Programmierung
Der solare Abschnitt wurde für folgenden Ablauf programmiert:

Um den morgendlichen Start zu erleichtern oder nach einer großen Wolke, wurde der Strahlungssensor für den Anlagenstart gewählt. Eine reguläre Anlage erkennt nicht ob die Sonne scheint, sondern pulst in einem vordefinierten Zeitfenster über den ganzen Tag immer wieder die Solarpumpe. Dabei wird natürlich immer Wärme aus den Puffern mit gezogen und an die Umwelt abgegeben. Bei FK natürlich wesentlich mehr als bei VRK. Um diese Verluste zu vermeiden und auch so früh wie möglich mit dem Anlagenstart beginnen zu können wird der Strahlungssensor ausgewertet und bei einem überschreiten eines Schwellwertes von 170W/m² fängt die Anlage an zu pulsen. Damit läuft die Anlage wirklich nur bei zu erwartetenden Erträgen an.

Die Solarpumpe ist drehzahlgesteuert um sich der jeweiligen Leistung anpassen zu können. Sobald eine Wolke sich vor die Sonne schiebt und die Kollektorleistung sinkt, verringert die Pumpe ihre Drehzahl um die Vorlauftemperatur konstant halten zu können. Sie erhöht sich wieder sobald die Leistung wieder ausreicht und die Kollektortemperatur ansteigt.

Die Anlage fährt drei verschiedene PID-Werte je nach Bedarf und Einstrahlung.
  • Wenn genügend Sonneneinstrahlung vorhanden ist und der Brauchwasserpuffer seinen niedrigen Grenzwert erreicht, wird ein Zonenventil geschalten, welches einen Plattenwärmetauscher in Reihe zur Vorlaufleitung schaltet und die Ladepumpe angesteuert. Dabei wird eine konstante Vorlauftemperatur von 65°C geregelt und gehalten. Je nach Temperaturunterschied vom Austritt PWT zu Speicher 1 wird dieser raus genommen und der Rest in Speicher 2 eingebracht.
  • Wenn die Sonneneinstrahlung unter 800W/m² liegt wird ein ΔT von 10°C zwischen Solarvor- und Solarrücklauf gefahren. Dadurch wird die Durchflussrate der Kollektoren auf ihrem Ideal von 1,2 – 1,9l/min gehalten und sie arbeiten am effektivsten.
  • Wenn die Sonneneinstrahlung über 800W/m² liegt wird ein ΔT von 16°C zwischen Solarvor- und Solarrücklauf gefahren. Dadurch wird die Durchflussrate der Kollektoren auf ihrem Ideal von 1,2 – 1,9l/min gehalten und sie arbeiten am effektivsten.
Das untere Zonenventil schaltet nur bei geringen Ertragstemperaturen den Speicher 1 aus dem System um somit eine Wärmeverlagerung vom Speicher 1 -> 2 über die Sole zu vermeiden und die Erträge direkt im niedrigsten Bereich ein zu bringen.

Der Heizungsabschnitt wurde für folgenden Ablauf programmiert:

Es werden alle Anforderungstemperaturen im System gesammelt und verglichen. Der jeweils höchste Wert wird mit der vorhandenen Temperatur im Speicher verglichen. Reicht diese nicht aus, wird der Brenner zugeschaltet. Davor wird verglichen ob der Wasserkamin genügend Temperatur hat und der Schornstein mehr wie 150°C hat. Ist das der Fall wird der Brenner unterdrückt, weil im Wasserkamin gerade ein Feuer brennt und er die Ladung übernehmen kann. Sollte der Wert im Wasserkamin während der Ladung fallen oder während eines Zeitfensters die Vorlauftemperatur der Heizung sinken, schaltet sich der Brenner zu.

Nachdem der Brenner in Betrieb war, wird verglichen ob die Kesseltemperatur über dem Wert unten des Speicher1 liegt. Ist dies der Fall wird die Ladepumpe in Betrieb genommen und der Kessel entladen auf den Wert Speicher 1 unten. Somit wird auch diese Energie umgelagert und muss nicht im Kessel auskühlen.

Die Ladepumpe des Wasserkamins wird bei Erreichen von 66°C der Wassertasche angesteuert. Da dort ein Thermoelement mit 63°C für die Rücklaufanhebung verbaut ist, wird er bei 60°C wieder abgeschaltet um eine unnötige Laufzeit der Pumpe zu vermeiden, da diese sonst nur im Kreis pumpen würde.

Der Heizungsvorlauf ist witterungsgeführt und aufgrund der Ausführung nur durch Wandradiatoren sehr hoch.



Für die Programmierung wurde TAPPS 1.29 von der Technischen Alternative verwendet. Dieses zeichnet sich durch vordefinierte Funktionsblöcke aus, die man nur noch implementieren muss und durch Verbinder mit den Ein- und Ausgangsvariablen verbindet, sowie parametriert. Dadurch ist es möglich nahezu alles was man will zu realisieren. Die Bedienung ist recht simpel und schnell zu erlernen. Das bei mir verwendete Programm kann man hier als PDF ansehen.

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PHP Für die Webanbindung wurde ein PHP-Script geschrieben, welches sich über dyndns.org mit dem Bootloader verbindet und die jeweiligen Werte ausliest um sie in eine Datenbank einzutragen. Dadurch ist es möglich die Daten über einen langen Zeitraum zu loggen und auszuwerten. So lassen sich Diagramme erstellen und Vergleiche erstellen um eine Kosten- Nutzenanalyse zu erstellen, sowie noch Verbesserungen an der Anlage vorzunehmen. Ebenso lassen sich besser Berechnungen automatisch ausführen und anzeigen. Der Weg über den Webserver wurde bewusst gewählt, da sowieso schon ein V-Server für ein Forum und private Webanbindungen vorhanden war. Der Plan einen alten PII Rechner mit Ubuntu Server zu verwenden wurde somit wieder verworfen, denn selbst in der schmalsten Ausführung mit passivem Netzteil 90W und CF-Karte als Festplatte hatte dieser eine Leistungsaufnahme von 34W. Da der Server ja 24/7 laufen müsste um zu loggen wären dies immerhin bei 34W/h*24Std*365Tagen*0,23€/kwh = 68,50€ im Jahr gewesen. Ein C++ Script wurde ebenso wieder verworfen, da es über die Webanbindung und eines Cronjobs einfacher ging.
Das PHP-Script stelle ich hier zum Download zur Verfügung.
Um das Ganze dann visualisieren zu können, wurde ein Onlineschema in Viso erstellt um dann in Paintshop nachbearbeitet zu werden für die Animationen. Die Basis wurde dann für ein weiteres Onlineschema für das Touchpanel verwendet.



PC-Platz2 PC-Platz1 So sieht momentan der Programmierplatz im Heizraum aus. Der PC oben dient als direkter Zugriff für die Programmierung, da man sofort an der UVR1611 die Reaktionen sehen kann und nicht extra in den Heizraum gehen muss oder über das Onlineschema. Der Monitor und die Tastatur werden noch sauber verlegt. Die Tastatur ist abklappbar und befestigt. Somit ist die Beweglichkeit im Raum nicht eingeschränkt. Der PC wird noch gegen den als Webserver geplanten PII-PC ersetzt um lediglich bei Bedarf direkt programmieren zu können. Dazu reicht eine Basis mit PII-300Mhz, WinXP, 4GB CF-Karte und 15" Monitor. Ein Backup aller Daten wird regelmäßig auf ein Raid NAS gespielt um alle vorherigen Programmierungen wieder aufrufen zu können bei Problemen oder Datenausfall.