Hallo MEXX,

es steht ja noch ein Vorschlag meinerseits zur "Frostsicherung Haus 2" aus. Dazu hier nun mein Vorschlag mit Optionen. Doch zuvor noch folgende Anmerkungen zum Verständnis. Die von dir/mir bisher in LOGO_3 hergestellte Verknüpfing der Signale der Thermostatschaltuhren und der Signale zu Aktivierung der beiden Boilerladepumpen führt nur dazu, dass (bei entsprechendem Schaltsignal der LOGO-Uhr B006) Q3 bei vorhandenem Wärmebedarf eines (oder beider) Heizkreise und eines (oder beider) Boiler in den Heizmodus geschaltet wird (ich halte dies zwar nicht für zielführend, doch dazu später). Das Schalten der Thermostatschaltuhren (insb. von Haus 2) läßt aber KEINEN Rückschluss auf das Temperaturniveau (Normalbetrieb oder Frostschutz) zu. Dazu ist in jedem Fall eine zusätzliche Information oder ein zusätzliches Signal erforderlich! Deshalb hier nun mein Vorschlag:

Modifikation LOGO_2:
a) Du läßt alles wie es ist (gemäß deiner Angabe "Brennstoffkosten sind belanglos").

b) Im Gegensatz dazu schaltest du den Boiler_2 im "Frostschutzmodus Haus2" vollständig ab und lässt ihn auskühlen bis der Modus beendet wird. Vorteile sind höchste Energieeinsparung und gerinste Anzahl an benötigten Blöcken (in der LOGO_2). Ich favorisiere diese Version allerdings noch aus folgender Überlegung...Das Haus - und damit doch wohl auch der Aufstellraum des Boilers_2 - werden ja durch den Heizungsbetrieb frostfrei gehalten, so dass der Boilerinhalt auch stets frostfrei bleibt! Andernfalls müssten auch ALLE Leitungen vor und nach dem Boiler_2 "warm" gehalten werden !?. Erreichen ließe sich diese Funktion "vollständiges Auskühlen" entweder durch das "Einschleifen" eines Software-Schalters unmittelbar vor dem Ausgang Q2 (und nach B116) oder du fügst statt dessen ein UND an dieser Stelle ein und führst einen externen Eingang als 2. Signal an diesen UND-Block mit invertiertem Pin (im Sinne eines Schalters). Den externen Schalter (ON = Frostmudus) kannst du dann entweder kabelgebunden oder kompfortabel per Funk (z. B. System FS20 von ELV.de) an der Thermostatschaltuhr_Haus_2 positionieren.

c) Die dritte Variante besteht in der Anpassung der Schalttemperaturen für den Boiler 2. Da leider bei den entsprechenden Blöcken die Parameter nicht durch Verweise definiert werden können, müssen die Blöcke B112 und B104 (EIN-/AUS-Schaltschwellen) 1 x kopiert werden und identisch, wie die beiden Originale, verschaltet werden! Die Parameter "EIN" und "DELTA" können dann für den Frostbetrieb modifiziert werden. Dann kanst du entweder einen Software-Schalter (mit HIGH am Eingang) oder besser wie unter b) einen externen Eingang zur Auswahl eines der beiden identischen Schaltungsstränge verwenden, indem du das Eingangssignal an B104 legst - mit invertiertem Pin - und direkt an den entsprechenden (zuvor kopierten) Block des anderen Pfades (In = ON....Frostschutzbetrieb EIN), so dass stets nur eines der Prüfergebnisse der Temp-Vorgaben nach B116 gelangen kann.

Für die Definition der Parameter "EIN" und "DELTA" für den Frostbetrieb stehen dir insb. folgende Varianten offen:
1. Erhöhen von "Delta", um den Schaltpunkt des Ladens zu deutlich tieferen Temp. zu verschieben. Dies hat eine "mittlere" Energieeinsparung zur Folge und den Nachteil, dass (besonders bei gut isoliertem Boiler) der Bereich der "Salmonellenbildungstemp." lange (und wiederholt) gehalten bzw. duchlaufen wird.

