Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Regelung Wärmepumpen-Inverter


von Grundschüler (Gast)


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Meine umgebaute Midea-Split-Klima-Wärmepumpe läuft. der COP ist mit 2 
bis knapp 4 nicht berauschend, aber jedenfalls deutlich besser als die 
bisherige Heizungsanlage. Der WP-Inverter wird original über einen 
pt10000 geregelt. Ich habe diesen durch ein Potentiometer ersetzt und 
kann damit einigermaßen die Leistung des Inverters steuern. Die Regelung 
durch Potentiometer müsste jetzt  in die Heizungssteuerung (Atmega1284) 
eingebunden werden. Das Potentiometer hat offenbar Verbindung zur 
Netzspannung und müsste daher galvanisch getrennt werden.

Wie macht man dies am besten (einfachsten)?

von Rainer U. (r-u)


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vielleicht Optokoppler und Digitalpoti, aber zu wenige Informationen. 
Poste mal eine Schaltung.

von Grundschüler (Gast)


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Rainer Unsinn schrieb:
> Schaltung

Viel Schaltung gibt es da nicht. Ich habe nur den Temperaturfühler durch 
Poti und Widerstände ersetzt, so dass ich den Bereich 8k bis 11k 
austesten kann.  Relevant ist der Bereich 10,4k bis 10,9 k, wobei die 
Ergebnisse noch nicht konsistent sind. Die WP regelt aber auf 
Poti-Änderungen rauf bzw. runter.


Meine Überlegungen gehen derzeit in Richtung LDR, welches durch PWM-lED 
gesteuert werden könnte. Damit wäre das Problem galvanische Trennung 
erledigt.

von Udo S. (urschmitt)


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Der Poti hat Netzspannungspotential und du hast den so 
verbaut/rumliegen?

von grundschüler (Gast)


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Das mit dem LDR scheint zu funktionieren. Eine gute Alternative wäre 
vielleicht noch ein Motorpontiometer.

Der Inverter soll so gesteuert werden, dass nach Erreichen der 
Solltemperatur die Inverter-Stellung mit der günstigsten Az eingeregelt 
wird. Dazu muss die Temperaturdifferenz Vl/Rl und der Stromverbrauch 
erfasst werden. Die WP bekommt dann einen eigenen uc m328 der diese 
Auswertung übernimmt, die WP regelt und die Ergebnnisse per 1wire an de 
Heizungssteurung übermittelt.

von grundschüler (Gast)


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Nach Korrektur der Einbaurichtung des WMZ hat sich die gemessene 
Leistungsabgabe verdoppelt. Bei 118Watt Stromaufnahme werden 750Watt 
Wärme abgegeben. Die Effienzsteigrung zur alten Profi-Wärmepumpe liegt 
bei >2,5. Damit müsste auch eine Warmwasserbereitung mittels Wärmepumpe 
wirtschaftlich sein.

Problem ist jetzt die Erfassung des Stromverbrauchs an der Impuls-LED 
des Stromzählers. Meine Schaltung mit sfh300-Fototransistor und einem 
npn-Transistor funktioniert leider nicht. Am liebsten wäre mir eine 
fertige Lösung, z.B. 
http://www.ebay.de/itm/390797363619?_trksid=p2059210.m2749.l2648&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT
kann das in Kombination mit einer LED funktionieren?

von Grundschüler (Gast)


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etwas mehr Unterstützung hätte ich mir schon gewünscht. Lösung für das 
Problem Impulszähler war ein 4N35 Optokoppler parallel an die Impuls-LED 
angeschlossen. Ich habe jetzt eine brauchbare Erfassung sowohl der 
Stromaufnahme wie auch der Wärmeabgabe. Nächster Schritt ist der Umbau 
der Hydraulik für die WW-Bereitung.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Kann man dich auch per email erreichen? leapfrogs@arcor.de ginge auch. 
Oder du meldest dich hier an.

von Ebenso (Gast)


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> Bei 118Watt Stromaufnahme werden 750Watt Wärme abgegeben

Wie soll man dich unterstützen bei diesem Kauderwelsch.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Über Faktor 6 ?? Richtig gemessen?

von grundschüler (Gast)


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Ebenso schrieb:
> Wie soll man dich unterstützen bei diesem Kauderwelsch.

