Hallo Miteinander,
ich habe zu dem Thema schon seit einiger zeit gesucht, aber nichts
eindeutiges gefunden, bzw immer nur eine Seite der Lösung meines
Problems gefunden. Ich selber bin was Elektronik angeht ein ziemlicher
Laie, habe im Studium nur Grundlagen von Mikrocontrollern gehabt und
etwas C++ programmierung. Ich würde dennoch gerne folgendes Projekt
realisieren:
Ich bin dabei eine großflächige Solarthermieanlage auf mein Dach zu
montieren, es handelt sich hierbei um 20qm verteilt auf zwei parallele
Stränge a 5 platten. Diese sind an einem plattenwärmetauscher und einer
pumpstation mit Notkühlung angebunden welche den Solekreis schließen.
Da ich als Pufferspeicher erst einmal nur 1000l Schichtleitspeicher zur
verfügung habe ist die Solaranlage im sommer massiv überdimensioniert.
Deswegen die Pumpstation mit Notkühlung, im Grunde kann man sich den
Solekreislauf wie einen Kühlmittelkreislauf im KFZ vorstellen, die Sole
wird von der Pumpe im kreis gepumpt und wenn im Rücklauf die Temperatur
über 87°C steigt wird von einem normalen Thermostaten ein alternativer
kreis geöffnet, welcher das Wasser über einen großen kühlter zieht.
Dieser kühler führt also im falle einer fehlenden Abnahme der Wärme
durch den Plattenwärmetauscher die überschüssige Temperatur an die
Umgebungsluft ab.
Die Pumpe für diesen Kreislauf muss zwei Kriterien erfüllen: zuverlässig
bei sonne laufen und die nötige Fördermenge schaffen (welche Abhängig
von der Sonnenstrahlung ist, aber unkritisch aufgrund der Systemtrennung
über den PWT) und die hohen Temperaturen um Solekreis aushalten.
Ich hätte den Solekreis gerne autark, damit auch bei Stromausfall keine
Stagnation eintreten kann, gleichzeitig bietet es sich absolut an, die
Energie für die Zirkulation aus Photovoltaik bereit zu stellen, weil
somit eine Regelung und Abschaltung der Pumpe unnötig ist, sie läuft
wenn die sonne scheint und fertig.
Als Umwälzpumpe Eignet sich die Pierburg CWA 50 oder Bosch pce aus der
KFZ-Industrie. Beide Pumpen laufen auf 12V-16V DC spannungsniveau und
haben in etwa 50W. Beide liefern den von mir benötigten Volumenstrom im
Maximalpunkt (maximal zulässiger Volumenstrom im Kollektor 1500l/h bei
meiner Verschaltung).
Ich würde diese pumpe gerne direkt von einem Photovoltaikpaneel mit zB
100w Leistung betreiben, jedoch brauche ich eine Steuerung welche
folgendes können sollte:
1.
Den PWM-Eingang oder LIN-Bus der Pumpe abhängig von der durch das
Photovoltaikpaneel zur Verfügung gestellte Leistung ansteuern um diese
Leistung effizient zu nutzen (Im Grunde ne art MPP-tracking mit pwm
Ansteuerung der pumpe als Ausgang?!)
2.
Eine Zwangsabschaltung der Pumpe wenn ein Temperatursensor weniger als 5
°C am Plattenwärmetauscher ausgibt (wegen Frostgefahr im
PWT-Heizungskreis)
3. Eine Begrenzung der maximalen Spannung an der Pumpe auf die höchste
zulässige Spannung.
Nice to have wäre noch eine Lüftersteuerung die bei entsprechender
Temperatur eine Durchströmung des Kühlers mit Umgebungsluft realisiert,
das ist aber auch so recht einfach zu lösen.
Meine Frage an Euch ist: Gibt es so etwas vielleicht schon fertig? und
wenn nein, wie würdet ihr so eine Steuerung aufbauen?