2. Deutliches Verringern des Parameters "EIN", bei unverändertem "DELTA", um nach dem "Auskühlen" nur eine Minimaltemp. (von z. B. 10-20 °C) zu halten.

gleichzeitige Modifikation LOGO_1:
Wenn du in der LOGO_2 einen externen Schalter verwendest, und diesen parallel auch an die LOGO_3 legst, dann kann auch bezüglich der Wirkung des Thermostatschaltuhr-Eingangs_Haus_2 eine komfortabel abgesicherte Modifikation eingeführt werden, die sicherstellt, dass unabhängig von der Einstellung der LOGO-Schaltuhr B006 (HZK-Absenkung oder HZK-Abschaltung+Gluterhaltung) im "Frostbetrieb" stets der Heizkreis 2 abgeschaltet (und Gluterhaltung möglich) wird. Dazu ist der letzte verfügbare Block als OR zwischen die Schaltuhr B006 und B130 "Uhr_Th_2" zu schalten. Der o. g. externe Eingang (=Schalter ON: Frostsicherung von Haus 2) muss dann als 2. Signal an dieses eingefügte OR gelegt werden. Ich hoffe die Funktionen und Optionen sind verständlich geworden.

Alternativ kann der Frostschutzbetrieb auch (gleichzeitig) für beide Häuser realisiert werden: In LOGO_3 wird das o. g. eingefügte OR einfach unmittelbar hinter B006 gelegt und der OR-Ausgang (anstelle von B006) mit den beiden UND verbunden. In der LOGO_2 wird ggf. auch der Boiler 1 analog zum Boiler_2, wie oben beschrieben, mit 2 zusätzlichen Blöcken und dem selben externen Eingang verschaltet. Boiler 1 wird dann im Gegensatz zu Boiler 2 ggf. zusätzlich durch Solarwärme, wie sonst auch, geladen.

Auf der Basis meiner eigenen Vorplanungen einer neuer Heizungsanlage habe ich noch folgende Anmerkungen, die du mir hoffendlich nicht übel nimmst:

Wie bereits mehrfach angedeutet, halte ich die Verknüpfung der Thermostatschaltur- und Boilerlade-Signale mit der Funktion Gluterhaltung/Heizbetrieb zumindest für nungünstig. Begründung:
Ich verstehe deine Anlage so...beide Heizkreise und die beiden Boiler werden aus den in Serie (d. h. an einer Zapfstelle) geschalteten Pufferspeichern mit Wärme versorgt (wobei Boiler 1 zusätzlich direkt Solar geladen wird). Der Gesamtpuffer wird vorrangig solar geladen, wenn die Versorgungstemp. an der Zapfstelle (Ausgang Puffer 1) nicht ausreicht durch den Hackschnitzelkessel geladen und schließlich (ich vermute wenn dieser nicht ausreicht bzw. zu langsam Wärmeleistung liefert) durch den Zusatzherd auf ein absolutes Minimum gebracht. Je nach Auslegung der Solarwärmeleistung übernimmt diese das Laden der Puffer und die Kessel ergänzen diese Wärmeleistung, wenn erforderlich. Die Kessel laufen also möglichst im "Stand by" bzw. schalten sich bei Bedarf (rechtzeitig) zu. Dementsprechend gibt es auch nur EINE Entnahmestelle für Heizwasser zu den Verbrauchern, nämlich direkt am Puffer 1 oben (vgl. unten).

Verschiedene deiner Schaltungsteile arbeiten dagegen anders: Der Kessel wird stets aktiviert und liefert Wärme, wenn einer der Heizkreise aktiv ist oder ein Boiler geladen werden muss...so wird meines Erachtens der Wärmeinhalt der Pufferspeicher stets hoch gehalten und nicht vorrangig genutzt. Besonders deutlich wird dies vielleicht bei der Frostschutzhaltung, denn dazu sind nur vergleichsweise geringe Wärmemengen erforderlich (Boiler 2 nahezu aus, Heizkreise benötigen nur zeitweise geringe Wärmemengen), so dass ggf, die Solarladung der Puffer ausreicht, aber in LOGO_3 wird auch bei nur geringer Ladetemperatur eines Boilers oder eines Heizkreises in jedem Fall (und unabhängig von der Ladetemperatur des Puffers bzw. der Puffer) der Hackschnitzelkessel hochgefahren!? ...reine Verschwendung - oder?