Unterstützung hätte ich mir in Bezug auf die Regelung des 
WP-Frequenzumrichters gewünscht. Was ist daran Kauderwelsch?

Die Regelung des Inverters ist inzwischen fertig. Der AVR simuliert per 
PWM-LED-LDR unterschiedliche NTC-Temperaturen. Damit lässt sich der 
Inverter brauchbar steuern.

Udo Schmitt schrieb:
> Der Poti hat Netzspannungspotential und du hast den so
> verbaut/rumliegen?

auf den berechtigten Hinweis inzwischen fesgeklebt.

Abdul K. schrieb:
> Über Faktor 6 ?? Richtig gemessen?
Die verbaute Klimaanlage ist mit einem COP von 5,6 angegeben. Die 
Leistungszahl meiner Anlage pendelt bislang um 5, bei niedrigen 
Drehzahlen auch mehr. Es war aber draußen noch nicht richtig kalt. Ich 
will die Leistungsaufnahme der Wp nach dem COP einregeln lassen. Sobald 
das Programm soweit ist, werde ich das Ergebnis hier einstellen.

von Thomas (kosmos)


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grundschüler schrieb:
> Der Inverter soll so gesteuert werden, dass nach Erreichen der
> Solltemperatur die Inverter-Stellung mit der günstigsten Az eingeregelt
> wird.

Nach erreichen der Solltemp ist es am effizientesten die WP 
auszuschalten. Und ansonsten solltest du versuchen auch beim Hochzeiten 
die WP im effizientesten Bereich laufen zu lassen. Der Inverter hat halt 
den Vorteil das man die WP bei niedriger Last langsamer laufen lassen 
kann der Wirkungsgrad fällt zwar etwas ist aber trotzdem besser als ein 
häufiges Takten.

von grundschüler (Gast)


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Versuch zur Einregelung auf einer bestimmten Leistungsaufnahme:
1
if(midea_klima_vl>500 )sbi(bool3,b3_Heissgas500);
2
3
//++++++++ PWM-Regelkreis elt +++++++++
4
5
regelkreis_soll=400;
6
cbi(bool3,b3_regelkreis_rising);
7
cbi(bool3,b3_regelkreis_falling);
8
if(regelkreis_alt<kw_elt)sbi(bool3,b3_regelkreis_rising);
9
if(regelkreis_alt>kw_elt)sbi(bool3,b3_regelkreis_falling);
10
11
12
if(kw_elt>regelkreis_soll && OCR1A<250 && gbi(bool3,b3_Heissgas500)
13
  && !gbi(bool3,b3_regelkreis_falling) && (kw_elt>250))
14
{OCR1A+=5;}
15
16
if(kw_elt<(regelkreis_soll-50) && OCR1A>130 && gbi(bool3,b3_Heissgas500)
17
  && !gbi(bool3,b3_regelkreis_rising))
18
{OCR1A-=5;}
19
regelkreis_alt=kw_elt;


Auf dem Bild gibt die untere rote Linie die Leistungsaufnahme wieder. 
Die Grüne Linie darüber zeigt die Leistungsabgabe an. Die blauen Punkte 
zeigen das Verhältnis elt zu therm. die obere gepunktete Linie zeigt den 
PWM-Wert.

Merkwürdig ist die stetige Steigung der grünen Linie - Leistungsabgabe - 
mit zunehmender Laufzeit. Müsste wegen steigender vl-Temperatur 
eigentlich abnehmen.

von grundschüler (Gast)


