Vandvarmer styring

Ja gu er det lidt nørdet at interessere sig for opvarmning af sin vandvarmer 😉 ( Gul er vvb’en temperatur og rød/blå er til/fra).

Men når vandvarmeren styres af en lille mikroprocesser der beslutter om vvb’en skal varmes med vand fra udhuset (fyr/solvarme) eller det er nødvendigt at tænde el patronen baseret på temperaturer målt på fyr/akku tank og sendt på 433mhz er det meget nørdet. Har så bygget den i en gammel DAB radio da det lige passede med lcd displayet.

Har så også en anden testopstilling liggende der modtager temperature og status fra både udhuset og vvb styring der logger online så jeg nemt kan visualisere det via Google Charts

Det er 6år siden styringen gik i luften. Det er baseret på et par små arduino print og pogrammeret i et C/C++ lignende sprog. Siden det gik i luften i 2010 har ændringerne primært været på online delen da jeg har brugt forskellige gratis services. Pachube, Cosm , Xively og nu Thingspeak.
Men grundlaget for overhovedet at gå igang var installationen af solvarme og spørgsmålet. Hvordan skal VVB’en inde i huset finde ud af om der er varmt vand i solvarmens akku tank der kan bruges til at varme vand ? Jeg startede med at blot at måle på temperaturen af rørene i huset, men om sommeren trækker huset jo ingen varme og så er rørerne kolde selvom der er varmt vand i udhuset. De traditionelle løsning ville være at cirkulære vandet til/fra huset og sætte en alm termostat til at styre en ventil. Men det ville jo give en større afkøling..

Gulvvarme med trådløse rumfølere

Har boet her siden 2002 og gulvene er renoveret med gulvarme ca 1998.

Forgangne sommer har jeg så lavet lidt om i forbindelse med etablering af solvarme. Og der har vandet så også været af anlægget.

I slutningen af oktober fik jeg så problemer med gulvvarmen… Først gik der en alarm på Wirsbo Genius styringen. Kunne ikke se noget galt og efter en reset kørte den tilsyneladende også igen…

Så blev der koldere og koldere i køkken/alrum. Jeg var selvfølgelig hjemmefra i 3 dage og fruen var ikke begejstret…

Vel hjemme kigger jeg på fejlmuligheder – luft i anlægget osv…

Indtil det slår mig at rumfølerne jo kører på batterier ….

Får gravet en manual frem og målt på batterierne… De måler tæt på de 3,6V men styringen vil ikke kendes ved dem når de tilsluttes med kabel. Opdager så at spændingen falder meget under belastning, men kravler hurtigt op igen.

Står også i manualen at de bør skiftes hvert 10. år – Og nu har de så sidder der i ~12år… Termostaterne til gulvvarmen rører vi aldrig ved. De ligger gemt af vejen på reoler osv og de står altid på maks. – og maks er så begrænset centralt i styringen 🙂 Gulvvarmen reagerer så langsomt at det ikke giver mening med natsænkning. En vinterdag for år siden målte jeg at temperaturen i stuen faldt 1 grad på 4 timer efter at have slået gulvvarmen helt fra.

Så søger online efter batterier til de her wirsbo genius termostater : Bedste pris jeg finder er 189,- STYKKET

Så droppede jeg at at finde dem med ledning/stik og battterilageret havde dem til 59,50.

Så skulle jeg selvfølgelig lige selv lodde ledningerne over – men med 4 termostater var der stadig sparet en plovmand med loddekolben.

På 1.sal styrer jeg radiatorerne med et anlæg fra conrad.com. Det kører både motorer og rumtermostater på alm. AA batterier og der kommer fine batterisymboler i displayene når det er tid til at skifte batterier. De holder også kun et par år så jeg husker bedre at det er noget der kan/skal skiftes.

Centralen hedder FHZ1000 og den styrer selv motor/aktuator på kontoret hvor den hænger. Dertil har vi så 4 andre termostater (FHT 80B) hvoraf den ene styrer 2 radiatorer, mens de andre kun en enkelt hver.

