistung.
    Absinkende TD = Abnahme der Pumpenleistung aber nicht unter ca. 33%.


    Maximale PWM Leistung bei TD => 25°C. = 100%.
    Kleinste Leistung TD < 13°C, PWM nicht unter 33%.
    Einschalten mit 100% Leistung für ca. 10 Sekunden.


    Test:
    Heizung schaltet ein und die Pumpe läuft für 10s mit 100% Leistung und sinkt dann auf ca. 33% ab.
    Ich habe dann einen Heizkörper aufgedreht.
    Die Steuerung reagierte, TD stieg an und die Pumpenleistung erhöhte sich auf 100%.
    Habe dann den Heizkörper geschlossen.
    Die TD sank ab und die Pumpenleistung ist auf ca. 33% zurückgegangen.


    Im Moment bin ich mit dem Regelverhalten zufrieden.
    Die Geräusche des Pumpenmotors sind noch nicht zufrieden stellend, da werde ich noch mit andern Frequenzen experimentieren.


    In DATABASE die Platine, Stückliste und Schaltplan müsstest du löschen, alles mit PWM_2.
    Ich stelle dann die neue Platine-Bauteilseite PWM_3, Platine-Lötseite, Stückliste PWM_3 und Schaltplan PWM_3 ins Forum.


    Ich habe auch nur noch ein Poti in der Schaltung mit dem man TD max. = 100% Leistung einstellen kann.
    Das ist einfacher zum Einstellen. :thumbup:
    Man kann auch durch austausch von Widerständen durch Potis die Mindestleistung einstellen usw.


    Gruß


    P.S.
    Das Einschalten mit 100% für ca. 10s ist das Salz in der Suppe und war nicht so einfach. |:-(
    Die Platine PWM_3 ist baugleich mit PWM_2, mur einige Bauteile sind anders. :sleeping:

  • Hallo HXYZ,
    löschen in der Database kann ich nicht. Das muss ein Anderer (Admin) machen. Du kannst in der Zwischenzeit ja die neue Version PWM_3 mit Beschreibung in die Database laden. An dem ganzen Verlauf unserer Diskussion sieht man ja dann die Entwicklung zur entgültigen Version.


    Wie sieht denn der neue Schaltplan aus :?: Was hast Du da genau verändert :?:


    Das Regelverhalten hört sich gut an wie man an dem praktischen Test sehen kann. :thumbup:
    Sind die TD-Werte auf andere Werte einstellbar :?:


    Gruss
    Spornrad

    -- Die Sonne ist die Quelle unserer Energie, die es richtig anzuzapfen gilt ! ---
    „Nicht alles, was zählt, ist zählbar!“ „Nicht alles, was zählbar ist, zählt!“ Albert Einstein

  • Hi,



    Zitat

    löschen in der Database kann ich nicht. Das muss ein Anderer (Admin) machen.


    mach ich heute Abend :walklike:



    Gruß


    Tom

  • Stückliste für PWM_3 Typ 7/2008


    Stück X Bestellnummern von Reichelt und die Bauteilbeschreibung


    1 X METALL 953K à Widerstände
    3 X METALL 910K
    7 X METALL 100K à (10 Stück sind günstiger.)
    1 X METALL 47K
    8 X METALL 10K à (10 Stück sind günstiger.)
    1 X METALL 12K
    2 X METALL 1K
    1 X 2W METALL 100
    1 X 64Y-20K à Poti
    2 X PT 15-L 500 à für PWM_3 Einstellung und Test
    7 X X7R-5 100N à Kondensator
    1 X FKP-1-1600 33N
    5 X RAD 100/25
    1 X RAD 10/63
    1 X EAD 1/100
    1 X DS 1PS à Stufendrehschalter 1 X 12 Stellungen
    2 X LM 35 CZ à Temperatursensor 1°C = 10mV (0,01V)
    2 X 1N4007 à Dioden
    1 X LCP 135 LCD à LCD Einbaumodul 3 ½ stellig 199,9mV
    1 X B40C800DIP à Gleichrichter
    1 X KNEBEL 25-6 SW à Knebelknopf mit Markierung
    1 X DK 30MM à Distanzhülse, Halterung für LED
    1 X DI4 8MM à Distanzbolzen, Halterung für LED
    3 X DI 10MM à Distanzbolzen, Halterun für die Platine.
    1 X BOPLA ET-214 à Gehäuse 200x120x57mm
    1 X WIPPE 1803.1102 à Wippschalter
    3 X FSH-R-4,75 à Flachstecker
    2 X MTR. 0,1A à Feinsicherung 5x20mm, eine als Reserve.
    2 X MTR. 2,5A à Je nach Pumpenleistung (bei 100W sind 2,5A OK)
    4 X PL 120000 à Sicherungshalter
    1 X 304.15-1 à Trafo 230V-15V/120mA
    1 X SIM1-1209 SIL4 à DC/DC – Wandler, in 12V, out 9V
    1 X WAGO 233-506 à 6 Pol Klemmenleiste mit Öffnungshebel, Raster 2,54mm
    2 X AKL 073-03 à 3 Pol Klemmen für 230V Heizung und Pumpenanschluss.
    1 X SL 1X36G 2,54 à Stiftleiste 2,54mm
    1 X BL 1X10G 2,54 à Buchsenleiste 2,54mm, für Testschaltung und Einbaumoduls.
    1 X LED 5MM ST RT à LED 5mm rot
    1 X UP 730EP à Streifenrasterplatine
    1 X MBF 12 à Kabelverschraubung
    1 X MGM 12
    2 X MBF 16
    2 X MGM 16
    1 X S202 S02 à State-Relais von SHARP
    1 X uA78L12 à Spannungsregler positiv 12V/100mA
    1 X LM 324 DIL à IC1
    1 X NE 555 DIL à IC2
    1 X GS 8P à IC-Fassung
    1 X GS 14P


    Sonstige Sachen:


    Bohrer D=1,3mm (für z.B. Stufendrehschalter und Klemmen für 230V u.s.w.)
    Bohrer D=4mm zum Trennen der Leiterbahnen
    Bohrer D=2mm für LED – Beinchen zum Durchstecken.
    Bohrer D=6,5mm, D=5mm, D=3mm, D=16mm, D=12mm
    Gewindebohrer M4 für die LED-Halterung
    Feinlötkolben und Lötzinn
    Ständerbohrmaschine
    1 X Schraube M4 X 20mm DIN 7985 für die LED-Halterung
    3 X Schrauben M3 X 6mm DIN 7985 für die Platine.
    3 X Schrauben M3 X 6mm DIN 963 oder DIN 965 für die 10-mm-Distanzbolzen.
    3 X Unterlegscheiben für M3 DIN 125 für die Platine.
    Pattex zur Sicherung der Schauben.
    Schrumpfschläuche, verschiedene Durchmesser.
    Aderhülsen
    Messing D=8mm (oder D=10mm) Länge ca.100mm für die Temperaturfühler.
    3 Polige Leitung für die LM35, mit Abschirmung.
    Laubsäge zum Ausschneiden der LCD-Anzeige und Wippschalter.


    Hinweis :
    Beachtung der Gesetzlichen und VDO 100 vorgaben bei arbeiten am Strom. :tot:
    Keine Garantie auf Funktion der Schaldung.
    Der Nachbau der Schaltung oder Schaltungsteile wird ausdrücklich nicht gestattet.
    Meine Angaben dienen als Anschauungsspeispiel und nicht zur Nachahmung oder zum Nachbau.



    Einstellen der Schaltung PWM_3



    Bei einer TD über 25°C soll die Pumpenleistung 100% betragen bei einer Vorlauftemperatur von 45°C.
    Sie können auch TD 20°C oder TD 30°C einstellen.