Dabei ist mir auch noch aufgefallen, dass die Strömungsrichtungen aus dem Hackschnitzelkesselvorlauf und dem Pufferausgang zu den Verbrauchern NICHT eindeutig ist, denn die Verbraucher sind stets mit beiden verbunden. So strömt stets Medium aus beiden Wärmequellen zu den Verbrauchern (Dein Schaltungsteil zum Laden der beiden Boiler zeigt dies auch deutlich), so dass sich auch nur eine Mischungstemperatur einstellt, mit der die Verbraucher versorgt werden (was bei deutlichen Temperaturunterschieden deutliche Leistungsverluste mit sich bringt). Meines Erachtens solltest du dies mit deinem Heizungsbauer klären und deine LOGO-Schaltung in jedem Fall modifizieren. Sollte der Hackschnitzelkessel eine zu lange Zeit benötigen um beim Wechsel aus der Gluthaltung in den Heizbetrieb zügig Wärme liefern zu können, findet sich vielleicht ein Zusatzkriterium (aus den Temperaturen der Pufferspeicher und ggf. der Boiler in Verbindung mit der Kollektortemperatur bzw. der aktuellen Solarwärmeleistung) um dies auszugleichen und den Kessel rechtzeitig in den Heizbetrieb zu schalten, anstelle eines ständigen Heizbetriebes des Hackschnitzelkessels!

Was passiert eigendlich (bzw. muss passieren) , wenn die Puffer + Boiler 1 vollständig geladen sind und weiterhin Solare Wärme anfällt?

MfG
Betel

Hallo Torsten, hallo MEXX,

also das was der käufliche Solarregler macht, kann KEINE PWM ( Pulsweitenmodulation) sein, denn damit lassen sich nur Gleichstrommotoren in der Drehzahl (und damit der Volumenstrom einer Pumpe) regeln/steuern, mit PWM-Frequenzen, die ich im vorhergehenden Beitrag bereits genannt hatte. Es gibt solche Gleichstrompumpen für Solaranwendungen durchaus (meist gedacht für einen direkten Betrieb an einem Photovoltaik-Solarmodul oder einer Batterie). Solche Motoren/Pumpen lassen sich leicht per PWM regeln, wobei aber, wie bereits gesagt, die LOGO dafür nicht wirklich geeignet ist. Andere Varianten eine Regelung mit der LOGO zu erreichen (ggf. mit externem PWM-Erzeuger, z. B. von ELV.de oder ...) habe ich bereits unter dem Link

Analoger Ausgang 12V

skizziert. Gleichstrompumpen für Solaranwendungen findet man z. B. unter:

http://www.solartechnik-shop.de/Solarstrom/Solarpumpen/Umwaelzpumpen/Umwalzpumpe-LAING-Ecocirc-Solar

Torsten, Mexx die von euch genannten Pumpen/Motoren von Grundfoß oder Wilo arbeiten mit 1-Phasen-Wechselstrom-Motoren. Diese Motoren lassen sich mit herkömmlichen PWM-Signalen nicht ansteuern, denn

- eine Reduzierung der Betriebsspannung (z. B. durch Phasenanschnittssteuerung) hat vor allem eine Verringerung des Drehmomentes (und damit bei Pumpen der Förderhöhe) zur Folge (bei Belastung ändert sich dabei natürlich auch etwas die Drehzahl).

- Eine Regelung der Drehzahl (und damit der Pumpenförderleistung) ist ausschließlich mittels Frequenzumrichter (d. h. durch Frequerzänderung) möglich, und einen solchen muss der von Torsten benannte Regler besitzen, wenn er die Drehzahl der Pumpe regelt!

- Einige (teure) Pumpen haben eine integrierte Steuerelektronik und lassen sich dann ggf. über ein 0 bis 10 V Signal auch noch von extern ansteuern (drehzahlregeln), wie ja von Mexx schon recherchiert. Auch die oben angegebenen Grundlagen zu den Wechselstrom-Motoren lassen sich im Internet finden...