Zur Pumpe von Pierburg gibt es online eine Erklärung wie man sie via PWM
ansteuern kann:
http://webpages.charter.net/n8nxf/EVTV%20Pierburg%20CWA-50%20Coolant%20Pump.pdf
Viele Grüße,
Thibaut
Thibaut R. schrieb:> Als Umwälzpumpe Eignet sich die Pierburg CWA 50 oder Bosch pce aus der> KFZ-Industrie.
Nur mal als kleine Anregung:
Eine KFZ Wasserpumpe ist normalerweise als Verschleißteil konzipiert und
hat eine Lebensdauer von max. 2000-5000 Stunden.
Das heisst die kann bei deiner Anwendung in 2-3 Jahren locker erreicht
werden.
Nicht unbedingt das was du bzgl. Zuverlässigkeit erreichen willst.
Daten aus deinem Link:
Flow rate: 0 – 30 LPM
Lifetime: 6,000 hrs
Thibaut R. schrieb:> Beide liefern den von mir benötigten Volumenstrom im> Maximalpunkt (maximal zulässiger Volumenstrom im Kollektor 1500l/h bei> meiner Verschaltung).
Noch schlimmer. Diese Pumpen sind meines Erachtens nicht vollastfest.
Wie lange läuft denn ein Motor in einem PKW unter Vollast? Länger als
ein paar Minuten nie, so leer ist keine Autobahn.
Wenn du die also ständig über Stunden (Mittagszeit) in Vollast betreibst
dann wage ich zu bezweifeln daß die auch nur die angegebenen 6000h
schafft.
Wenn dann würde ich mich zumindest nach Pumpen umsehen, die in
Industriemotoren oder zumindest LKW Motoren benutzt werden.
Thibaut R. schrieb:> Die Pumpe für diesen Kreislauf muss zwei Kriterien erfüllen: zuverlässig> bei sonne laufen und die nötige Fördermenge schaffen (welche Abhängig> von der Sonnenstrahlung ist, aber unkritisch aufgrund der Systemtrennung> über den PWT) und die hohen Temperaturen um Solekreis aushalten.> Ich hätte den Solekreis gerne autark, damit auch bei Stromausfall keine> Stagnation eintreten kann, gleichzeitig bietet es sich absolut an, die> Energie für die Zirkulation aus Photovoltaik bereit zu stellen, weil> somit eine Regelung und Abschaltung der Pumpe unnötig ist, sie läuft> wenn die sonne scheint und fertig.
Die ideale Pumpe nennt sich "Schwerkraft und thermische Ausdehnung".
Damit kann man eine schöne Thermosiphonkühlung bauen.
Schreiber schrieb:> Die ideale Pumpe nennt sich "Schwerkraft und thermische Ausdehnung".> Damit kann man eine schöne Thermosiphonkühlung bauen.
Das stimmt, aber dann muss auch das Bauliche dazu passen.
Leider sind meist die Kollektoren über dem Speicher, wäre auch blöd die
unter das Haus zu bauen, da ist zu viel Schatten :-)
Thibaut R. schrieb:> Als Umwälzpumpe Eignet sich die Pierburg CWA 50 oder Bosch pce aus der> KFZ-Industrie. Beide Pumpen laufen auf 12V-16V DC spannungsniveau und> haben in etwa 50W. Beide liefern den von mir benötigten Volumenstrom im> Maximalpunkt (maximal zulässiger Volumenstrom im Kollektor 1500l/h bei> meiner Verschaltung).
Die üblichen Heizungsumwälzpumpen laufen nicht nur mit Wechselstrom,
sondern auch mit Gleichstrom, 320V DC sind ideal. Möglich macht das der
(zwecks Senkung des Stromverbrauchs) in die Pumpe eingebaute Umrichter.
...gibt auch noch einige ältere Pumpen (ohne Elektronik) die nur mit
wechselstrom laufen, aber sowas verbaut heute keiner mehr.
Hi Miteinander,
Danke für die Anregungen :)
Leider haben die modernen Hocheffizienzpumpen keinen besseren Ruf als
die von der KFZ industrie... der Pumpentyp der Bosch PCE und Pierburg
CWA ist im Grunde die selbe technologie wie die genannten
Hocheffizienten pumpen.
