Solar-Durchflussregler und elektronische Pumpe

Es gibt 11 Antworten in diesem Thema, welches 8.000 mal aufgerufen wurde. Der letzte Beitrag () ist von mikemolto.

  • Hallo,


    habe diese Solarstation:
    https://www.ofenseite.com/Sola…ation-Hocheffizienspumpe-


    Kann mir bitte jemand erklären was der Sinn ist eine drehzahlregelbare Solarpumpe 0-10V mit einem Durchflussregler zu kombinieren?


    Bei mir steht der Durchflussregler voll offen und die UVR16X2 steuert die Drehzahl der Pumpe.


    Selbst bei Teilbewölkung läuft die Pumpe größtenteils mit Vollgas (10V) um eine Soll-Differenztemperatur von 3°C zwischen Vorlauf Wärmetauscher im Puffer und Temperatur im Puffer unten zu erreichen.
    Lediglich früh morgens und spät abends sowie bei voller Bewölkung wird die Pumpendrehzahl reduziert.


    Drosselt man den Durchfluss per Stellschraube wird die Pumpe mehr belastet, oder habe ich da etwas falsch verstanden?
    Falsche Regelungsstrategie?


    2x 15m Wellrohr DN16
    2x Kollektor Westech BT-58-30 mit insgesamt 60 Vakuumröhren
    1x Hygienespeicher 1000 Liter mit integriertem Solar Wärmetauscher


    Gruß
    Mike

  • Hallo @mikemolto,



    Kann mir bitte jemand erklären was der Sinn ist eine drehzahlregelbare Solarpumpe 0-10V mit einem Durchflussregler zu kombinieren?

    Bei einer solaren Wärmegewinnung tritt ein Problem auf, was die Wärmegewinnung ein wenig stört.
    Das ist die Sonne, oder besser gesagt, die Wolken welche sich ständig vor die Sonne schieben.
    Da kann man aber nichts gegen machen.


    Dein Bestreben sollte aber sein, eine, auf der Rücklauftemperatur (Temp. zum Kollektor hin, vom Speicher)
    aufbauende Temperatur in dem Speicher abzulegen.
    Wenn du nur eine Pumpe mit konstanter Drehzahl hättest, im einfachsten Fall auch ohne Schaltunkt,
    würde sich die Temperatur vom Kollektor, wegen der Wolken, ständig ändern,


    Da gab es dann Leute welche gesagt haben, lassen wir uns einen Temperaturschalter einbauen,
    immer wenn die Temperatur am Kollektor über einen Punkt steigt schalten wir die Pumpe ein,
    wenn die Temperatur wieder fällt die Pumpe aus.
    Das reagiert schon auf die Wolken, bringt aber unterschiedliche Temperaturen zum Speicher hin.


    Dann hat man gesagt das machen wir noch etwas anders.
    Wir nehmen eine regelbare Pumpe und messen die Temperatur vom Rücklauf, gehen noch 3°K höher und nehmen die Temperatur als
    Ladetemperatur zum Speicher.
    In Zahlen:
    Rücklauf (vom Speicher) hat 25°C, dazu die 3 ° als Differenz ertgibt eine Ladetemperatur im Vorlauf zum Speicher von 28°C.
    Das ertreicht man durch Veränderung der Pumpendrehzahl und damit des Wasserdurchflusses durch den Kollektor.
    Dabei ergibt hohe Drehztahl eine niedrigere Temperatur und eine niedrige Drehzahl eine höhere Temperatur.


    Man passt damit die Veränderung der Sonneneinstrahlung durch Drehzahlveränderung der Pumpe an und
    erreicht damit eine konstantze Ladetemperatur immer 3°K über der vorhandenen Rücklauftemperatur.


    Damit hast du eine Regelung so wie ich sie auch durchführen würde. also erst einmal nichts falsches.
    Dazu hast du eine UVR, da geht erst einmal nichts schief.


    Zudem fängt die Regelung mit eibner niedrigen Ladetemperatur an und erhöht diese langsam bis zur Temperatur Speicher voll.
    Die niedrige Ladetemperatur am Anfang bringt höher Gewinne, also besseren Wirkungsgrad.
    Wenn du nacher die Temperatur > 70...80°C hast ist das weg, aber vorher hast du höhere Gewinne.