Fra centralen kan natsænkning osv programmeres for de andre termostater. Jeg har så også trådløs brandalarmer koblet på samme central. Troede at de også direkte kunne alarmere hinanden, men det har jeg ikke fået til at virke. Men huset er heller ikke større end at en alarm nemt høres gennem 2 lukkede døre – For børnene sover fint fra en fejlalarm ….

Så hvornår har du sidst skiftet batterier i din varmestyring ?

Solvarme – Styring

Zilmet SolerPlus 35L
Zilmet SolerPlus 35L

Med til anlægget var de nødvendige fittings til at samle en solvarmestation. Men trykekspansionsbeholderen var kun på 5l. Det er for lidt hvis man får strømsvigt i solskin. Så fordamper væsken i panelerne, trykket stiger og blæser ud af overtryksventilen. Se f.eks denne artikel fra ingeniøren. Nu har jeg godt nok fået erstattet luftledningerne med et kabel i jorden men vi har haft en del strømafbrydelser herude. Når der sker så går strømmen til det lokale vandværks pumper også (Klejtrup Vandværk) og jeg har således fået testet brandslukningen på stokeren nogle gange.

Der er 22 liter i panelerne og et par liter i rørene så 25l var nok lige til øllet. Derfor tog jeg en 35liters for en sikkerheds skyld (Zilmet SolarPlus 35 fra Varmt vand fra solen). Den kan stå på gulvet og er blot forbundet med en flexslange.

Men solvarme er reelt simpelt. Pump væsken op igennem solfangeren så væsken varmes op. Dernæst ned igennem akkumulerings tanken så det kan afgive varmen igen. For at frostsikre væsken bruger man i Danmark normalt at blande glycol i.  Jeg har blandet med ~40% glycol og dermed frostsikret til -20 grader.

Udover ekspansionstanken består solvarmestationen af:

  • En Grundfos UPS 25-40 pumpe ( Der var endda afspærrings haner med således at pumpen kan skiftes uden at tage væsken af. Den overvejede jeg også at skifte til en Grundfps Alpha2. Men jeg har planer om at laver en regulering af den for at prøve at køre “matched flow” istedet for den simple on/off styring.
  • Forgrening med trykmåler, 10bar sikkerhedsventil og påfyldnings/aftapningshane
  • Flowregulering/flowmåler (den med ruden) – jeg har den helt åben, men man om nødvendigt begrænse flowet, men med pumpen på et ser det umiddelbart fornuftigt ud.
  • Kontraventil, til at forhindre selvcirkulation.
  • Snavsfilter.
Pumpe og fittings
Solvarmestation, pumpe og fittings

Køber man en solvarmestation idag kommer den typisk med en støbt isoleringsskal. Det var der ikke med til mit anlæg. Derfor blev den nemme løsning at tilpasse en flamingo kasse. Der er også et låg til så der er ~20 mm isolering omkring.

Jeg havde så købt en billig boremaskine pumpe til at pumpe væsken op i anlægget. Den virkede bare ikke …. Så var det ind og rode i gemmerne og frem kom en 12V pumpe beregnet til vand i en campingvogn eller lign. Den er ikke beregnet til kontinuert drift men den klarede det. På billedet  af solvarmestationen er der kun hældt væske på med den lille pumpe. Den kunne knapt få trykket op på 1 bar.

Fyldepumpe - 12V campingsvognsvandpumpe
Fyldepumpe - 12V campingsvogns-vand-pumpe

Så til sidst øgede jeg trykket til 3 bar med haveslangen og vandværks tryk.

Solvarme og fremløbs styring
Solvarme og fremløbs styring

Den medfølgende styring hedder Termomat 5 og er en relativt simpel differenstyring. Den har 3 temperatur sensorer (Pt100) og en relæ udgang for pumpen. Desuden tre 7-Segment displays der kan vise temperaaturen fra de 3 temperatur sensorer.

Som diagrammet på fronten viser skal der en føler i top og bund af tanken samt en i toppen af solfangerne.