Dennoch ist es interessant dass diese wohl auch mit Gleichstrom geht,
gibt es hier möglichkeiten einzugreifen und das spannungsniveau zu
beeinflussen? 230V wären ein bischen viel um es mit einem 100W modul
direkt zu erzeugen.
Ich habe hier noch eine Wilo stratos pico bei der die platine komplett
abgesoffen ist, vieleicht kann man diese ja wieder wecken.
Was den Schwerkraftumlauf angeht, der Plattenwärmetauscher der die Wärme
abnimmt befindet sich sogar tatsächlich auf etwas höherem Niveau als die
paneele, jedoch gehe ich davon aus, das der innere Strömungswiderstand
in den filigranen Röhrchen der Panele zu hoch ist und die Sole zu dick.
Grüße,
Thibaut
Thibaut R. schrieb:> Leider haben die modernen Hocheffizienzpumpen keinen besseren Ruf als> die von der KFZ industrie... der Pumpentyp der Bosch PCE und Pierburg> CWA ist im Grunde die selbe technologie wie die genannten> Hocheffizienten pumpen.> Dennoch ist es interessant dass diese wohl auch mit Gleichstrom geht,> gibt es hier möglichkeiten einzugreifen und das spannungsniveau zu> beeinflussen? 230V wären ein bischen viel um es mit einem 100W modul> direkt zu erzeugen.
Die hocheffizienten Heizungspumpen sind normalerweise zuverlässig und
haltbar, allerdings nicht so haltbar wie die normalen Heizungspumpen.
Magnetischen Schlamm oder Dreck im Wasser mögen diese Pumpen allerdings
gar nicht. Ein Schlammabscheider vor der Pumpe ist überaus ratsam.
Übrigens brauchen die beim Betrieb mit Gleichstrom nicht 230V sondern
320V. Wegen dem eingebauten Brückengleichrichter...
Noch einfacher wäre es aber einen handelsüblichen Wechselrichter an das
Solarmodul anzuschließen und eine "normale" Heizungspumpe zu verwenden.
Thibaut R. schrieb:> Was den Schwerkraftumlauf angeht, der Plattenwärmetauscher der die Wärme> abnimmt befindet sich sogar tatsächlich auf etwas höherem Niveau als die> paneele, jedoch gehe ich davon aus, das der innere Strömungswiderstand> in den filigranen Röhrchen der Panele zu hoch ist und die Sole zu dick.
Den Wärmetauscher weiter nach oben verlegen? Wenn nicht, messen und
rechnen. Eine leichte Dampfblasenbildung im Kühlmittel fördert den
Umlauf, das funktioniert nach dem Prinzip Mammutpumpe, auch bekannt von
Kaffeemaschinen. Das kann man auch in einem geschlossenen Kreislauf
anwenden.
Schreiber schrieb:> Thibaut R. schrieb:>> Leider haben die modernen Hocheffizienzpumpen keinen besseren Ruf als>> die von der KFZ industrie... der Pumpentyp der Bosch PCE und Pierburg>> CWA ist im Grunde die selbe technologie wie die genannten>> Hocheffizienten pumpen.>> Dennoch ist es interessant dass diese wohl auch mit Gleichstrom geht,>> gibt es hier möglichkeiten einzugreifen und das spannungsniveau zu>> beeinflussen? 230V wären ein bischen viel um es mit einem 100W modul>> direkt zu erzeugen.>> Die hocheffizienten Heizungspumpen sind normalerweise zuverlässig und> haltbar, allerdings nicht so haltbar wie die normalen Heizungspumpen.> Magnetischen Schlamm oder Dreck im Wasser mögen diese Pumpen allerdings> gar nicht. Ein Schlammabscheider vor der Pumpe ist überaus ratsam.
Schlamm sollte im Primärkreis überhaupt kein Thema sein, es wird hier
keine eisenhaltigen Werkstoffe geben (vom Plattentauscher aus V2A
abgesehen), die Rohrleitungen sind alle kupfer, fittinge wo nötig, sind
aus Rotguß, das thermostat und der Notkühler sind Aluteile.