    Das alles sollte natürlich richtig miteinander verschaltet sein!



    Drosselt man den Durchfluss per Stellschraube wird die Pumpe mehr belastet, oder habe ich da etwas falsch verstanden?
    Falsche Regelungsstrategie?

    Beim drosseln der Pumpe wird die Pumpe weniger fördern und damit weniger Strom aufnehmen.
    Jetzt ist das aber ein mech- Drosseln über ein Ventil, da könnte es sein das die Pummenelektronik als mehr will und dabei der
    Strom steigt bzw. gleich bleibt.


    Da wären wir beim nächten Punkt der richtigen Einstellung.
    Das Drosselventil würde ich ganz öffnen um der Regelung die Möglichkeit der vollen Wassermenge auch zu ermöglichen.


    Dann schreibst du die Pumpe läuft fast immer auf voller Drehzahl bei Sonne.
    Wie hoch ist dabei die Differenztemperatur Rücklauf zum Vorlauf an der Anlage?
    Sind das über 3°K?


    Wenn diese Temperatur größer ist, dann hast du zu viel mech. gedrosselt oder deine Pumpe fördert nicht genug.


    Überprüf das bitte einmal und melde dich dann wieder.


    mfg
    HJH

  • Danke für die ausführliche Beschreibung!


    Vielleicht erstmal mein Hydraulikplan


    Meine Solarregelung ist wie folgt programmiert:
    Führungsgröße ist die Temperatur S4 im Puffer ganz unten. Solarstart erfolgt im Zeitfenster wenn S12 Solar Vorlauf Kollektor mindestens 8°C (Diff. aus -4°C) höher ist wie S4 im Puffer unten.
    Der PID Regler versucht dann die Temperatur an S10 Eingang Wärmetauscher Solar im Puffer 2,5°C höher zu regeln wie die Temperatur S4 im Puffer unten.
    Beim Start der Anlage führt dies dazu dass die Temperatur am Kollektorausgang relativ schnell sinkt und es so zu einem Takten kommt solange am Puffer noch kaltes Medium in der Leitung ist.


    Deshalb wird die Freigabe für die 0-10V PID Regelung mit einem astabilen Timer so lange getaktet wie S10 kleiner S4. Mit einer Laufzeit von 40s und einer Pausenzeit von 30s funktioniert das ganz gut und die 15m lange Wellrohrleitung wird so mit warmem Vorlauf am WT beaufschlagt.
    Je mehr Energie vom Kollektor kommt desto schneller wird ein stabiler Systemlauf erreicht.


    Sind die 2,5°C Minimum Temperaturdifferenz zwischen S10 und S4 erreicht wird die PID Regelung freigegeben.


    Dazu die Programmierung in TAPPS:
    mike5_5 TAPPS.pdf


    Der Tacosetter ist voll offen, der Durchfluss wird nur durch den PID Ausgang 0-10V eingestellt.


    Bei schwacher Einstrahlung wird das Pumpensignal kontinuierlich zwischen 2,5 und 10V geregelt.
    Dabei ist die Temperatur S10 am WT Eingang ca. 2-3°C geringer wie die Temperatur S13 am Kollektorausgang; abhangig vom Energieeintrag und der Pumpensolldrehzahl.


    Die Temperatur S11 am WT Ausgang ist in der Regel minimal (0,5-2,0C) geringer wie S10 am WT Eingang, auch wieder abhängig vom Betrag am WT Eingang.


    Das funktioniert solange gut bis die Pumpe konstant mit 10V angesteuert ist. Steigt dann der Ertrag durch höhere Einstrahlung steigen proportional Kollektorvorlauf S12 und WT Vorlauf S19.
    Dann steigt natürlich auch die Temperatur S11 am WT Ausgang, allerdings nicht proportional zur Kollektortemperatur S12.