Når temperaturforskellen er større en grænse (5 grader) starter pumpen og den slukker igen når den er under en anden grænse (3 grader). Dertil er der en overhednings-sikring så den stopper pumpen hvis toppen af tanken bliver for varm (sat til 98 C).

Alle 3 temperaturer kan justeres med omskiftere på printet.

På det midlertidige panel er øverst til højre den elektroniske reguleringsenhed der styrer fremløbstemperaturen (del at Automix CTR der også indeholder, temperatur føler og shunt motor).

Under termomaten en afbryder og hastighedsregulering for termovar’en. Forventer ikke at den skal køre på fuld kraft når først jeg tænder op i stokeren. På trin 1 bruger den hele 45W. Og så mangler jeg lige at få kortet kablet op der forbinder temperatur reguleringen -men mangler lige værktøjet til at  samlet RJ11 konnektorer.

Termomat 5, åben
Termomat 5, åben

Solvarme – Solpanelerne

Solpanelerne færdigt monteret
Solpanelerne færdigt monteret

Det vigtigste ved et solvarme anlæg må vel være panelerne. Biovarme’s 2006 model er bygget over en aluprofil. Bunden af en tynd aluplade og indeni er den isoleret med glasuld og foran er 4mm hærdet jernfrit glas. Selve absorberen består af 11 rør på en kobberplade og det hele er sortelokseret. De 11 rør er forbundet med et gennemgående fordelerrør i top og bund og flere paneler kan forbindes lige efter hinanden.

Biovarme 2006 Solpanel - Tekniske Data

Højde2040mm
Bredde1200mm
Tykkelse100mm
Brutto areal2,45m2
Netto areal2,4m2
Vægt tør
Vægt drift
41,0
46,5
kg
kg
Antal Stigerør11stk
Trykprøvet ved10bar
Drift tryk (anbefalet
Drift tryk (maks.)
3-5
6
bar
bar
Termisk Virkningsgrad71%
Vandindhold5,5liter
Max arbejdstemperatur200°C
Solpanel
Solpanel

Biovarme har oplyst at ydelsen på panelerne ved placering syd og 30 grader her i det midtjyske er ca 300-330W/m2. Dvs forventet ydelse 9,6*300 – 9,6*330 = ca 3000kWh/år.

Med til solpanelerne var nogle S formede stykker galvaniseret jern, beregnet til montering på et tegltag, hvor bukket så skulle ind omkring lægterne.

Men på udhuset har jeg trapez stålplader. Jeg valgte at derfor at lave en ramme med fem 40x40x4 mm alu profiler nede i bølgerne og to 50x50x5 mm vinkler på lang af taget. Så forventede jeg at det var ligetil at skrue panelerne sammen.

Aluprofiler til solpaneler
Aluprofiler til solpaneler

De løse profiler fik en gang grunder og maling i garagen. Dernæst boltede jeg rammen sammen og med et par hjælpende hænder fik vi den lagt på taget og skruet ned i lægterne med franske skruer igennem firkantprofilerne.

Ramme til Solpanelerne skrues fast
Ramme til Solpanelerne skrues fast

Panelerne ligger så i vinklerne  og har fået et par tagskruer (overlapsskruer) så de heller ikke på sigt kan rykke sig nogen steder.

Men det var ikke tæt i første forsøg 🙁

Fittings var monteret på panelerne på jorden og dernæst løftet op og skuet sammen i unionerne.  Det var ikke ligetil – de vejer trods alt 41kg stykket og man kan ikke gå på ståltaget. Så vi skubbede et panel ad gangen op ad en stige og så med en mand over rammen og en under fik vi dem skubbet/løftet på plads

Men  da jeg så satte vandværkstryk på fik jeg vand i tagrenden. Det var jo ikke
lige planen.

Så da jeg igen fik en hjælpende hånd (umuligt at håndtere paneler alene på taget) fik vi det skilt ad deroppe og pakket om. Messing fittingsene gik meget løst i kobberrørene i panelerne så der skulle pakkes ret hårdt. Det var virkeligt noget bøvl.

