SolarControl

SolarControl kann per Halbleiterrelais und mechanischen Relais Pumpen, Schieber, Lüfter oder Ventile steuern. Zur Temperaturmessung können PT1000 Meßfühler angeschlossen werden. Mit einem digitalen Potenziometer, das anstelle eines Aussenfühlers an den Heizkessel angeschlossen wird, kann eine überlagerte Regelung des Heizungskessel erfolgen.
Aktuelle Meßwerte, Pumpen-, Schieber- oder Ventilzustände können jederzeit per LAN abgefragt werden. Ein interner Webserver liefert ein Prozessbild mit Echtzeitwerten und Zuständen.

Regelung der Flachkollektoranlage mit Wasser / Glykol

Solarpumpe
Die Solarpumpe wird angefahren, wenn der Kollektor 2°K wärmer als der Boiler unten ist. Heruntergefahren wird sie, wenn der Solar Vorlauf kälter als der Rücklauf ist. Abhängig von der Kollektortemperatur und dem Temperaturhub wird die Pumpenleistung geregelt. Eine einfache Pumpe kann somit durch Wellenpakete geregelt werden. Die Ansteuerung erfolgt dabei durch Halbleiterrelais, die im Nulldurchgang schalten. Für Pumpen mit Drehzahleingang stehen PWM oder 0...10V Spannungssteuersignal zur Verfügung. Die Warmwasseruhr mit Impulsausgang liefert die Information über den Durchfluss. Die Pumpe fördert bei niedrigen Temperaturen einen geringen Durchfluss, ebenso wenn der Temperaturunterschied zwischen Kollektor und Boiler gering ist. Bei sehr hohen Kollektortemperaturen wird der Durchfluss erhöht (matched flow).

Stillstand
Mit der Regelung wird der Stillstand zunächst vermieden, indem bei zu hohen Boilertemperaturen das kalte Wasser des Heizkessels über die Ladepumpe zum Kühlen verwendet wird. Reicht dies nicht aus, kann optional der Heizkreis hinzugeschaltet werden, so dass die Wärme dann z.B. in der Fussbodenheizung im Bad abgegeben wird. Zusätzlich kann eine maximale Kollektor- oder Boilertemperatur als Kriterium für den gewollten Stillstand eingestellt werden.

Warmwasserzirkulation
Die Zirkulationspumpe wird in den parametrierbaren Zeitfenstern getaktet, z.B. alle halbe Stunde 5 Minuten Laufzeit. Wird die Vorlauftemperatur trotz Thermostatmischer zu hoch, weil der untere Boilerbereich bereits die Kaltwasserzuleitung aufgeheizt hat, wird die Pumpe abgeschaltet. Wird innerhalb der Laufzeit eine bestimmte Rücklauftemperatur erreicht, wird ebenfalls abgeschaltet, so dass hier Energie gespart wird.

Boilerladung
Die Ladepumpe wird eingeschaltet, wenn die Temperatur im oberen Bereich des Boilers zu tief abgefallen ist. Allerdings läuft die Ladepumpe erst an, wenn die Kesseltemperatur höher als die Boilertemperatur ist. Vor dem Einschalten der Ladepumpe wird daher zunächst über das elektronische Poti der Heizung eine niedrigere Aussentemperatur vorgegaukelt, so dass sie anspringt. Ist eine bestimmte Boilertemperatur erreicht, wird die Heizung über das Poti abgeschaltet, die Ladepumpe läuft dann nach, bis die Kesseltemperatur auf Boilertemperatur abgesunken ist. Damit wird der Stillstandsverlust der Heizung minimiert.

Heizung
Bei hinreichend niedrigen Aussentemperaturen wird die Heizung über das elektronische Poti eingeschaltet. Eine Programmierung per eBUS ist prinzipiell möglich, da eine RS232 Schnittstelle vorhanden ist. Die Höhe der simulierten Aussentemperatur bestimmt das Verhalten der Heizungsregelung. Die Heizungsladepumpe wird zugeschaltet, wenn der Kessel eine bestimmte Temperatur erreicht hat. Bei hoher Boilertemperatur und niedrigen Aussentemperaturen wird die Wärme des Boilers zum Heizen verwandt, bevor die Heizung eingeschaltet wird, indem Ladepumpe und Heizungspumpe zusammenspielen. Anhand des Abkühlverhaltens des Rücklaufes kann man auf den aktuellen Heizbedarf schließen und die Heizleistung über die simulierte Aussentemperaturfühler anpassen und optimieren. Über die Temperaturdiagramme erhält man Informationen zum Regelverhalten der Heizung und kann dann dies dann ggf. über Heizkennlinie, Sommer- / Wintertemperatur etc. anpassen und optimieren.

Freie Programmierung
Bei den hier beschrieben Regelstrategien werden Sie sicher für Ihre Anlage einige Dinge anders oder besser machen wollen. Kein Problem, die Software erhalten Sie auch als Quellcode.
Wir freuen uns über Rückmeldungen / Anregungen und helfen Ihnen gern weiter.

Technische Daten

• 6 Halbleiterelais mit Schaltpunkt im Nulldurchgang und Feinsicherung
• 2 Relais mit je einem Wechsler und Feinsicherung
• 1 elektronisches Potenziometer 1...100 kΩ
• 16 Messeingänge für PT1000 Fühler
• Ethernet 100MBit
• Bootloader per Ethernet
• interner JTAG Programmiersockel
• Webserver mit CGI Unterstützung
• NUT/OS RTOS Betriebssystem
• interne USB Schnittstelle

Software

Die Software, ein C-Programm, steht in Kürze zum Dowmload zur Verfügung. Darin enthalten ist der Bootloader, Webserver und CGI Routinen. Die Software läuft unter dem NUT/OS RTOS Betriebssystem (open source) auf dem eNet-sam7X.

Externer Webserver mit PHP und MySQL - Android

Auf einem externen Server, auf dem Apache, PHP5 und MySQL installiert sind, können die Daten von SolarControl automatisch durch ein PHP Script, das in die crontab eingetragen wird, mittels HttpXMLRequest abgefragt und in eine MySQL Datenbank geschrieben werden. Eine zwischengelagerte site auf dem Apache holt diese Daten dann aus der MySQL Datenbank, um sie in der Website darzustellen.
Mittels einer Android App kann die Fernüberwachung per Android Handy oder Tablett erfolgen.

Hardware

Rechts sind Schaltpläne und Layouts vollständig dargestellt. Auf der Steuerplatine liegen im Betrieb 230 VAC Spannung an. Vorsicht Lebensgefahr. Die Platinen können Sie bei uns beziehen, ebenso das Mikroprozessor Modul. Das Modul ist fertig bestückt, für die Platinen benötigen Sie ausschließlich bedrahtete Bauteile.

Auf der Steuerung wird das µC Modul eNet-sam7X eingesetzt:

• ATMEL SAM7X 512 Przessor
• 10/100 MBit Ethernet (Übertrager und Buchse extern)
• Micro USB Buchse, Micro SD Slot (2. Slot extern)
• CAN-Bus (Transceiver extern)
• Eingangsspannung 5 ... 24 VDC (alternativ durch USB)
• DIL64