    Denke das ist ok da dann die Soll-Temperaturdifferenz zwischen S10 WT Vorlauf und Puffertemperatur S4 unten nicht mehr auf 2,5°C Differenz geregelt werden kann und kontinuierlich steigt.
    Wie auch, die Pumpe läuft dann Vollgas und alle Temperaturen im Solarkreis kriechen nach oben.
    Ich vermute dass durch den Strömungswiderstand der 2x15m DN16 Wellrohre die Pumpenleistung nicht mehr ausreicht um die eingestellten 2,5°C Temperaturdifferenz auszuregeln.


    Trotzdem wird noch jede Menge Energie eingelagert, wenn auch nicht mehr mit optimalem Wirkungsgrad.
    In diesem Betriebszustand ist dann soviel Energie vorhanden dass bei ungetrübter Einstrahlung der Puffer relativ zügig mit 80°C durchgeladen ist.


    Ab einer Temperatur S1 Puffer oben von 85°C startet dann die Solar Notkühlung um eine Stagnation zu vermeiden.
    Dazu wird der HK Mischer A6/A7 voll aufgefahren, das Zonenventil A4 geöffnet und die HK Pumpe A1 eingschaltet.


    Im Keller ist ein Heizkörper ausschließlich für die Solarkühlung. Mit geöffnetem Zonenventil wird parallel ein Lüfter 20W -280 m³/h eingeschaltet der die Wärme dann im Sommer durch ein geöffnetes Fenster abtransportiert.
    Freigegeben wird die Solarkühlung mit einem Zeitfenster in dem die PV-Anlage die Energieversorgung der HK Pumpe und des Lüfters sicherstellen kann.


    Ausserhalb der Heizperiode sind alle elektronischen Heizkörperventile geschlossen sodass auch keine Wärme über die Heizkörper im Haus abggeben wird.
    Ich gehe davon aus dass in der Heizperiode eine Stagnation der Solarthermie nicht zu erwarten ist da die Gebäudehülle eh Wärmebedarf hat.


    Die Solarthermie ist jetzt seit 6 Wochen in Betrieb und die Anlage war noch nicht in Stagnation.


    Hoffe ich konnte die Zusammenhänge verständlich darstellen.


    Gruß
    Mike

  • Hallo @mikemolto,


    Hast du die 2 Röhrenpakete in Reihe oder Parallel geschaltet?


    Dann das 16er Wellrohr, das bringt natürlich viel Druckverlust in die Anlage.
    Ist zwar leicht zu verlegen aber das kostet dich Zeit der Lebensdauer der Anlage auch Strom.


    Dann noch etwas zum Verständnis:
    Vorlauf ist der Teil der Anlage wo das erwärmte Medium heraus kommt, immer der Teil welcher erwärmt wurde.
    Damit ist der Rücklauf der Teil eines Wärmeerzeugers wo das zu erwärmende Wasser rein fließt.
    Damit wäre S13 und S 10 der Vorlauf und S11 und S12 der Rücklauf.
    Auch habe ich S19 nicht gefunden.


    Vom Grundsatz her kann man es so machen wie du es beschrieben hast.
    Man kann taktend in den Sollwert der Regelung fahren und erst dann vom Regler übernehmen.
    Das sollte aber in der elektr. Steuerung auch richtig verschaltet sein.


    Dabei sollte S10 immer (in dem Fall) 2,5°K höher sein wie S11.


    Die Temperaturdifferenz von S10 zu S13 ergibt sich halt durch den Wärmeverlust des Wellrohres
    und wird nicht konstant sein.



    Trotzdem wird noch jede Menge Energie eingelagert, wenn auch nicht mehr mit optimalem Wirkungsgrad.

    Wenn du schön regelst wird das noch mehr sein.
    In jeder Phase der Wärmeerzeugung sollte die Pumpe nicht mit 10V Sollwert laufen.
    Bei 10 V ist die Pumpe am Anschlag und regelt nicht mehr.


    Du musst das so einstellen, dass bei optimaler Sonneneinstrahlung
    die Wasserumwälzmenge knapp vor der 10V-Grenze
    bei einer Differenztemperatur von 2,5°K halten kannst.


    Werden die 10V erreicht, musst du die Differenztemperatur etwas höher wie 2,5°K stellen.
    Oder, das geht auch, die Pumpendrehzahl erhöhen.
    Im schlechtesten Fall musst du dir eine größere Pumpe kaufen.