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Das Projekt nähert sich nicht der Vollendung aber doch einem sehr 
brauchbaren Zwischenstand. Leistunsaufnahme und wärmeabgabe werden 
erfasst und gespeichert. mit einem Testprogramm läuft die WP jeweils 
eine Stunde mit unter bestimmten Vorgaben:
1
//++++++++++++ schalter 1std +++++++++++++++++++++++++++++++
2
if ((min==0)){
3
e_elt_24hou+=elt_integral;
4
e_therm_24hou+=wmz_integral;
5
6
if (gbi(bool5,b5_maschinentest)){
7
mt_aussentemperatur[mt_zl]=tr_au;
8
mt_referenztemperatur[mt_zl]=tr_wzb;
9
mt_rgk[mt_zl]=regelkreis_soll;
10
mt_therm[mt_zl]=(wmz_integral+5)/10;
11
mt_elt[mt_zl]=(elt_integral+5)/10;
12
mt_zl++;
13
regelkreis_soll=testdaten[mt_zl];
14
if(mt_zl>13)cbi(bool5,b5_maschinentest);
15
}//b5_maschinentest
16
17
elt_integral=0;
18
wmz_integral=0;
19
}
20
//------------ schalter 1std -------------------------------
Das Ergebnis ist am oberen Rande der Erwartungen. Bei der letzten 
Messreihe läuft die WP wegen einem Überlauf beim Sollwert ungewollt 
unter Vollast. Knapp 6 kW Wärmeabgabe aus 943 Watt Aufnahme. Da ist 
sicher noch eine Überprüfung der Messung der Stromaufnahme erforderlich, 
aber das Ergebnis ist jedenfalls von der Tendenz her nicht schlecht.

von Thomas (kosmos)


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da macht der Hersteller selber aber irgendetwas falsch oder hält er sich 
an die Physik?

Welches Gerät hiervon hast du?

http://www.mideagermany.de/fileadmin/user_upload/AC/SplitInverter/DB_MS11M6-Serie.pdf

Da diese nur eine Wärmeleistung von 3,5 bzw 4,9 kW/h haben die max. 
Leistungsaufnahme beim Heizen beträgt 1,8 bzw. 2,3 kW/h

von grundschüler (Gast)


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Thomas O. schrieb:
> hält er sich an die Physik

Der Hersteller misst bei einem Temperaturhub von 7° auf 35°

Ich habe Vorlauftemperaturen zwischen 26° und 30°, mithin einen sehr 
geringen Temperaturhub.

Ich habe dieses Gerät:
http://www.ebay.de/itm/Midea-X-Split-MSX-super-high-performance-2-5-kW-/321113755500?nma=true&si=8i1wiY4bHDc7Jl1WEwRQJMT53yY%253D&orig_cvip=true&rt=nc&_trksid=p2047675.l2557

Gibt es zu diesem Preis leider nicht mehr.

Bei der Messung der Wärmeabgabe bin ich mir relativ sicher, weil der 
Durchflusswert vom Wärmemengenzähler kommt und weil die 
Temperaturdifferenz mit Anlegefühlern eher zu gering gemessen wird.

Die Messung der Stromaufnahme ist wegen Störungen infolge der 
Leitungslänge problematisch, Ich habe das vor einiger Zeit mit dem 
Stromzähler abgeglichen, müsste das aber noch einmal wiederholen. Völlig 
aus dem Ruder läuft das aber sicher nicht.

von Thomas (kosmos)


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der geringe Temperaturhub läßt aber auch auf weniger Leistung schließen, 
ich sehe auf dem Bild eine elektronische Umwälzpumpe und diese haben 
auch nicht umbedingt die größten Durchflussmengen.

Und der Hersteller gibt eine max. Heizleistung von 3,6 kW/h an und du 
holst da 6kW raus.

Ich denke mit deinen Messwerten klappt das noch nicht so gut.

von grundschüler (Gast)


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Thomas O. schrieb:
> der geringe Temperaturhub läßt aber auch auf weniger Leistung schließen

nein, Leistung ist Arbeit durch Zeit. Der Temperaturhub ist deswegen 
gering, weil der Durchfluss von Wasser durch den WT groß ist. Die Pumpe 
-25/6- ist relativ kräftig und läuft auf höchster Stufe. Die zur 
Verfügung stehende Wärme wird an eine große Menge Wasser abgegeben.

Zur Kontrolle habe ich hier nicht nur den geeichten Wärmemengenzähler - 
bei dem zwar die Eichfrist abgelaufen ist - sondern auch die Erfahrung 
aus dem Betrieb der alten Heizungsanlage. Eine Veschlechterung der 
Heizleistung ist praktisch nicht festzustellen obwohl der Stromverbrauch 
um 2/3 gesunken ist.