Nu har jeg aldrig målt hvad vandværkstrykket er her – det er vel mindst på  3 bar, men det var den nemmeste måde lige at lave en simpel trykprøvning. Men når grønne noname billige haveslanger kan klare presset er det nok højest 5-6 bar og måske ikke mere end de 3 jeg forventer at skulle køre med. Men rart at få det tæt blot med vand i. Så kan glykolen komme i når jeg ved det hele er tæt istedet for at hælde glycol i tagrenden …

Det var stadig i April 2010 at panelerne kom og. Hen over sommeren fik børnene også masser af varmt vand i soppebassinet. En haveslange fra vandhanen til panelet og en anden retur til bassinet. Og bare langsomt lade vandet løbte igennem og de kom ud med 40-60 grader

Der gik så længe inden jeg fik købt nogle propper til firkantrørene – Dem fandt jeg selvfølgelig også på ebay til få kr pr stk efter at jeg lokalt havde fået fået prisen 25kr/stykket – og jeg var for nærig til at bruge 250 kr på 10 propper …

Solvarme – Sol Maxi fra Biovarme

I sommeren 2009 købte jeg et solfangeranlæg.

Det havde vi talt om længe og på udhuset er der 60m2 tag stik syd i 30 grader. Nærmest optimalt til solvarme eller solceller. Men der har været projekter nok og kunne det nu betale sig…

Solceller har jeg indtil videre affærdiget med at den simple tilbagebetalingstid simpelthen var for lang til at det kunne betale sig privatøkonomisk – typisk over 15år og der loves jo hele tiden at der kommer bedre og billigere paneler lige om lidt.

Solvarme havde jeg blot svært ved at få integreret.  Ingen tvivl om at det normalt er rentabelt. Ideelt skulle solen jo kunne levere varmt brugsvand hele sommeren. Der er fyret slukket og solvarmen kunne spare den strøm vi ellers bruge i elpatronen i varmtvandsbeholderen (VVB). Men VVB’en sidder i huset. Solpanelerne skulle på udhuset.  Så hvad gør man så når man ikke vil grave gårdspladen op for at få flytte VVB’en til udhuset ?

Men i ydersæsonen kunne vi også godt bruge lidt varme i gulvet i badeværelset der ligger mod nord. Det er som regel når det kniber med at få tørret håndklæder at vi tænder op i fyret for vinteren – også selvom der egenligt er varmt nok i resten af huset (i stuen har vi også brændeovnen så et par råkolde dage kan vi nemt fyre os ud af uden at tænde fyret).

Det der gjorde udslaget var følgende annoncen på usenet:

> Der fulgte et komplet solfangeranlæg med, da jeg købte mit hus – 4

> paneler, akkumuleringstank og alt tilbehør.

> Det har aldrig været monteret og nu har jeg opgivet at finde en

> håndværker, der kan montere det til en fornuftig pris.

Anlægget er et sol maxi fra Biovarme Aps. Dog med kun en 500 liters akkumuleringstank mod de 750 der var standard.  Så da jeg kunne få det til en fornuftig pris slog jeg til – uden for alvor at regne på tilbagebetalingstiden. Jeg fik alle papirer med anlægget incl. de gamle fakturaer, så jeg kunne se hvor dyrt det var engang …

Anlægget er købt nyt i 2006 og består primært af:

  • 4 Biovarme solvarmepaneler af 2,4 m2
  • 25 meter 15mm kobberør incl rockwool isolering.
  • LK Acaso Termomat 5 Solvarmestyring ( med Grundfos pumpe og 6l ekspansionstank).
  • LK Acaso Termovar 25 1″ 72°C ladeventilsæt.
  • LK Acaso Termomix DS25S 1″ med Automix CTR 10-80 grader.
  • Denviro 500 liters akkumuleringstank med 1.7 m2 solvarmespiral.

