Solar Solarthermie und Feststoffkessel/Holzofen – beide opportunistischen Wärmequellen. Übersicht Übersicht Solar-Modul Das Solar-Modul steuert eine opportunistische Wärmequelle, die Energie liefert, sobald sie verfügbar ist. Es unterstützt zwei Quellenarten: Solarthermie (Standard): Klassische Δϑ-Regelung zwischen Kollektor und Pufferspeicher. Die Pumpe startet, sobald der Kollektor wärmer als der Speicher ist. Feststoffkessel/Holzofen (optional): Wie Solarthermie, aber zusätzlich mit Rücklauf-Anhebung über einen Mischer und einer Mindest-Kesseltemperatur als Freigabe. Beide Quellen werden mit demselben PID-geregelten Pumpenkreis betrieben. Sie unterscheiden sich nur in den Freigabe-Kriterien und der zusätzlichen Mischer-Steuerung im Holzofen-Modus. Live-Werte In der Detailansicht werden die wichtigsten Messwerte und Stellgrößen angezeigt. (Screenshot folgt nach Visu-Update.) Temperaturen Kollektor- bzw. Kesseltemperatur: Aktuelle Temperatur der Wärmequelle (Solarkollektor oder Kesselvorlauf bei Feststoff). Speichertemperatur 1: Temperatur am Hauptspeicher. Speichertemperatur 2: Temperatur am zweiten Speicher (nur bei aktiver Solar-Umschaltung). Rücklauftemperatur: Aktuelle Rücklauftemperatur des Heizkreises (nur Feststoff-Modus). Pumpe & Mischer Pumpendrehzahl: Aktueller Stellwert in Prozent (0–100 %). Pumpen-Status: Ein/Aus. Mischer-Position: Geschätzte Position in Prozent, 0 = ZU, 100 = AUF (nur Feststoff-Modus). Mischer-Aktion: Aktuelle Bewegungsrichtung (AUF/AUS/ZU). Energie Pumpen-Betriebsstunden: Gesamtlaufzeit der Solar-/Kesselpumpe. Berechnete Pumpenenergie: Geschätzter Stromverbrauch der Pumpe basierend auf Laufzeit und Nennleistung. Funktionsweise im Überblick Freigabe-Prüfung: Im Solar-Modus muss der Kollektor wärmer als der Speicher sein (plus Einschalt-Hysterese). Im Feststoff-Modus muss zusätzlich die Mindest-Kesseltemperatur erreicht sein. Anlaufphase: Die Pumpe läuft 10 Sekunden mit der konfigurierten Startdrehzahl, damit der Wasserstrom sicher anliegt. PID-Regelphase: Danach übernimmt der PID-Regler. Wird die Quelle zu heiß, erhöht er die Drehzahl (um Wärme abzuführen). Kühlt sie ab, sinkt die Drehzahl. Rücklauf-Anhebung (nur Feststoff): Parallel regelt ein 3-Wege-Mischer den Rücklauf auf einen Mindestwert (typisch 60 °C), um Korrosion und Kondensation im Kessel zu verhindern. Abschaltung: Bei zu geringer Temperaturdifferenz, bei erreichtem Speichermaximum, bei Sensorausfall oder bei einem Fehler-Zustand wird die Pumpe sofort gestoppt. Sicherheitsfunktionen Sensorausfall: Pumpe wird sofort abgeschaltet, sobald ein relevanter Fühler (Kollektor/Kessel oder Speicher) ausfällt. Speicher-Maximaltemperatur: Pumpe wird gesperrt, sobald der Speicher den eingestellten Höchstwert erreicht. Frostschutz: Optional kann eine Mindest-Kollektortemperatur konfiguriert werden, unterhalb derer keine Ladung erlaubt ist. Einstellungen Einstellungen Solar Dieses Menü enthält alle Konfigurationsparameter für den Solar- und Feststoffkessel-Betrieb. Änderungen an den PID-Parametern (Seite 2) sollten nur von autorisiertem Fachpersonal vorgenommen werden. Seite 1: Allgemeine Konfiguration Betriebsart: Funktion: Legt den übergeordneten Betriebsmodus des Solar-Moduls fest. Aus: Modul deaktiviert, alle Ausgänge zurückgesetzt. Manuell: Ausgänge können direkt über die Visualisierung angesteuert werden (Inbetriebnahme, Service). Automatik: Normalbetrieb nach den unten konfigurierten Regeln. Quellen-Typ: Funktion: Wählt zwischen den beiden Quellenarten. Solar: Solarthermische Kollektoren. Feststoffkessel: Holz-/Pelletofen mit Mindest-Kesseltemperatur und Rücklauf-Anhebung. (Detail-Einstellungen auf separater Seite "Feststoffkessel-Modus".) Soll-Temperatur Speicher 1: Funktion: Zieltemperatur für den Hauptspeicher. Wenn der Speicher diesen Wert unterschreitet und die Quelle wärmer ist, startet die Ladung. Einschalt-Hysterese: Funktion: Die Quellentemperatur muss die Speichertemperatur um diesen Wert übersteigen, damit die Pumpe startet. Verhindert Pendeln. Ausschalt-Hysterese: Funktion: Sinkt die Differenz unter diesen Wert, wird die Pumpe gestoppt. Maximaltemperatur Speicher: Funktion: Sicherheits-Maximum. Erreicht der Speicher diese Temperatur, wird die Pumpe gesperrt, unabhängig von der Quellentemperatur. Standard: 90 °C. Niemals auf 0 setzen – das würde die Pumpe permanent sperren. Mindest-Kollektortemperatur: Funktion: Optionaler Frostschutz – die Pumpe darf erst ab dieser Quellentemperatur starten. Bei Solar typisch 0–20 °C, bei Feststoff entfällt die Einstellung zugunsten von "Mindest-Kesseltemperatur" (siehe Feststoff-Modus-Seite). Seite 2: Pumpenregelung (Expertenebene) Soll-Temperatur Kollektor (PID-Sollwert): Funktion: Die Zieltemperatur, die der PID-Regler am Kollektor bzw. Kessel halten soll. Bei Solar typisch hoch (75–90 °C), bei Feststoff je nach Kesseltyp (70–85 °C). Startdrehzahl Pumpe (%): Funktion: Drehzahl während der 10 Sekunden Anlaufphase. Sorgt für sicheren Wasserstrom, bevor der PID übernimmt. Standard: 60 %. Minimaldrehzahl Pumpe (%): Funktion: Untere Grenze der Pumpendrehzahl im Regelbetrieb. Verhindert, dass die Pumpe so langsam läuft, dass kein Volumenstrom mehr entsteht. Typisch: 30 %. Maximaldrehzahl Pumpe (%): Funktion: Obere Grenze, z. B. zur Lärm-Reduktion in der Nacht. Typisch: 100 %. PID-Parameter kP, kI, kD: Funktion: Proportional-, Integral- und Differential-Anteil des Reglers. Bestimmen das dynamische Verhalten. Sample-Zeit (ms): Funktion: Abtastrate des PID-Reglers. Für Solarkreise meist 1–5 Sekunden, bei trägeren Holzkesseln auch mehr. Totband: Funktion: Innerhalb dieses Bandes um den Sollwert reagiert der Regler nicht, um Pendeln zu vermeiden. Pumpen-Polarität: Funktion: Anpassung an die Hardware der Pumpe. Normal (0): 0 V Steuersignal = Stillstand, 10 V = Maximum. Invertiert (1): 10 V Steuersignal = Stillstand, 0 V = Maximum (z. B. Wilo Yonos PARA). Wichtig: Bei Anlagen, die vor Modul-Version 2.2 in Betrieb genommen wurden, ist dieser Wert oft falsch herum gesetzt. Bei Inbetriebnahme bitte einmalig prüfen (Manuell-Modus: 50 % Soll-Drehzahl → Pumpe sollte ungefähr halb laufen). Seite 3: Solar-Umschaltung (Zwei-Speicher-Betrieb) Nur relevant, wenn zwei Speicher mit einem Umschaltventil bedient werden. Solar-Umschaltung aktiv: Funktion: Aktiviert die automatische Umschaltung zwischen Speicher 1 und Speicher 2. Soll-Temperatur Speicher 2: Funktion: Zieltemperatur für den zweiten Speicher. Umschalt-Hysterese: Funktion: Schaltdifferenz zwischen den beiden Speichern. Verhindert Pendeln des Umschaltventils. Mindest-Differenz Speicher 2: Funktion: Die Quellentemperatur muss diese Differenz über der Temperatur von Speicher 2 liegen, damit auf Speicher 2 geladen wird. Seite 4: Hardware-Zuordnung (Inbetriebnahme) Eingang Kollektor-/Kessel-Fühler: Analoger Eingang für die Quellentemperatur. Eingang Speicher-Fühler 1 / 2: Analoge Eingänge für die Speichertemperaturen. Eingang Rücklauf-Fühler: Nur für Feststoff-Modus. Analoger Eingang. Ausgang Pumpe: Analoger 0–10-V-Ausgang für die Drehzahlsteuerung. Ausgang Pumpen-Relais: Digitaler Ausgang für Pumpe Ein/Aus. Ausgang Umschaltventil: Digitaler Ausgang für Zwei-Speicher-Umschaltung. Ausgang Mischer AUF / ZU: Digitale Ausgänge für 3-Wege-Mischer (nur Feststoff-Modus). Feststoffkessel-Modus Feststoffkessel-Modus (Holzofen mit Rücklauf-Anhebung) Dieser