UVR1611-Regelung

Hallo,
...HartlBe hats leicht, mit seinem Riesenpuffer kann er jederzeit in irgendeiner Höhe
warmes RL-Wasser zapfen. Aber unsere Puffer sind normalerweise unten kalt,
sonst würden wir ja nicht anheizen. Wir müssen also den Kesselkreis
mit dem Kessel selbst aufladen, was so 20 - 25 min dauert.
Auch Rene kann mit seinem stetig geregelten Mischermotor (womöglich mit Rückführung)
auf einen bekannten Mischerstatus zugreifen.
Unsere "dummen" 230V-Mischermotore mit 120 s Laufzeit sind da eher das Problem.
Zudem kommt eben die nicht gerade üppige Modulausstattung der UVR, bei der man schon
trixen muss, um zu einemhalbwegs brauchbaren Ergebnis zu kommen. (s.o.)

Ich sitze auf Kohlen vor Winsol, schaue mir die Kurven an und beschimpfe meinen
"lahmen" Regler/Mischermotor: "verdammt noch mal, hör auf nachzustellen - es passt gerade!"
Das Ganze läuft auf ein "Topfschlagen" raus, mit Höherstellen der Mischerlaufzeit, P-Koeffizient
oder gar D-Koeffizient ändern. Vom I-Koeffizienten lässt man sowieso besser die Finger,
weil das ganz daneben geht.
Dass der Kessel infolge des Durchströmverzugs seine 2 min braucht, bis die vorgenommene
Änderung wieder den RL-Sensor erreicht, kann man aus den Kurven rauslesen/messen.
Dummerweise hat die Änderung nur die aktuelleTemperatur korrigiert, nicht aber die Steigung
der Kurve berücksichtigt, welche für den aktuellen Energieaustrag (pos.) zum Puffer steht.
Wenn der Mischer zuviel RL vom Puffer reinlässt (neg. Steigung) geht das T-Niveau insgesamt nach unten.
So entstehen im Wechsel die hübschen Donauwellen, sogar mit einer regler- oder kesselspezifischen
Frequenz (bei mir 9 - 10 min).

Dass man aus der VL-RL-Differenz einen zur Kesselleistung proportionalen Wert bestimmen kann,
der nach Aufsummieren (Integration über die Zeit) die erzeugte Wärmemenge liefert, wurde schon gezeigt.
Irgendwo da vermute ich einen Ansatzpunkt für einen Regelalgorithmus,
der aufgrund der einigermaßen konstanten Kesselleistung die VL-Temperatur stabil hält.
Vielleicht geht es auf der UVR so, dass man den Mischer grob (nur Stellglied kein Regler) einstellt
und den Rest mit einer in engem Bereich drehzahlgeregelten Kesselkreispumpe ausgleicht.
mfG Max

Hallo Bernhard,
an den Koeffizienten habe ich schon lange genug rumgeschraubt.
Dieses System ist sowas von stur und die Möglichkeiten der UVR einfach begrenzt.
Ich habe noch eine TA-Beispielfunktion in petto, die ich mal ausprobieren will.
Das ist die Sample_and_Hold zur Gradientenerkennung. Vielleicht kann man mit der
die "VL-RL-Leistungstendenz" (Gradient) erkennen und mit einer Analogfunktion
ein reglerverwertbares Signal abzapfen.
Über die Sonderfälle, die erkanntermaßen Störungen ins System bringen,
will ich noch gar nicht nachdenken.
Ausserdem stehe ich z.Zt bei 30 Modulen, viel passt da nicht mehr rein.

BTW: wenn ich einheizen muss, sind meine 1500l Puffer meistens bis oben leergesoffen.
Die Wärme steckt dann in ein paar to Betonestrich und wird von da langsam an die Umgebung
abgegeben. Ehestmöglich werden noch 1000l Puffer dazugestellt.
Der eigentliche Wohnbereich wird mit einem Holzküchenherd ala Oma dauerbeheizt.
mfG Max

Hallo Bernhard,
...du hattest Recht mit:
"Ich glaube nicht dass Du es nur mit EINEM PID-Regler hinbekommst
Zwei sind denk ich hier sinnvoller"

Ich habe den PID-Mischerregler, der die RL-Temperatur kontrolliert etwas "gröber" eingestellt.
Zusätzlich habe ich der Heizkreispumpe einen PID-Regler mit Drehzahlregelung nur im oberen Bereich
(Stellgröße 25 -30) verpasst. Diese soll die VL-Temperatur auf 80° halten.

Es funktioniert - die Zickzackfahrerei ist weg und ich habe fast durchgängig eine 10°-Spreizung.
Mein Pseudowärmemengenzähler ist aufgrund der unterschiedlichen Volumenströme damit allerdings
hinfällig.
mfG Max

Hallo,
... bevor jetzt der Frühling hereinbricht und die lästige Heizerei unterbindet,
musste ich unbedingt noch die UVR-Programmänderung verifizieren.
Bis zum Herbst ist ohnehin wieder alles vergessen.