    1. Alle spannungsführenden Teile (Spannung > 35V) gegen Berührung sichern z.B. Sicherung 2,5A, Kontakte des Wippschalters usw.
    2. Die bieten Temperatursensoren (LM35) von der Schaltung trennen.
    3. Poti T1-R (Rücklauf) und Poti T2-V (Vorlauf) auf Mittelstellung einstellen.
    4. Die Test und Einstellschaltung an die Stiftleiste stecken, Polung beachten.
    5. Netzspannung anlegen, am besten ein Kabel mit Stecker, Stecker einstecken. ACHTUNG die Platine und Bauteile nicht berühren.
    6. Wippschalter S2 auf PWM stellen.
    7. Schalter S1 auf T1 stellen (Rücklauftemperatur)
    8. Poti T1-R auf 20°C einstellen, bis 20 erscheint im LCD-Einbaumodul.
    9. Schalter S1 auf T2 stellen (Vorlauftemperatur)
    10. Poti T2-V auf 45°C einstellen, bis 45 erscheint im LCD-Einbaumodul.
    11. Schalter S1 auf TD stellen.
    12. Im LCD-Einbaumodul erscheint die Temperaturdifferenz 25 (25°C) +-1.
    13. Schalter S1 auf PWM in % stellen.
    14. Poti P1 verstellen bis sich die Prozentanzeige nicht wieder erhöht, ca.100 +-3 müsste angezeigt werden. Ab einer TD von 25°C ist die Pumpenleistung dann100%. Das LCD-Einbaumodul kann auch z.B 99 oder 102 anzeigen.
    15. Mit Poti T1-R die Rücklauftemperatur erhöhen, bis die Pumpenleistung nicht mehr weiter absinkt z.B. 33%. Die 33% ist die geringste mögliche Pumpenleistung.
    16. Schalter S1 auf TD stellen, 13 erscheint im LCD-Einbaumodul. Die eingestellte TD ist 13°C bis 25°C (TD<13°C=33% bis TD>25°C=100% PWM). Das Temperaturfenster bei 45°C Vorlauf ist 12°C von 33% bis 100%.
    Bei einer Vorlauftemperatur von 55°C ist das Temperaturfenster 16°C von 33% bis 100%. Bei ansteigender Vorlauftemperatur vergrößert sich das Regelfenster etwas. Positiv ist wenn bei hohen Temperaturen das Regelungsfenster sich vergrößert.
    Ist die Vorlauftemperatur z.B. 55°C, kann die Rücklauftemperatur bis auf 38°C absinken um die 33% Mindestleistung zu erreichen.
    18. Netzstecker trennen.
    18a. Testschaltung abstecken.
    19. Die zwei Temperatursensoren T1 und T2 anschließen.
    20. Heizungsanlage vom Stromnetz trennen.
    21. Heizungspumpe anschießen.
    22. 230V Spannungsversorgung aus der Heizung anschließen, (ehemalige Heizungspumpenstromversorgung).
    23. Gehäuse der PWM - Regelung schließen.
    23. Stromversorgung an der Heizung wieder herstellen.
    24. Die Pumpenregelung mit PWM und TD ist einsatzbereit.

  • Platine_PWM.PNG


    Hallo,
    ich weiß nicht ob diese Steuerung funktioniert.


    Speziell stellt sich die Frage ob alle Pumpen die PWM abkönnen?


    Da sie mich interessiert habe ich, bzw ein versierter Kollege, eine Platine dafür entworfen.


    Bitte schaut mal drüber.


    Sie ist mit der 400-Pin-Version von Target (Elektor-Download) editierbar.

  • Hallo Bernd_das_Brot,


    das ist ja nur die Platine. Wie sieht denn die Schaltung aus?
    PWM dürfte keiner Heizungspumpe schaden da sie ja weniger belastet wird.


    Gruss
    Spornrad

    -- Die Sonne ist die Quelle unserer Energie, die es richtig anzuzapfen gilt ! ---
    „Nicht alles, was zählt, ist zählbar!“ „Nicht alles, was zählbar ist, zählt!“ Albert Einstein

  • Hallo Bernd_das_Brot,


    das eine PWM Regelung nicht das Ideale für die Regelung eines 230V AC Motors ist sehe ich auch so. Meine bedenken zur Verwendung einer PWM habe ich bereits auf Seite 4 mitgeteilt.