    Nach unten regelt dann die Anlage von allein.


    mfg
    HJH

  • Hallo Mike,


    in meiner Zweistrang Solarstation TACONOVA FV 70 TACOSOL ZR werkelt auch eine Wilo YONOS PARA ST15/7 PWM2 HE-Pumpe die von einer UVR geregelt wird.


    Bei mir ist alles in 1 Zoll, also DN20 Solarleitung.


    Bei voller Solareinstrahlung und ca. 85°C Kollektortemperatur und voll werdenen Pufferspeichern,
    fliessen bei mir (Ost-West-Lage) max. 300 l/h und die Pumpe verbraucht dazu keine 20 Watt.


    Mein Regelbereich des Volumenstromes der Solaranlage funktioniert von 40 l/h - 460 l/h, ist also noch Reserve vorhanden.


    Wäre es möglich von deiner Programmierung in TAPPS die tdw-Datei uns hochzuladen,
    dann könnten wir mehr Einstellungen und Konfigurationen zu den einzelnen Modulen in TAPPS sehen.


    Gruß
    Jürgen

    Atmos D15P mit A25; LambdaCheck; UVR1611 mit CAN-I/O44, BL-NET und CMI ;
    2x1000l Puffer mit 2x10m² VRK und glykolfreie Solarthermie(Ost-West); WW-FWS; zentrale Wasserenthärtung;

    PV 3,2 kWp EEG; PV-Insel 6 kWp mit Victron MultiPlus-II 48/5000/70-50 und 8 x PylonTech LiFePo4 Modul 48V 2,4 kWh US2000 mit BMS; Victron Cerbo-GX;

    Herkules SE 5000 DF DIESEL Elektrostart Stromerzeuger Generator 2x220V-1x380V, Dauerleistung 4.200 Watt, 11 Stunden Dauerbetrieb, Tankinhalt 13,3 l

    Einmal editiert, zuletzt von SolarEngel ()

  • Hallo,
    sorry für die Verwirrung, hatte ein altes Bild hochgeladen.


    S12 ist der Kollektorvorlauf, geht dann am Puffer mit S10 in den Solar Vorlauf des Wärmetauschers.
    S19 ist ein Tippfehler sollte S10 sein. Die 9 liegt neben der 0 auf der Tastatur oben ;)


    Die beiden Vakuumröhrenkollektoren sind in Reihe geschaltet.



    "Du musst das so einstellen, dass bei optimaler Sonneneinstrahlung
    die Wasserumwälzmenge knapp vor der 10V-Grenze
    bei einer Differenztemperatur von 2,5°K halten kannst.


    Werden die 10V erreicht, musst du die Differenztemperatur etwas höher wie 2,5°K stellen."


    Stehe mit der Zitatfunktion auf Kriegsfuss, manchmal klappt es einfach nicht ein Zitat einzufügen; deshalb jetzt mal so.


    Differenztemperatur vergrößern indem am PID-Regler der Eingang "Sollwert" erhöht wird?
    Eingang Sollwert dann mit einer Funktion in Abhängigkeit der Stellgröße, d.h. wenn Ausgang nahe 10V Sollwert erhöhen?
    Interessante Idee...


    Hatte heute bei recht guter Einstrahlung die Differenztemperatur im PID Regler von 2,5 auf 3,5°C geändert. Sobald die Einstrahlung etwas reduziert war ging dann auch die Regelung unter 10V recht sauber.


    Pumpendrehzahl erhöhen?
    Wie wenn schon Ansteuerung bei 10V?


    Eine Pumpe mit höherer Förderleistung erscheint mir nicht sinnvoll.
    Denke die DN16 Wellrohre sind der Flaschenhals. Hatte explizit beim Händler der Solarthermie nachgefragt ob DN16 ausreicht. Mir wurde versichert dass DN16 mehr als ausreicht.
    Hmmm, Kistenschieber halt oder ist meine Vermutung falsch?