Mexx, was das Steuerungs- bzw. Regelungskonzept angeht, denke ich, dass die von Torsten beschriebene Temperaturdifferenz-Methode und die von dir dargestellten Anforderungen letztendlich relativ nahe beieinander liegen. Dabei kann für einen Aufbau möglichst hoher Wassertemperaturen gesorgt werden (durch gesteuerten Pumpenstillstand). Dafür könnte es angebracht sein, die Pumpenförderleistung anpassbar (über EIN/AUS hinaus) zu gestalten. Endsprechend obigen Angaben ist dazu bei 1-Phasen-Wechselstrommotoren (oder 3-Phasen-Drehstrom-Motoren) mit der LOGO nur eine Intervall-Ansteuerung in der Lage. Dazu kann ich dir als Alternativen zum einfachen Impulsgeber (d. h. ohne Beeinflussungsmöglichkeiten durch die Schaltung, wie von dir bisher vorgesehen) folgende Möglichkeiten benennen:

1) Intervall-Erzeugung, wie beim Mischer: Impulsgeber mit nachgeschalteter Ausschaltverzögerung, deren Wert per Verweis auf einen Analog-Block (wie Verstärker für stetige Wertvorrgabe oder Multiplexer für max. 4 festgelegte Werte) definiert wird. Damit läßt sich dann eine const. Frequenz für das AUS- und EIN-Schalten (= 1 / [TH + TL]) festlegen und über die Ausschaltverzügerung die Einschaltdauer von 0 bis 100 % (von [TH + TL] des Impulsgebers) variieren. Ich kann nicht sagen ob ein Intervall-Betrieb den betreffenden Pumpen schadet und würde zumindest die Zeit TH+TL nicht kleiner als 1 Minute wählen (im Gegensatz zu einigen deiner Festlegungen). Abhängig von den konkreten Randbedindungen (Gebäude und Anlagentechnik) könnte man diese Zeitdauer ggf. auch wesendlich höher setzen?

2) Intervall-Erzeugung mit einer Kombination aus Impulsgeber und Zähler, die den Vorteil hat, dass die Schalthäufigkeit bei geringen Fördervolumenströmen geringer wird: Man schaltet dau einen Impulsgeberausgang auf einen Vor-/Rückwärtszähler-Eingang; an den Zählerausgang wird ein Merker gehängt, dessen Ausgang einerseits auf den Löscheingang des Zählers gelegt wird und andererseits an den Triggereingang eines StromStossRelais (SSR), das dann den Ausgang Q zur Pumpe schaltet. Der R-Eingang des SSR kann zum vollständigen Abschalten und der S-Eingang zum kontinuierlichen EIN-Schalten verwendet werden. Der Impulsgeber kann permanent aktiv sein (oder gemeinsam mit dem S-Eingang des SSR verschaltet sein, jedoch invertiert dazu) und definiert mit dem Wert [TH+TL] des Impulsgebers die kürzeste EIN = AUS-Schaltzeit (= TH+TL) von Q. Die Parameter des Zählers werden per Verweis ON=OFF=n gesetzt mit n = 1, 2,.... n bestimmt dann die resultierenden Schaltzeiten von Q, wobei gilt EIN=AUS (= n * [TH+TL]). Also z. B. TH = TL = 0,50 s, dann lassen sich EIN-/AUS-Schaltzeiten von n=1 min bis n=x min im Minutenabstand (= Auflösung) realisieren. Mit kleineren Vorgaben für TH+TL lassen sich z. B. mit Festlegungen für n in der Form n von k bis x ebenfalls minimale EIN/AUS-Schaltzeiten von 1 min (mit n=k ; k = 1 / [TH+TL]) erreichen, wobei dann aber die Auflösung der weiteren erreichbaren Schaltzeiten steigt (d. h. der zeitl. Abstand sinkt).

MEXX, natürlich weis ich, dass die Blöcke nach dem Einbau der "Frostschutzfunktion" wohl nicht mehr ausreichen werden und eine Verlagerung weiterer Schaltungsteile in die LOGO_1 mangels Eingängen nicht ohne weiteres Zusatzmodul möglich ist. Also wirst du dich entweder mit den erreichten Funktionen begnügen müssen oder noch eine LOGO benötigen ?!? Ich vermute aber mal, dass du dich aus guten Gründen dazu entschlossen hattest, eine eigene Steuerung zu realisieren, anstelle einer fertigen Lösung bzw. einer Lösung mit fertigen Teilsteuerungen, die du dann ohnehin noch hättest "zusammenschnüren" müssen (etwa so wie Torsten die sicher auch nicht ganz billige Solarsteuerung - trotz eines Vielzahl an Funktionen - hat noch durch eine LOGO ergänzen müssen!). Die LOGO-Komponenten haben dir offensichtlich zugesagt und sie sind ja auch durchaus vielseitig und vergleichsweige günstig. Vor kurzem habe ich (auf der Suche nach einem "Teil", mit deutlich besseren Anzeige- und Speichermöglichkeiten sowie RS232-Schnittstelle ein neues Modul "OCS XLt" der Firma Horner APG entdeckt, dass diese und weitere Eigenschaften besitzt (Datenblatt im Dateiabhang).