Dertil diverse fitting mm. hvoraf jeg har videresolgt en del jeg ikke skulle bruge (skoldningsikring, analoge termometre, 3-vejsv motor ventil mm).

Den gamle installation var simpel – En ups 25-40 på varme fremløb fra fyret – og returen direkte tilbage i fyret. Returen fra huset er oftest nede på 20-30grader og det skulle vist være uheldigt mhs kondesation/tæring at køre så kold vand i kedlen. Men den har da overlevet siden 1998.  På fremløbet sidder så også et rør op til ekspansionen på loftet og der er et rør tilbage til returen (med en ventil på) da man er nødt til at have lidt flow igennem som frostsikring.

Diagram Biovarme Modified
Diagram Biovarme Modified

Med i dokumentationen var en stribe diagrammer. Det herover er en rentegning af  princippet i anlægget (klippet rundt i et af deres diagrammer). Det ser jo ganske simpelt ud, men jeg har brugt mange timer på at omsætte princippet til hvorledes det reelt skulle bukkes sammen i fyrrummet. Ikke alene finde ud af hvordan akkumuleringstank kunne klemmes ind men også en detalje som at få den termomix/automix til at sidde fornuftigt. Og så skulle der jo lige være plads til både solvarmestyring og termovar’en. Jeg endte med at lave rørarbejdet bag akkumuleringstanken og så sætte den på til sidst med 3 unioner. Synes selv det er blevet ret elegant, men jeg er heller ikke VVS’er 🙂 Mere om det i et link herunder.

Termovar’en sikrer at der først komme flow i akku. tanken når fremløbstemperaturen er høj nok. Samtidig sikrer den så at returen til fyret også holdes varm.  Den er egentlig overflødig når stokeren kører på træpiller da fyret da sagtens kan holde den satte fremløbstemperatur. Men man kan også fyre manuelt i TwinHeat’en og så er den nødvendig. Men selv på træpiller skulle jeg have en pumpe mellem fyr og akkumulerings tank da jeg ikke kan få den højt nok op til selvcirkulation. Og termovarn var jo med solvarmeanlægget – havde den ikke været det havde jeg nok valgt en billigere løsning.

Returen til termovaren kan enten tages i bunden af tanken eller et stykke oppe. Ideen er at er der sol kan solvarmen forvarme vandet  inden fyret ved bruge udtaget på midten. Fyrer jeg derimod manuelt i gråvejr kan jeg opvarme hele beholderen ved at åbne den nederste ventil.

Ekspansionsbeholderen har selvfølgelig stadig en retur ahs. frostsikring selvom den ikke er tegnet på.

Solvarmestyringen har 2 temperatursensorer i beholderen og en i solfangeren. Da solvarmespiralen ligger i bunden af beholderen favoriseres udbytte af solen over høj temperatur i toppen. Solen varmer nærmest beholderen op

Jeg har så suppleret med 3 nye grundfos alpha2 pumper (~3000kr) til brænder på fyret (ikke vist), Fremløb over gårdsplads til hus og på gulvvarme shunten i huset (ikke vist). Desuden en større ekspansionstank til solvarmekredsen (~1000) 40 fittings og 14 meter ekstra rør (~4000kr) og ikke mindst rockwool rørisolering (~1000kr).

I modsætning til før hvor varmen blev pumpet direkte mod huset har jeg nu flere kredse med cirkulation så varmetabet skulle klart minimeres. Derfor 30mm rockwool rørskåle i stedet for blot at nøjes med de billige skumskåle.

Med rammer til montering af solpanelerne og fraregnet de solgte stumper er investeringen ~ 25000kr og jeg burde få ca 3000kWh/årlig ud af det. Nu er det kun en del af varmen der erstatter el i VVB’en så kW prisen er mellem ~0,50 og ~2,00kr. Så den simple tilbagebetalingstid ligger nok et sted mellem 4 og 17 år. Men jeg har tidligere estimeret at vi bruger 1700kr/år på el-vandvarmeren (baseret på nøgletal fra DONG). Og med dage med gråvejr kan  elpatronen nok ikke undgå at skulle køre. Så tilbagebetalingstiden ligger nok tættere på de 17år end 4år.