Zu den Angaben des Herstellers kann ich wenig sagen. Teilweise werden 
baugleiche Klimaanlagen aber mit verschiedenen Leistungsklassen 
angeboten und unterscheiden sich nur in der Steuerung. Vielleicht ist 
auch der Wärmeübergang Luft/Wasser effektiver als der Übergang 
Luft/Luft.

von Thomas (kosmos)


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ja genau auf diese 25/6er Hocheffizienspumpen wollte ich hinaus die 
bringen nämlich nicht viel Durchfluss 25 sagt ja nur was über den 
Anschluß aus und die 6 ist die max. Förderhöhe von 6 Metern also 0,6bar 
Druck. Wobei die aber ab 0,3bar schon mächtig in die Knie gehen weil sie 
ja Strom sparen sollen. Ein Förderdiagramm wäre hier interessant.

Kannst du dir den Durchfluss an deinem WMZ anzeigen lassen, denke mal 
das da um die 1300 l/h bei rauskommen.

von grundschüler (Gast)


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Förderhöhe 6m ist Förderhöhe 6m. Ob hocheffizient oder nicht ist egal.

Bei EFH gibt es meines Wissens nur 4m oder 6m-Pumpen. 6m ist jedenfalls 
für ein EFH schon recht ordentlich. Der WMZ zeigt 724l Durchfluss an. 
Mit diesem Durchfluss und der Temperaturdifferenz wird die abgegebene 
Wärmemenge berechnet:
kwtherm(Durchflusserwärmung/1h): Q=4182*l/h*DeltaT/3600[kWh]
1
void auswertung_wmz(void){
2
//current can not exceed 10mA, 330 pulses/liter,
3
//Messung Zeit für Durchfluss 1000l/h => 92 imps/sec
4
5
//kwtherm/Speichererwärmung: Q=4182*l*DeltaT/3600[kWh]
6
//kwtherm/Durchflusserwärmung-1h: Q=4182*l/h*DeltaT/3600[kWh]
7
8
q1_l_hou=840;
9
//kw_therm=((u32)midea_heiz_vl-midea_heiz_rl)*q1_l_hou*4182/3600;//=>*1,1617
10
kw_therm=((u32)midea_heiz_vl-midea_heiz_rl)*q1_l_hou/10*697/600;//=>*1,167
11
wmz_integral=wmz_integral+((kw_therm+3)/6);
12
13
//q_imp=isr_imp;
14
q_imp60[min%60]=isr_imp;
15
16
//q1_l_hou=(uint16_t)isr_imp*111/20;//=136imps=>756l
17
//q1_l_hou=(uint16_t)isr_imp*351/10;//=215imps=>756l
18
q1_l_hou=(uint16_t)isr_imp*42/9;//=215imps=>756l
19
//q1_l_hou=(uint16_t)isr_imp*97/25;
20
//tsx02("l/h",q1_l_hou);
21
22
23
//kw_therm=((u32)midea_heiz_vl-midea_heiz_rl)*(isr_imp)*697/1000;
24
//kw_therm=((u32)midea_heiz_vl-midea_heiz_rl)*136*697/1000;//=>94,79
25
//jede Minute*Faktor10
26
27
kw_therm6[min%60]=kw_therm;
28
29
tsx09("imp ",isr_imp);
30
tsx02("pwm ",OCR1A);
31
tsx04("imp ",isr_imp);
32
tsx06("elt ",kw_elt);
33
//if(q1_l_hou<5 && gbi(bool2,b2P1an)) wp_p1_ww_schalten(WPausP1aus);
34
35
36
tsx10("elt ",kw_elt);
37
tsx11("eTh ",kw_therm);
38
tsx12("az ",kw_therm/kw_elt);lw(",");li((kw_therm*10/kw_elt)%10);
39
40
//if(e_therm_60min==0){
41
tsx04("he",elt_integral/10);
42
tsx06("ht",wmz_integral/10);
43
tsx08("az ",wmz_integral/elt_integral);lw(",");li((wmz_integral*10/elt_integral)%10);
44
/*}else{
45
tsx04("he",e_elt_60min/10);
46
tsx06("ht",e_therm_60min/10);
47
tsx08("az ",e_therm_60min*10/e_elt_60min);lw(" ");
48
}*/
49
tsx03("de",e_elt_24hou/10);
50
tsx05("dt",e_therm_24hou/10);
51
tsx07("az ",e_therm_24hou/e_elt_24hou);lw(",");li((e_therm_24hou*10/e_elt_24hou)%10);
52
}
53
54
#if 0 //Gradzahlen
55
Januar    5,484  170
56
Februar    5,357  150
57
März    4,194  130
58
April    2,667  80
59
Mai      1,290  40
60
Juni    0,444  40/3
61
Juli    0,430  40/3
62
August    0,430  40/3
63
September  1,000  30
64
Oktober    2,581  80
65
November  4,000  120
66
Dezember  5,161  160
67
#endif