    Zu deiner Platine.
    Deine Platine wurde nicht auf ihre Funktion überprüft.
    Ich würde versuchen die Anschlüsse 230V AC auf eine Seite und die Anschlüsse der Temperatursensoren auf die andere Seite zu machen.
    Die 230V Seite ist dann schön von der Niederspannungsseite getrennt.
    Die Platane könnte auch etwas größer sein das man den Stufenschalter, Befestigungsschrauben, Beschriftung, Test und Einstellschaltung usw. noch unterbringen kann.


    Gruß

  • Das ist der erste Erfahrungsbericht.


    Die Schaltung arbeitet fehlerfrei und erhöht die Leistung bei Wärmebedarf im Haus.


    Die Heizungspumpe läuft im unteren Drehzahlbereich <45% meiner Meinung nach nicht richtig „Rund“.
    Die Stromeinsparung ist gering, bei z.B. 33% PWM ist die Leistungsaufnahme ca.70%. :beaengstigend:
    Diesen Effekt habe ich bereits auf der Seite 4 in der Zeichnung beschrieben.
    Bei Ansteuerung eines Einphasenmotor mit PWM führt zu einer Phasenverschiebung zum Motoranker. Der Anker wird durch das 100-%-Durschalten, abgebremst oder beschleunigt. Bis der Anker wieder Netzsynchron ist, die Energie zum bremsen und beschleunigen wird aus dem Netz gezogen.


    Wenn wir den 3 - stufigen Schalter an der Pumpe einsetzen, ist bei Stufe 1=35%, 2=55% und 3=88% Leistungsaufnahme am Pumpenmotor. Das ist OK den die Wicklungen im Motor sind herausgeführt, ähnlich eines Dahlandermotors.
    Bei Stufe 1 wird nur ca. 1/3 der Nennleistung verbraucht, Einsparung ca 65%. :thumbup:
    Die TD – Schaltung müsste die Anschlüsse des Schalters an der Pumpe schalten, da ist die Einsparung von Strom am Größten.


    Gruß

  • Hallo HXYZ,


    das klingt so weit ja ganz gut, in erster Linie gehts ja darum, nicht so viel Wasser zu pumpen und so unsere Speicherschichtung zu behalten... Das erfüllt die Schaltung ja!


    Was den Verbrauch angeht, ich hätte nicht gedacht, dass der Verbrauch so hoch liegt, aber OK, es leuchtet ein. Für höhere Drehzahlen sollte sich das aber doch etwas relativieren, 33% Drehzahl zu 70% Leistung sind doch recht hoch. Hast Du das auch schon mal für höhere Drehzahlen gemessen?
    Ich tippe mal drauf, dass die Leistungsaufnahme recht konstant bei 70% bleibt...


    Deine Motorumschaltung wäre für Deine Anwendung, "nur" automatisch im Winter die Pumpenleistung zu erhöhen, sicher effizienter. Aber wie gesagt, den meisten hier wirds um eine Speicherschichtung gehen, und da brauchen wir schon diese quasi- kontinuierliche Steuerung. Vielleicht kann man beides kombinieren?


    Was mich wundert ist, dass Du schreibst, unter 45% liefe die Pumpe nicht wirklich rund. Meine gekaufte PWM- Steuerung (von metric, die hatte ich am Anfang erwähnt) regelt die Drehzahl auf bis zu 15% (!) runter und selbst da klingts noch nicht "unrund".


    Ich tippe darauf, dass das an der Folge der Pulse liegt, die wir auf die Pumpe loslassen. Wenn wir daran ein wenig drehen, sollten wir das Brummen in den Griff bekommen und auch die Aufnahmeleistung etwas senken können.


    Schöne Grüsse,
    Björn