Drei Jahre lang hat mich meine RTA (bzw. das UVR-Mischermodul)
mit preussischem Gleichschritt in den Zickzack-Wahnsinn getrieben.
Jetzt habe ich es zur Strecke (äh zum Linearlauf) gebracht.
Wie immer, wenn das Problem erst mal gelöst ist, stellt es sich ganz einfach dar.

Der Rücklauf wird wie üblich vom Mischermodul geregelt. Er soll ja nur die Wassertemperatur
durch Zumischung von Pufferrücklaufwasser in hinreichender Höhe halten.
Solange das ordentlich geschieht könnte das Ding auch meinetwegen Samba tanzen.
Leider ist der relativ große 5/4" Mischer da etwas grobmotorisch.
Bis das soeben gemischte Wasser den Kreislauf durchwandert und Wärme getankt hat,
vergehen 1 - 2min. Und das ist für diesen PI-Regler anscheinend zuviel.

Die eigentlich erwünschte Konstanz der VL-Temperatur geht im Gehoppele unter.
Jetzt bremse ich den Durchfluss mit einer nach VL-T drehzahlgeregelten Heizkreispumpe.
Es war zwar zu befürchten, dass die beiden voneinander unabhängigen Regler
das totale Chaos verursachen könnten, aber anscheinend hatte ich einfach nur Glück.
Störungen wie Nachlegen, AGT-Rücknahme oder eine Änderung der Puffer-RL-T
schlagen zwar durch, aber sie können wenigstens nicht mehr den Mischerregler zum
Galloppieren bringen.
Kein Aprilscherz!
mfG Max

Hallo,
Nachtrag zur "Bändigung einer gestörten RTA-Regelung".
Wahrscheinlich war es nur das dumme Zusammentreffen eines fix-PI-geregelten Mischermoduls
mit ebenso unveränderlichen Kesselparametern, das die Zickzackfahrerei bzw. die erzwungene
Regelschwingung ausgelöst hat.
Das Zuschalten des PID-Moduls (P=10 I=0 D=0) zur Drehzahlregelung der KK-Pumpe hat das
Problem buchstäblich "weggeputzt". Dabei wird die Pumpendrehzahl nur zwischen Stellgröße 20 und 30
geregelt. Bei den eingestellten Werten VL_Soll = 79° und RL_Soll = 69° und einer Kesselleistung
die sich irgendwo zwischen 25 und 35kW bewegt hält die RTA sowohl RL als auch VL
gegenüber vorher erstaunlich gut konstant. Dem in der Anlage enthaltenen Winsoldiagramm
kann man entnehmen wie Mischer (schwarz) und Drehzahl (blau) rödeln, um das zu bewerkstelligen.
Der ursprünglich am PrimPuffer unten angebrachte T-Fühler wurde an den Puffer-RL zum Kessel geklemmt.
Er zeigt, wie der Mischer der zunehmenden Puffer-RL-Temperatur folgt.
Die Bewegungen gegen Ende der Abbrandzeit kommen von der WW-Boiler-Ladung,
anschließend ist gleich die von der gleichen Pumpe bewerkstelligte Pufferumladung.
Zuletzt kommt noch die Restwärmenutzung.
Die Puffer (500l-Prim und 1000l Sec) sind etwas gedrosselt parallel geschaltet und können
einen schleichenden Ausgleich machen.
mfG Max

Hallo,
...hier mal etwas aus der Thermodynamik - sieht aus wie "schwer verdauliche Kost" - ist es aber nicht unbedingt.
http://www.itv.rwth-aachen.de/…ynamik_Kap2_Teil2von4.pdf

Grund für meine Recherche zum Thema "Siedelinie von Wasser in Abhängigkeit vom Druck"
war mal wieder der erfolgreiche Fehlgriff eines Baggers in der Nachbarschaft, dem es gelungen ist,
an einem der vermutlich heissesten Tage des Jahres, die Stromleitung zu kappen und meine
Solaranlage (SB Premium Star 2,53) in die Stagnation zu treiben.
Beobachtete Kollektortemperatur 165° (4xFK, 2parallel x 2seriell, ca.10m²)
Systemdruck über 5 bar (bei 2,5 bar normal) und 25 ltr Ausdehnungsgefäß.
Kollektoreninhalt ca. 9 ltr, Pumpe Grundfos 25-60-180 an UVR1611.

Da das erst die zweite Stagnation im bisherigen Solaranlagenleben war, musste ich den Umgang
mit der Situtaion erst lernen. Bei einem früheren Stromausfall konnte ich durch gesteckertes
Schalten der Pumpe die Sache bald wieder in Betrieb setzen. Knackpunkt waren nur die
in der UVR gesetzten und zugegebenermaßen unverstandenen Parameter bezüglich der Maximaltemperatur,
die einen Selbstanlauf der Pumpe verhindert hatten.