Modus wird über den Parameter Quellen-Typ = Feststoffkessel auf der Seite "Einstellungen" aktiviert. Er erweitert die Solarthermie-Logik um zwei Funktionen, die für Festbrennstoffkessel zwingend erforderlich sind: Mindest-Kesseltemperatur als Pumpenfreigabe (Schutz vor zu kaltem Wasser durch den Kessel). Rücklauf-Anhebung über einen 3-Wege-Mischer (Korrosionsschutz, Vermeidung von Taupunktunterschreitung). Warum Rücklauf-Anhebung? Festbrennstoffkessel (Holz, Pellets, Hackschnitzel) dürfen nicht mit zu kaltem Wasser durchspült werden. Geschieht das, kondensiert Rauchgas im Inneren und bildet aggressive Säuren – Korrosion und Versottung des Schornsteins sind die Folge. Die Rücklauftemperatur muss daher typischerweise über 55–60 °C gehalten werden. Ein 3-Wege-Mischer realisiert das, indem er einen Teil des heißen Vorlaufs in den Rücklauf zurückführt. Bei kaltem Rücklauf schließt der Mischer (mehr Bypass = mehr Anhebung); bei warmem Rücklauf öffnet er (weniger Bypass = mehr Energie in den Speicher). Parameter Feststoffkessel Mindest-Kesseltemperatur: Funktion: Die Ladepumpe wird erst freigegeben, wenn die Kesseltemperatur diesen Wert überschreitet. Verhindert kalten Wasser-Durchsatz beim Anheizen und beim Abkühlen. Standard: 60 °C. Sollwert Rücklauftemperatur: Funktion: Die Zieltemperatur am Rücklauffühler. Der Mischer regelt darauf ein. Standard: 60 °C. Hysterese Rücklauf-Anhebung: Funktion: Schaltdifferenz um den Rücklauf-Sollwert. Innerhalb dieses Bandes hält der Mischer seine Position. Standard: 3 K. Mischer-Laufzeit: Funktion: Komplettlaufzeit des Mischer-Stellantriebs in Sekunden (Vollöffnung bis Vollschluss). Wird vom System genutzt, um die Position zu schätzen und Endlagenfahrten zu erkennen. Typisch: 140 s. Mischer-Polarität: Funktion: Anpassung an die Drehrichtung des Stellantriebs. Normal (0): Spannung auf Ausgang AUF dreht in Richtung "Mischer AUF". Invertiert (1): Umgekehrte Drehrichtung. Funktionsweise Rücklauftemperatur Mischer-Aktion Unter Sollwert − Hysterese ZU (mehr Bypass über Rücklauf-Anhebung) Innerhalb Hysterese AUS (Position halten) Über Sollwert + Hysterese AUF (weniger Bypass, mehr Energie in Speicher) Bei Ausfall des Rücklauffühlers wird der Mischer in Mittelstellung gestoppt und die Ladepumpe abgeschaltet. Inbetriebnahme Feststoffkessel Hydraulik prüfen: Mischer und Bypass-Verrohrung müssen den Kessel-Rücklauf physisch umgehen. Falsche Verrohrung kann durch Software nicht ausgeglichen werden. Endlagen testen: Im Manuell-Modus den Mischer einmal ganz AUF und ganz ZU fahren. Achtung: Antrieb kann gegen Endanschlag fahren – Antrieb dabei beobachten. Polarität festlegen: Wenn beim Befehl "AUF" der Mischer in Richtung "ZU" fährt, Polarität invertieren. Laufzeit messen: Mit Stoppuhr die Komplettlauf-Zeit messen und in den Parameter eintragen. Zunächst 30 s einstellen, dann anpassen. Sollwerte konfigurieren: Mindest-Kesseltemperatur 60 °C (Standardwert eines Holzkessels). Rücklauf-Soll 60 °C, Hysterese 3 K als Startwerte. Probe-Heizung: Holz auflegen, Anheizphase beobachten. Pumpe muss erst starten, wenn Kessel > Mindest-Temperatur. Mischer muss bei steigender Rücklauftemperatur öffnen. Sicherheits-Hinweise Niemals ohne Rücklauf-Anhebung in den Kessel pumpen – Kondensation und Korrosion. Bei längerer Stillstandzeit der Anlage: Mischer in definierte Position (z. B. ZU) fahren lassen, um die Hydraulik im "warmen Bypass" zu halten. Endlagenschalter am Mischer mechanisch verifizieren (Antrieb darf nicht gegen den Anschlag fahren). Die Mischer-Positionsanzeige in der Visualisierung ist eine Schätzung auf Basis der Laufzeit. Sie ersetzt keine echte Positionsrückmeldung am Antrieb.