    Wechseln von Wellrohr auf Kupfer wäre eine Megaaufwand. Die Wellrohre gehen um ungezählte Ecken bis auf das Scheunendach, das möchte ich mir keinesfalls antun.
    Aber vielleicht geht es auch mit eurer Hilfe und etwas Feintuning an der Regelung.
    Auf jeden Fall ein hochspannendes Thema :)


    Anbei die *.tdw, da ist auch der aktuelle Hydraulikplan enthalten:
    mike5_6.tdw


    Danke euch für die hilfreichen Tipps!


    Gruß
    Mike

  • Hallo @mikemolto,


    Versuchen wir es einmal etwas anders. Einmal die Formel anschauen wie sich die Energiegewinnung zusammen setzt.


    Die erzeugte Wärmemenge ergibt sich aus der Formel:


    benötigte Wassermenge in Ltr = Wärme_Energie in kWh / (kWh pro kg und °K * spez.Gewicht in kg/ltr (z.B.bei 60°C) * Temperaturerhöhung in °K)


    Das sagt aus:
    Je höher die eingestrahlte Energie ist, je mehr Wasser musst du fördern um diese Energie in den Speicher zu transportieren.
    Wenn all anderen Faktoren gleich bleiben.
    Fährst du die Pumpe am Anschlag von 100% (10V Sollwert) und die eingestrahlte Energie
    vergrößert sich immer noch , wird sich die Differenz von Rücklauftemperatur zur Vorlauftemperatur erhöhen.


    Durch die Verlegung von 16mm Wellrohr hast die Durchflussgeschwindigkeit erhöht.
    Das wieder ergibt einen höheren Druckverlust den die Pumpe überwinden muss.
    Schafft die Pumpe das nicht, geht die Fördermenge zurück.


    Wenn du die Pumpe und auch die Verrohrung nicht tauschen willst, bleibt dir nur das eine übrig:
    Differenz Rücklauf zum Vorlauf erhöhen.


    Als Beispiel:
    Du hast 2 Kollektoren mit zusammen 3780W Leistung.
    Stellst du die Differenz auf 2.5°K dann muss deine Pumpe etwa 1300Ltr/h fördern.
    Stellst du die Differenz auf 4°K dann muss deine Pumpe etwa 816Ltr/h fördern.


    So kannst du mit der Einstellung der Temperaturdifferenz die Betriebswerte für deine Anlage einstellen.



    mfg


    HJH

  • Hallo Mike,


    in der von dir verlinkten Seite und der Bedienungsanleitung (ofenseite...) zu deiner Zweistrang Solarstation Orkli mit Hocheffizienzpumpe
    ist keine Info über den elektr. Anschluss der Hocheffizienzpumpe Wilo Yonos Para ST 15/7 PWM zu lesen.


    Normalerweise hat diese Pumpe einen PWM-Signal - Anschluss und kein 0-10-V-Signal - Anschluss.
    Kannst das bei dir nachprüfen und die genaue Bezeichnung der Pumpe vom Typenschild der Pumpe ablesen.


    Bist da ganz sicher dass deine Wilo Yonos Para ST 15/7 PWM mit 0-10-V-Signal angesteuert werden soll?
    Waren da zusätzliche Unterlagen bei der Solarstation für die Pumpe dabei, die auf einen 0-10-V-Signal - Anschluß bei der Pumpe hinweisen?


    Die UVR kann beides am Ausgang A15 ansteuern. Sowohl 0-10-V-Signal als auch PWM-Signal.
    Meine Wilo Yonos Para ST 15/7 PWM2 wird mit PWM-Signal von der UVR am A15 angesteuert.


    Die Pumpe hat ja zwei Anschlüsse. Einmal 3-adriges 220V Netzkabel und dann noch ein 2-adriges PWM-Kabel zur Ansteuerung,
    Braun, PWM + (Signaleigenschaften) und Blau, PWM – (Masse).


    Es gibt von RESOL einen Pumpensignalwandler für die Wilo Yonos Para ST 15/7 PWM (PSW Premium Set).
    Mit dem kann man die Pumpe auch mit einem 0-10-V-Signal ansteuern.
    Deshalb die wichtige Frage nach der Art der Ansteuerung.