Men vigtigst så håber jeg på bedre komfort i ydersæsonen hvor fyret er for stort og det er for fodkoldt uden varme i gulvet.

Opfølgning i følgende posts:

Solvarme – Centralvarme rørføring i fyrrum

Så var det blevet sommer – tid til at tage den gamle isolering af og tage rørene i nærmere øjesyn.

Gammel rørføring i fyrrum
Gammel rørføring i fyrrum

Ja det er jo simpelt. Det varme vand fra fyret igennem pumpen og over til huset – lige med et T-stykke op til ekspansionstanken

Returen direkte tilbage igen – igen med et T så der skabes lidt cirkulation igennem ekspansionstanken som frostsikring.

Men det var så her jeg skulle have foldet diagrammet ind. Det brugte jeg mange timer på at planlægge. Problemet var at der ikke er meget plads og rørene til huset ligger midt i det hele ved bagvæggen.

Løsningen blev at lave det meste ved bagvæggen i plan med de eksisterende rør og så lade beholderen stå midt på gulvet. Problemet i det var at jeg så skulle lave rørføringen først og så flytte beholderen ind til sidst. Ville have været nemmere hvis der var plads til at lave rørføringen ud fra beholderen.

Ny rørføring i fyrrum
Ny rørføring i fyrrum

Ovenstående indeholder ~40 fittings, ~6meter sort 1″, ~3meter 3/4″  og ~2meter 1/2″ – Dertil 15mm kobberør til somvarmekredsen. Det var en stor udfordring da jeg aldrig før har skåret så meget som et gevind.

  • Forrest til højre er de 3 forbindelser til tanken, med union’er.
  • Bagerst til højre sidder den nye alpha2 pumpe og konstant-temperatursreguleringen
  • I venstre side har termovaren fået plads mellem frem og retur på fyret. Den røde klods i krydset er termostaten til at stare pumpen på termovaren.
  • Returen  fra ekspansionstanken flyttet til højre for at få den udenfor termovar’en sløjfe. Ellers ville den pumpe baglæns mod den.
  • Fremløb til ekspansion kan ikke ses – den er skåret over og flyttes til toppen af akku. tanken

Ny rørføring i fyrrum - med akkutank

Og heldigvis kom afstandene til at passe. Akku. tanken er klodset op på en rest klinker så nederste udløb kom til at passe med returen fra huset.  Der er mange udtag på tanken – på begge sider, men de var heldigvis mærket op.

Solvarme – Akkumuleringstank

Med til anlægget var en Denviro 500liters akkumuleringstank med 100mm skumisolering. Fordelen ved den løse isolering er at det så er nemmere at få tanken igennem døre og lign. Isoleringen trækkes så om tanken og lynes sammen. Let og elegant.

Min tank har en række studser modsat hinanden. Siden med de flest udtag (primær) vender ind mod bagvæggen.

  • Sensor: Følerlommerne sidder i samme højde på begge sider.  Til solvarmestyringen Termomat 5, bruges en i hver højde.  Jeg har sat dem i lommerne ud mod rummet, men også sat følerlommer i de 2 andre.
  • Heat Caarrier:  Der er 5 studser på den primære side. Den øverste forbindes til fremløbet fra fyret og til konstanttemperaturreguleringens ventil. Den nederste til retur fra huset og retur til fyret. Så ville jeg også have  mulighed for at tage forvarmet vand fra solvarmen retur til fyret. Det blev så den næstnederste Heat-Carrier. Overvejede også at tage den lige over øverste solvarme spiral (Coil  Input). Men det er i forvejen sparsomt med plads for at komme imellem til solvarmestyingen. De to midterste er så blændet af med en prop.
  • Coil Input/output – Forbindes til solvarmekredsen

Denviro Akkumuleringstank - side A
Denviro Akkumuleringstank - side A

Denviro Akkumuleringstank - side B
Denviro Akkumuleringstank - side B