Durch die Modifikation meiner bestehenden und die eigene Vorplanung einer neuen Heizungsanlage (sowie die Anregungen und Lösungen in Verbindung mit deiner Anlage) bin ich ebenso auf dem Weg anstelle fremder Steuerungstechnik ggf. eine eigene Steuerung und eigene Konzepte umsetzen zu wollen, denn viele der gebotenen Funktionen benötige ich nicht (aber sind zu bezahlen) und andere fehlen gänzlich oder lassen sich nicht genügend anpassen! Mir schwebt auch eine Solarwärmegewinnung vor, jedoch mit möglichst kleinem Puffervolumen und dennoch so, dass die "eingefangene" Wärme besonders in den Übergangszeiten (neben Warmwasseraufbereitung) eine wirkungsvolle Heizungsunterstützung bietet (vielleicht auf dieser Basis?: http://www.solvis.de/2_produkte/2d_lowflow_schichtenlader.asp?navid=16#Schichtenladerprinzip). Dazu einige Gedanken unter Berücksichtigung der von dir geplanten Änderung der Hydraulik (+ elektr. ansteuerbare Mehrweg-Ventile) in Verbindung mit der Steuerung des Fördervolumens des Solarteils, die ich hier andeuten und mit dir diskutieren möchte:

- wenn du nun schon Änderungen der Hydraulik vornimmst und über elektr. ansteuerbare Mehrweg-Ventile nachdenkst, dann könnte meines Erachtens durch eine steuerbare serielle Ladung von Puffer 1 bzw. 2 + Boiler 1 durch das solar erwärmte Wasser (bei ausreichender Kollektortemp. also erst max. 90 °C dann max. 60 °C) eine bessere Ausnutzung der "eingefangenen Wärme" und gleichzeitig eine geringere Rücklauftemperatur in den Kollektor erreicht werden!? Wobei geringere Rücklauftemperaturen (und auch geringere Kollektortemp. am Solarausgang) sich positiv auf die Gesamtwärmeleistung des Kollektors auswirken. Ggf. kann es auch so sein, dass der Boiler die höhere Temp. hat und anschließend noch ein Puffer bei geringerer Temperatur geladen werden, eher das Medium in den Kollektor zurückgelangt!

- Für das temperaturgesteuerte Ladekonzept ist es dann auch einfacher (abhängig von der maximal, d. h. bei ausgeschalteten Förderpumpen erreichbarten Kollektortemp. und ggf. tageszeitabhängig) die Puffer/Boiler-Kombinatin festzulegen, die Vorrang vor einer anderen Ladefolge hat, denn ansonsten stellt sich die Frage ob besser der Speicher mit geringerer oder der mit höherer Soll-Temp. geladen werden soll. Dies hängt natürlich von den Temperaturdifferenzen ab, wobei aber neben der Sonneneinstrahlung und dem Speicher wasserverbrauch der Förderstrom SOLAR (Wärmeübertrager benötigen meist einen Mindestvolumenstrom um effizient zu arbeiten) und die Verweilauer des Wassers im Kollektor eine Rolle. Und mit steigender Temp. im Kollektor dürfte die Wärmeaufnahme sinken. Optimum ???

- Ein vielleicht verwegener Gedanke für die Übergangszeiten mit vergleichsweise moderaten Aussentemperaturen ist folgender: Absenkung der Mindest-Puffer-Ausgangstemp. (, die ja bei dir ziemlich hoch liegt) abhängig von der erforderlichen SOLL-Vorlauftemp. der Heizkreise (und Boiler), so dass besonders bei sonnigem Wetter keine (bzw. nur, wie von dir ja bewusst vorgesehen, für Boilerladungen) Zusatzerwärmung durch einen der Kessel erforderlich wird!

