Solar

• Übersicht
• Einstellungen
• Feststoffkessel-Modus

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

1. 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.
2. Anlaufphase: Die Pumpe läuft 10 Sekunden mit der konfigurierten Startdrehzahl, damit der Wasserstrom sicher anliegt.
3. 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.
4. 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.
5. 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:

1. Mindest-Kesseltemperatur als Pumpenfreigabe (Schutz vor zu kaltem Wasser durch den Kessel).
2. 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

1. Hydraulik prüfen: Mischer und Bypass-Verrohrung müssen den Kessel-Rücklauf physisch umgehen. Falsche Verrohrung kann durch Software nicht ausgeglichen werden.
2. Endlagen testen: Im Manuell-Modus den Mischer einmal ganz AUF und ganz ZU fahren. Achtung: Antrieb kann gegen Endanschlag fahren – Antrieb dabei beobachten.
3. Polarität festlegen: Wenn beim Befehl "AUF" der Mischer in Richtung "ZU" fährt, Polarität invertieren.
4. Laufzeit messen: Mit Stoppuhr die Komplettlauf-Zeit messen und in den Parameter eintragen. Zunächst 30 s einstellen, dann anpassen.
5. Sollwerte konfigurieren:
   • Mindest-Kesseltemperatur 60 °C (Standardwert eines Holzkessels).
   • Rücklauf-Soll 60 °C, Hysterese 3 K als Startwerte.
6. 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.