an den Auskommentierungen siehst du, dass ich da einige Zeit 
experimentiert habe. Das Ergebnis stimmt aber jetzt mit der Anzeige des 
WMZ weitestgehend überein und ist deswegen plausibel. Abweichungen 
beruhen auf geringfügigen Differenzen bei den Temperaturmessungen. So 
ein WMZ ist schon eine tolle Sache.

von grundschüler (Gast)


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Nachtrag: Das ist älterer code. Ich habe hydraulischnoch was verändert. 
q ist jetzt entspechend der Anzeige des WMZ auf 724l gesetzt, weil die 
Interuptauswertung des zusätzlich verbauten Impulszählers noch nicht gut 
genug funktioniert.

von Thomas (kosmos)


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4 oder 6 Meter sagen nur aus das die Pumpe das Wasser überhaupt bewegen 
kann ob sie bei diesen Druckverhältnissen 0,5 oder 3m³ Wasser bringen 
sieht man nur im Förderdiagramm, die meisten Hocheffizienspumpen kommen 
nicht über 1,5m³ hinaus, und danach wirds richtig teuer bei den 
HE-Pumpen

Hast du einen Warmwasserspeicher? Da kannst du es sehr gut messen in dem 
du einfach die Zeit stoppst und die Verbrauchte Leistung am Zähler 
abliest.

z.B. von 30 auf 50°C

100(Liter)*1,16(Wärmekapazität von Wasser)*20(delta)=2320 Watt

Anbei noch ein Diagramm wo du mal deine 0,7m³/h eintragen kannst um zu 
sehen obs plausibel ist.

von grundschüler (Gast)


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Thomas O. schrieb:
> 100(Liter)*1,16(Wärmekapazität von Wasser)*20(delta)=2320 Watt
Das ist exakt die Formel mit der ich die Warmwasserbereitung geprüft 
habe:
//kwtherm/Speichererwärmung: Q=4182*l*DeltaT/3600[kWh]



> noch ein Diagramm wo du mal deine 0,7m³/h eintragen
Das Diagramm ist die Umsetzung der Formel
//kw_therm=((u32)midea_heiz_vl-midea_heiz_rl)*q1_l_hou*4182/3600;//=>*1, 
1617
Beispiel 6kW DeltaT 5°:
l=Q/DeltaT/1,1617
l=6000/5/1,167=1028l => In deinem Diagramm 1,0

Das Diagramm fängt bei 5kW an. Hier sind es im Augenblick At 10,7°. Um 
die Temperaqtur im Haus zu halten brauche ich 2,8kW/h. Die WP läuft 
deswegen zur Zeit mit 408 Watt Leistungsaufnahme. Den Wert für 2,8 kW/h 
findet man in deiner Tabelle nicht.

von Thomas (kosmos)


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wo kommen die 4182 her und wieso *1 und nicht *1,167?

Wenn das wirklich alles passt kann man dir gratulieren die meisten haben 
das Problem das die WP ziemlich groß ist um bei Minustemperaturen noch 
etwas zu bringen und bei diesen milden Temperaturen nur am Takten sind.

von grundschüler (Gast)


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Thomas O. schrieb:

> wieso *1 und nicht *1,167?
...q1_l_hou*4182/3600;//=>*1,1617
liegt am Zeilenumbruch

4,182 ist die spezifische Wärme von Wasser in Watt*sec
1,1617 ist die Umrechnung in kWh

4182 => *1000 um Fließkomma zu vermeiden



> die meisten haben das Problem das die WP ziemlich groß
Genau diese Problem hatte ich mit meiner alten WP, die die 10kw, mit der 
sie angegeben ist, nicht im Heizsystem unterbringen konnte:
Beitrag "Re: Heizungssteuerung Wärmepumpe Fußbodenheizung"

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