- Folgende typische Optionen in Heizungssteuerungen sind noch nicht vorhanden: zeitgesteuerte Boilerübertemp. (ca. 70 °C) für Salmonellenschutz und zeit- und/oder temperaturgesteuerte Warmwasser-Zirkulation(spumpen).

- Folgende typische Option in Solarsteuerungen ist noch nicht vorhanden: Solar-Puffer Rückkühlung über Nacht (wobei ich immer noch nicht weis, was passiert/passieren muss, wenn alle Speicher ihre Höchsttemperatur erreicht haben (und nicht weiter geladen werden dürfen) und die Kollektoren weiter Wärme "einfangen", so das die Kollektortemp. steigt.....?).

Nun noch meine Auffassung bezüglich deiner Änderung zur "Vorlauf-SOLL-Temperatur-Absenkung in der LOGO_3 bei tiefen Aussen-Temperaturen. Du solltest den dafür "entwendeten" Block für die Funktionserweiterung "Frostschutzmodus", wie von mir vorgeschlagen verwenden, denn die von dir eingebaute Absenkung der Heizkurve bei sehr tiefen Aussentemperaturen ist meines Erachtens mit den bereits vorhandenen Möglichkeiten (weitgehend) zu erreichen. Wie schon mehrfach dargestellt ist die Heizkurve (für alle relevanten Aussentemperaturen) so festzulegen, dass der am schwierigsten zu beheizende Raum (ggf. = dem dem Raum mit der höchsten SOLL-Temp.) stets die gewünschte Raumtemperatur erreicht. Dabei kann oder sollte man berücksichtigen (und dies ist vermutlich auch deine Motivation), dass das Empfinden einer behaglichen Raumtemperatur nicht nur vom Temp.-Wert an sich, sondern noch von weiteren Randbedingungen abhängt. Eine ist die als angenehm empfundene Strahlungswärme der Heizkörper(flächen), die mit steigender Vorlauftemperatur deutlich zunimmt (und auch gleichzeitig meist eine bessere Wärmeverteilung im Raum ergibt). Dies wird im allgemeinen durch die leichte Krümmung (Abflachung) der Heizkurve berücksichtigt. Den von dir gewünschten Effekt kannst du (weitgehend) erreichen, indem du also die SOLL-Vorlauftemperatur bei tiefen Außen-Temperaturen verringerst und ggf. gleichzeitig bei hohen Außen-Temperaturen etwas erhöhst, so dass die Vorlauftemperatur im Bereich deiner Heizgrenze (18°C) unverändert bleibt (= Steigung der HzK reduzieren und leichte Parallelverschiebung nach oben). Ergänzend dazu kannst du noch von Hand eingreifen (bei länger anhaltenden Aussen-Temperaturbedingungen) und entweder die Raumtemperatur (am Thermostaten) zeitweilig (an sehr kalten Tagen) erwas absenken oder die Heizkurve (an der LOGO) korrigieren. Diese Korrekturen von Hand helfen dann die endgültigen Wertepaare Taussen - Tvorlauf für das gewünschte Raumklima zu ermitteln und dann die Heizkurve (für die automatische Anpassung) zu definieren. Letztendlich wird die Heizkurve dann so verlaufen, dass bei hohen Aussentemperaturen die für ein Wohlbefinden erforderliche Raumtemperatur sicher erreicht wird (unterstützt durch das Schalten der Thermostatschaltuhren und Thermostatventile) und dass bei tiefen Aussentemperaturen dieser Raumtemperaturwert (bei gleicher Einstellung der Thermostatschaltuhren und Thermostatventile) nicht vollständig erreicht wird bzw. Raumtemperaturschwankungen (bedingt durch äussere Einflüsse wie Lüften) langsamer ausgeglichen werden, das Wohlbefinden jedoch dadurch nicht (kaum) beeinflusst ist....Ggf. könnte auch noch die Versorgungstemperatur (= Mindesttemp. am Pufferausgang) der Heizkreise dadurch abgesenkt werden !?

Fazit: Frostschutzmodus Haus 2 und eine der 2 vorgeschlagenen Intervallansteuerungen der Solarpumpe müssten in der LOGO_2 noch zu realisieren sein; alles andere...???
Meine Antwort ist ein bischen länger ausgefallen aber ich hoffe die Lösungsfindung ist es wert. Wie denkst du darüber?

MfG
Betel