>> Übrigens brauchen die beim Betrieb mit Gleichstrom nicht 230V sondern> 320V. Wegen dem eingebauten Brückengleichrichter...> Noch einfacher wäre es aber einen handelsüblichen Wechselrichter an das> Solarmodul anzuschließen und eine "normale" Heizungspumpe zu verwenden.
Ok, verstehe, aber bei einem einfachen wechselrichter hätte ich das
problem, dass ich die pumpe nicht in ihrer leistungsaufnahme an die
einstrahlung des Panels anpassen kann. Der Gedanke ist ja bei der
Geschichte, dass ich ein Pumpe möchte welche in ihrer Leistung der
Sonneneinstrahlung folgt, anderenfalls bräuchte ich deutlich mehr
solarfläche um auch im schwachlichtbetrieb noch die pumpe laufen zu
lassen, wo sie dann aber wiederum eigentlich zu schnell laufen würde.
Um die Zuverlässigkeit der Pumpen zu erhöhen wäre auch ein
Parallelbetrieb zweier Pumpen denkbar, mit Rückschlagventilen
ausgestattet sollte das kein Thema sein. Diese Pumpen sind wirklich
superbillig zu bekommen und die Verfügbarkeit wird in den nächsten
Jahren noch weiter steigen weil die ganzen Turbo-kisten von VW und BMW
die drin haben und diese Fahrzeuge ja schon für den Mülleimer gebaut
werden (die Pumpe ist deutlich haltbarer als die Maschine ;) ) Auch nett
bei den dingern ist ihre Diagnosefähigkeit, ähnlich den heutigen
Hauspumpen haben sie umfangreiche sensor-möglichkeiten verbaut und geben
via BUS schnittstelle infos über ihren zustand weiter. Es wäre als auch
möglich zb einen alarm bei Fehlern zu schalten und eine zweite pumpe
dann als Reserve zu schalten.
> Thibaut R. schrieb:>> Was den Schwerkraftumlauf angeht, der Plattenwärmetauscher der die Wärme>> abnimmt befindet sich sogar tatsächlich auf etwas höherem Niveau als die>> paneele, jedoch gehe ich davon aus, das der innere Strömungswiderstand>> in den filigranen Röhrchen der Panele zu hoch ist und die Sole zu dick.>> Den Wärmetauscher weiter nach oben verlegen? Wenn nicht, messen und> rechnen. Eine leichte Dampfblasenbildung im Kühlmittel fördert den> Umlauf, das funktioniert nach dem Prinzip Mammutpumpe, auch bekannt von> Kaffeemaschinen. Das kann man auch in einem geschlossenen Kreislauf> anwenden.
Den Plattentauscher zu versetzen wäre jetzt ziemlich aufwändig, weil er
im Kniestock eingeplant ist wo er im Innenraum nicht stört, der
Dachstuhl ist ausgebaut. auch würde mir die beschriebene Blasenpumpe
erst helfen wenn das Medium am sieden ist, was zwar toll für den
Wärmeübergang und die pumpleistung ist, aber schlecht für das
Solarmedium und erst bei relativ hohen temperaturen eintritt, somit
würde das im hochsommer sicher funktionieren, im Winter und der
Zwischenjahreszeit aber nicht.
Hallo, was ist draus geworden? Läuft die CWA-Pumpe? Ich würde auch eine
betreiben wollen, aber welche PWM-Form benötigt wird, konnte ich bis
jetzt noch nicht herausfinden. Wer weiß da mehr? Vielen Dank.
Die Pumpen haben idR einen Bereich unten und einen Bereich oben im pwm,
der was besonderes macht. Abschalten oder Nachlauf konfigurieren oder
sowas. Dazwischen z.b. 20 und 80% lässt sich die Drehzahl einstellen.
Die Pumpen mögen keinen Trockenlauf und schalten dann evtl ab.
Lebensdauer wie beschrieben sehr begrenzt.
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