    Gruß
    Jürgen

    Atmos D15P mit A25; LambdaCheck; UVR1611 mit CAN-I/O44, BL-NET und CMI ;
    2x1000l Puffer mit 2x10m² VRK und glykolfreie Solarthermie(Ost-West); WW-FWS; zentrale Wasserenthärtung;

    PV 3,2 kWp EEG; PV-Insel 6 kWp mit Victron MultiPlus-II 48/5000/70-50 und 8 x PylonTech LiFePo4 Modul 48V 2,4 kWh US2000 mit BMS; Victron Cerbo-GX;

    Herkules SE 5000 DF DIESEL Elektrostart Stromerzeuger Generator 2x220V-1x380V, Dauerleistung 4.200 Watt, 11 Stunden Dauerbetrieb, Tankinhalt 13,3 l

  • Hallo HJH,


    danke für die ausführliche Erklärung!
    Denke ich habe es verstanden....



    Hallo Jürgen,


    Volltreffer, sehr gut beobachtet, danke!


    Die Pumpe ist laut Typenschild eine ST15/7.0-PWM2.
    Also keine Ansteuerung 0-10V, mea culpa...


    Bei der Lieferung war nur dieses Merkblatt dabei:
    https://www.ofenseite.com/medi…ng-Solarstation-Orkli.pdf


    Die eingebaute Pumpe ist dort nicht beschrieben.


    Gefunden hab ich zur ST15/7-PWM2:
    https://www.weinmann-schanz.de…/97_028_86--DBL-01-de.pdf


    Dort sind die Pumpenkennlinien für Heizungs (Fig. 3a)- und Solarbetrieb (Fig. 3e) abgebildet.


    Wird die Pumpe nach Fig.3e weil von Hause aus als Solarpumpe geliefert angesteuert? Also ansteigendes Signal für ansteigende Förderleistung?


    Und wie wird das PWM Ausgangssignal in TAPPS skaliert?
    Eingangswert 1=0 mit Zielwert 1 =15%, Eingangswert2=100 mit Zielwert2=100%?


    Hatte mich gewundert dass das Pumpengeräusch nicht variiert mit der 0-10V Ansteuerung.
    Also ist die Pumpe anscheinend immer Vollgas gelaufen.


    Gruß
    Mike

  • Hallo Mike,


    kein Problem, wollte nur kritisch nachfragen.


    Zum Testen ob die Pumpe volle Pulle läuft, kann man einfach die Ansteuerung (zwei-adriges PWM-Kabel) abklemmen oder PWM-Stecker an der Pumpe ziehen
    und dann die Pumpe ohne Ansteuerung nochmal manuell starten. Sie sollte dann mit voller Drehzahl laufen. Bei mir funktioniert das so.
    Das wäre ein Test um zu vergleichen ob die Pumpe für volle Drehzahl angesteuert wird.
    Wahrscheinlich ist das bei dir der Fall. Kein richtiges PWM-Signal kommt gleich wie ohne Ansteuerung, heisst volle Drehzahl.


    Also wie man die Wilo Yonos Para ST 15/7 PWM2 an die UVR anschliesst und wie sie parametrisiert wird
    habe ich letztes Jahr hier in der Solarthermie-Rubrik beschrieben im Beitrag # 161945.


    "Defekte Solarpumpe Wilo ST20/6-3P durch Wilo YONOS PARA ST15/7 PWM2 in Solarstation ersetzt"


    Gruß
    Jürgen

    Atmos D15P mit A25; LambdaCheck; UVR1611 mit CAN-I/O44, BL-NET und CMI ;
    2x1000l Puffer mit 2x10m² VRK und glykolfreie Solarthermie(Ost-West); WW-FWS; zentrale Wasserenthärtung;

    PV 3,2 kWp EEG; PV-Insel 6 kWp mit Victron MultiPlus-II 48/5000/70-50 und 8 x PylonTech LiFePo4 Modul 48V 2,4 kWh US2000 mit BMS; Victron Cerbo-GX;

    Herkules SE 5000 DF DIESEL Elektrostart Stromerzeuger Generator 2x220V-1x380V, Dauerleistung 4.200 Watt, 11 Stunden Dauerbetrieb, Tankinhalt 13,3 l

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