Zur Schonung des Displays wird dies nur nach irgendeiner Bedienung für 10 Minuten sichtbar. Das
Standardbild zeigt von oben:
Zeile 1 = Datum und Uhrzeit
Zeile 2 = Innentemperatur, Außentemperatur, Heizkreistemperatur im VL
Zeile 3 = GH und WP, wenn aktiv in rot, sonst blau, abgewählt in schwarz
Zeile 4 = Vorauftemperaturen für die GH und die WP
Zeile 5 = Rücklauftemperaturen für die GH und die WP
Zeile 6 = Durchflußmenge für GH und WP in Liter pro Stunde
Zeile 7 = die abgegebene Heizleistung für GH und WP in kWh
Zeile 8 = die Kosten für GH und WP in Cent pro kWh
Zeile9 = Wärmemengenzähler für GH und WP in kWh ab Inbetriebnahme
Nach betätigen der Taste OK erscheint das Menü:
Die Funktionen im Menü werden mit den Pfeiltasten ausgewählt und mit OK aktiviert.
Bedient wird immer:
mit den Pfeiltasten die Daten auswählen
und dann mit dem Drehknopf die mit “>” markierten Daten einstellen.
Uhr stellen
Nachtabsenkung, Nr.01 bis 12
Möglich sind 12 Datensätze für die Änderung einer gewünschten Raumtemperatur in einer gewünschten
Zeit. Die Regelung stellt dann die Heizleistung entsprechend ein.
Hinweis: auf der letzten Seite beschreibe ich einen Test mit der Nachtabsenkung.
Gas + Elektro-Preise
Hier werden alle Preise eingestellt. Der Nachttarif für die WP benötigt noch die gültige Uhrzeit. Die muß
im verwendeten 5-Minuten-Raster eingegeben werden.
Regler-Daten
WPTrend: wird benötigt um die Leistung der WP zu überwachen. Hier sind 4*5 min, also 20 Minuten und
0,2°C eingestellt. Wenn die WP es nicht schafft, innerhalb von 20 Minuten den VL um 0,2°C anzuheben,
wird die GH hilfsweise hinzu aktiviert.
WP ab: hier mit -08.0°, heißt unter -8° grundsätzlich keine WP, hinter COP:01 bedeutet: die
automatische Korrektur der WP-Tabelle ist aktiv. Mit 00 kann man das verhindern.
WP-Hysterese: hier mit 03.5°*2 heißt: 3,5° unter den Sollwert wird die WP aktiviert und bei 3,5° darüber
wieder abgeschaltet .
GH-Hysterese: hier mit 02.0°, wird nur für den Hilfsbetrieb benötigt und muß immer kleiner sein als die
WP-Hysterese.
AußenTempZt: hier mit 10*45min heißt 450 Minuten, also 7,5 Stunden. In dieser Zeit wird der
Durchschnitt der Außentemperatur berechnet. Damit wird die Speicherfähigkeit der Wärme meines
Hauses berücksichtigt. Die Regelung darf die aktuelle Außentemperatur nicht sofort verwenden sondern
nur diesen Durchschnitt. Sonst würde die Innentemperatur in dessen Takt etwas schwanken.
InnenTemper.: hier 22.0°, ist die gewünschte Innentemperatur. Dieser Wert kann noch mit Hilfe eines
externen Potis um etwa +/- 2° verstellt werden. Dieses Poti sitzt im Wohnzimmer.
maxP bei-16°: dieser Wert wird nicht mehr verwendet
WP-MindestZt: hier 04*5min, also 20 Minuten, das ist die Mindest-Laufzeit für die WP.
Eichwerte
Menge = hier für GH und WP auf 40 eingestellt. Das ist ein Faktor, der für die beiden Durchflußsensoren
benötigt wird.
Dann folgen 4 Korrekturwerte für die 4 Temperatursensoren.
In den 4 unteren Zeilen stehen 4 Datensätze für die Gasheizung (GH). Pout ist die abgegeben
Wärmeleistung in kW, Pin der Gasbedarf in kW und Pel in kW die Stromaufnahme. Aus diesen Werten
berechnet meine Steuerung die dazwischen liegenden Werte und endlich die Kosten pro kWh
Wärmeleistung.