Diesmal gelang es der Pumpe jedoch nicht, die Solarflüssigkeit soweit hochzuschaffen,
dass die Kollektoren wieder abkühlten und ich musste bis Abends warten, um das
erzwungene "Drainback" zu beseitigen.

Naja, und ein Verständnis der Siedelinie hilft auch beim Kesseldurchblick.
mfG Max

Hallo,
...ist ja auch schade oder gar hirnrissig, die tagsüber in den Puffer geschaufelte Wärme
nachts wieder in den Himmel zu strahlen, nur weil es im Sommer nun mal gelegentlich Überkapazitäten gibt.
Die UVR hat auch eine sog. Kühlfunktion in der Modulsammlung. Besser man nutzt die Wärme.
Ich habe deswegen parallel zum 1000l-Sekundärpuffer einen raumhohen Radiator mit Absperrhähnen
geschaltet, der Autokonvektion macht und den taupunktgefährdeten Keller im Sommer etwas ausheizt.

Stagnation aufgrund "höherer Gewalt" ist in Dauer und Ausprägung allerdings nicht vorherseh- und abwendbar.
Was mir noch nicht so gesichert scheint, ist die Höhe der zulässigen Kollektor-Maximaltemperatur,
oberhalb derer die Pumpe nicht mehr anlaufen darf, weil sie ohnehin nichts bewirken kann.
Ursprünglich hatte ich sie auf 110°, mir scheint aber, 130° könnten auch noch zu verantworten sein.
mfG Max

Hallo,
...zum weiteren Eigenverständnis meiner oben beschriebenen, spärlichen Stagnationserlebnisse
habe ich mal die im Netz erhältliche Siedekurve von Polyglycol-Wassergemischen in Excel geklopft.
SB bezeichnet seine Solarflüssigkeit mit dem Index L und empfiehlt einen 40% Zusatz zu 60% Wasser.
TA gibt in seiner TAPPS-Programmbeschreibung zum Solarmodul an, dass Dampf ab 140° erwartet wird.
Die Vordruckempfehlung für das Solar-MAG lautet 2,5 bar. Das Manometer am MAG beginnt bei 0 bar.
Woraus ich schließe, dass die bei Absolutruck erstellte Siededruck-Tabelle um 1 bar erhöht werden muss,
um tatsächlich dem im Solarkreislauf vorhandenen Druck zu entsprechen.
http://www.chemieunterricht.de/dc2/r-oh/glykol.htm
http://www.bosy-online.de/Solarfluessigkeit.htm
http://www.tyfo.de/docs/TI-TYFOCOR-L_de_2013.pdf

...ist wahrscheinlich "Eulen nach Athen getragen", aber wenn man's selber erarbeitet
bleibt das Ganze besser im Gedächtnis.
mfG Max

Hallo,
ich habe die Dampfdruckkurve der Solarflüssigkeit noch um eine 100%-Wasser-Linie ergänzt.
Diese Kurve ist eine "Näherungskurve", welche die Berechenbarkeit ohne Tabellenwerk
vielleicht auch für andere Anwendungen ermöglicht.
Im uns interessierenden Bereich sind da nur Fehler im Kommabreich zu erkennen.
Trägt man den Druck p logarithmisch und die absolute Temperatur über 1/T auf,
ist die "Kurve" linear. [Aus H.D. Baehr, Thermodynamik S171, Springer Verlag]

Noch ein Wort zu den "Gefahren des Dampfes in kleinen Solaranlagen":
Z.B. hat meine 10m² FK-Anlage mit den relevanten VL- und RL-Leitungsabschnitten
ein Wasservolumen von ca. 10 -12 ltr. Das entspräche bei Stagnation einem
äquivalenten Dampfvolumen. Man darf wohl annehmen, dass der Dampf in den
tiefer gelegenen und damit kühleren Leitungsteilen wieder kondensiert.

Es existieren also 12 ltr Dampf bei ca 5bar Überdruck,
entspannt auf 1 bar (p * V = const) sind das 60 ltr Dampf.
Entsprechend der 1/1673 (Wasser/Dampf) Formel (siehe z.B. Wikipedia oder HJH)
sind das gerade mal 36 ml Wasser - Ein Sauna-Aufguss macht mehr her.

Die restliche Solarbrühe ist irgendwo in Puffer- oder Boilerwärmetauschern
mit 50 - 70° - also keinesfalls überhitzt (>100°). Gefährlicher schätze ich Situationen ein,
bei denen der MAG-Überdruck irgendwie die Leitungen ausbläst und ich
von Wasser mit mehr als 50° bepinkelt werde.

Eine ganz andere Sache ist das beim Heizkessel, da wird die 1/1673-Regel
bei Überhitzung richtig gefährlich.
mfG Max