Wärmepumpe, Liste 01, 02, 03, 04
Diese Liste hat 4 Seiten. Unter AT steht die Temperatur der Luft draußen, unter Pout die abgelieferte
Wärmeleistung und unter COP das Verhältnis zwischen erzeugter und verbrauchter Energie. Diese
Werte sind zunächst von Hand laut Werksangaben eingestellt worden. Im Laufe des Betriebs rechnet
meine Steuerung laufend diese Daten neu. Sobald Daten einer Temperatur 160 Minuten lang gesammelt
wurden, erfolgt eine Berechnung und die Werte in der Tabelle werden automatisch überschrieben. Das
erfolgt für jede Temperatur getrennt. Dadurch wird auch der Energieverbrauch beim Stillstand und
Abtauen der WP berücksichtigt.
Tabelle RT-AT -> WT
Diese Tabelle wird benutzt um die benötigte VL-Temperatur (WT für Wassertemperatur) für den
Heizkreis zu berechnen. Die benötigte VL steht in dieser Tabelle für eine Temperaturdifferenz zwischen
Außen- und Innentemperatur (RT-AT) in 2°-Abschnitte. Zwischenwerte werden als linear angenommen.
Üblich sind bei solchen Steuerungen eigentlich nur 2 Werte: einen für die Neigung der Temperaturkurve
und eine zweiten fürs Niveau. Das halte ich für nicht ausreichend. Bei meiner Tabelle kann ich jede
beliebige Kurve einstellen. Besonders im unteren Bereich ist meine Lösung besser.
Protokoll
Das Protokoll besteht aus 93 Seiten für 93 Tage und zeigt die berechneten Daten aus den
Protokollspeicher an.
Aktueller Zustand
Diese Werte sind für Funktionskontrollen von Interesse.
Zeile2 = WP: OK, war nur für die alte WP von Interesse
Zeile3 = zeigt die Aktivierung der Heizungen an
Zeile4 = WP-soll: zeigt die berechneten Temperaturbereich für den VL der WP
Zeile5 = GH-soll: dto, für die GH
Zeile6 = Kopie aus der Zeile2 im Standardbild
Zeile7 = HK: (Heizkreis) UWP=1 (Umwälzpumpe ist ein) / WP: DSZ=0 zeigt die Impulse vom
Stromzähler für die WP an.
Zeile8 = nur das letzte ist relevant, Netz=1 zeigt die Netzspannung für die WP ist vorhanden, wenn
EVU-Sperrzeit ist wird hier 0 angezeigt.
Die Software in der Steuerung
Die Software für den ATMEGA wurde erheblich umfangreicher als zunächst gedacht. Programmiert wurde in Assembler. Der Quellcode ist in
41 Dateien aufgeteilt und ist insgesamt etwa zehntausend Zeilen lang. An dieser Stelle fragt sich der Fachmann: warum nicht in C
programmiert? Ich finde Assembler wesentlich interessanter und mache das als Hobby.
Die Heizungen werden im 5-Minuten-Takt bedient. Eine schnellere Bearbeitung ist unnütz weil sich die Temperaturen nicht schneller ändern
können. Die Datenmenge für den Protokollspeicher wird dadurch weniger redundant und vor allem kleiner. Die einzelnen Funktionen sind
am einfachsten mit der Bedienung zu erklären.
Die Bedienelente
REGLER:
stellt die Raumtemperatur ein. Bei AUTO nach der Außentemperatur, bei MAX, MIN auf den Endwert und bei Aus bleibt alles wo es gerade
war.
HEIZUNG:
Auswahl der Heizung entweder automatisch oder zwangsweise von Hand. Bei AUS schalten beide Heizungen und die Umwälzpume aus.
Die Pfeiltasten bewegen einen Cursor (kleiner “>” ) auf- und abwärts. Mit den Drehknopf werden die Daten am Cursor eingestellt.
OK bestätigt und mit ZURÜCK geht es zurück zum vorigen Bild.
RS232 ist für die Software auf dem PC und JTAG ist der Programmier bzw Debug-Anschluß.
Im folgenden wird “Gasheizung” mit GH abgekürzt und “Wärmepumpe” mit WP.
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Heizungs-Steuerung S.3/4
Die Steuerung im Heizraum ist mit einer RS232-Leitung mit meinen PC im Büro verbunden. Die dafür nötige Software habe ich mit
XPROFAN programmiert. Die Daten aus der Steuerung werden regelmäßig zum PC übertragen und dort in eine Datenbank eingetragen.
Das muß spätestens vor Ablauf eines Quartals erfolgen weil die Steuerung nur für 3 Monate speichern kann. Die Daten befinden sich dort in
einen Ringspeicher. Sobald der voll ist, werden folgenden die Daten wieder von vorne im Ring abgelegt und damit die alten Daten
überschrieben.
Ohne diese Software war eine Kontrolle, ob alles richtig gesteuert wird, kaum möglich.
Diese Liste zeigt den Inhalt des kompletten
Arbeitsspeichers in der Steuerung. CPP80-HP liest die vom
Assembler erzeugte Liste aller RAM-Label und zeigt das in
sortierter Reihenfolge an. Die Daten werden in Echtzeit von
der Steurung gelesen sobald man auf ein Label klickt.
Nach der Inbetriebnahme der Anlage war diese Einrichtung
sehr wichtig um noch einige kleine Bugs zu finden.
Inzwischen allerdings überflüssig.
Die PC-Software “CPP80-HP”
Diese Kurve zeigt den Tagesablauf am 30.12.2013.
Blau = Außentemperatur
Rot = Heizwasser-Vorlauftemperatur
dto,
Grün = COP der Wärmepumpe. Die senkrechte Skala muß
für den COP so gedeutet werden:
30°C sind COP = 3,0
Die Werte werden Stundenweise berechnet.
dto,
Braun = abgelieferte Heizleistung in kW der Gasheizung
Die senkrechte Skala muß so gedeutet werden:
46°C sind 46x0,2=9,2kW, Skalenende sind 12kW
dto,
Lila = abgelieferte Heizleistung der Wärmepumpe in kW
Bedeutung wie bei der Gasheizung
Die Monatskurve
Blau = Außentemperatur
Rot = Heizwasser-Vorlauftemperatur
Grün = Kosten pro 1 kWh Heizarbeit
Die Kosten müssen so gedeutet werden:
Skala 30°C bedeuten 30x0,2=6Cent, Skalenende =12Cent
dto,
Braun = Heizleistung in kW der Gasheizung
Skalenende = 12kW
dto,
Lila = Heizleistung der Wärmepumpe
Skalenende = 12kW
COP-Tabelle für die Wärmepumpe.
Diese Tabelle wird von der Steuerung gelesen und kann an
der Steuerung und hier am PC auch von Hand korregiert
werden. Was nur nach Fehlern nötig sein wird, was bis
heute aber noch nie passiert ist.
Diese Tabelle wurde zu Beginn mit den Herstellerangaben
gefüllt und ist inzwischen durch die Steuerung
überschrieben worden.
Diese Daten ändern sich dadurch ständig etwas.
Den COP-Wert und die dazugehörende Außentemperatur
benötigt die Steuerung zur Berechnung der Kosten. Die
Leistung (kW) in dieser Tabelle hat nur informativen Wert.
Zur Kontrolle der Luft-Wärmepumpe.
In dieser Darstellung sind alle Daten aus den Ringspeicher der
Steuerung einzeln aufgeführt. Den gewünschten Tag kann man in
der linken Leiste auswählen.
Hier sind die Daten aus dem linken Bild für einen gewählten Tag als
lesbare Statistik ausgerechnet. In diesen Beispiel wurden 3 Tage
ausgewählt.
Die Jahresstatistik.
Aus den Daten von 12 Monaten werden die Daten berechnet und für
jeden Monat und das ganze Jahr berechnet und in eine Textdatei
geschrieben.
Zu Beginn muß man den ersten Monat
anklicken. Dann die Zieldatei angeben
und nach etwa 10 Sekunden kann man
diese Datei mit einen Textprogramm
ansehen.
Hier als Beispiel den oberen Teil mit
den Monaten Jauar und Februar. Oben
im Kopf noch die Energiepreise. Wie
man hier sieht wurden die Preise für
Strom ab September erhöht.
Hier den unteren Teil der Jahresstatistik mit den Monat Dezember
und dem Jahresduchschnitt.
Die Software CPP80-HP ist eigentlich noch nicht perfekt und hat auch noch einen kleinen Bug. Irgendwann werde ich das Programm
verbessern müssen. Zur Zeit fehlt mir aber der dazu nötige Antrieb.