Der Blubber: An der Klippe …

Irgendwer hätte dem beruhigenden Blubbern noch stundenlang zuhören können. Aber leider war das Messintervall für den Füllstand schon wieder vorüber und der Blubber verstummte unvermittelt. So schloss er den Eisspeicher-Deckel, und zog zufrieden Bilanz über die Feuerprobe des Blubbers (… die ja – genau genommen – eine ‚Eisprobe‘ gewesen war).

Blubber-1-Wasser

(1) Nur Wasser, kein Eis (mehr) im Eisspeicher

Der kälteste Pannonische Jänner seit 30 Jahren hatte für genügend Eis im Eisspeicher und damit für optimale Blubber-Testbedingungen gesorgt. Trotz dieser harschen Umgebungsbedingungen hatte der Blubber verlässlich seinen Dienst getan und den Füllstand kontinuierlich aufgezeichnet.

Blubber-Fuellstand

Obwohl dieser Blubber-Füllstand natürlich unmittelbar mit der Eisbildung zusammen hing, zeigte er trotzdem einen Verlauf, der auf den ersten Blick vielleicht etwas unlogisch erscheinen konnte. Besonders die starken Schwankungen in der Auftauphase (3) und der ’negative‘ Füllstand gegen Ende der Eisperiode (4)…

Eine direkt Umrechnung des Füllstandes in Eisvolumen war nur unter bestimmten Bedingungen möglich. Dazu musste man sich erst einmal vergegenwärtigen, was sich so im Laufe eines Winters im Eisspeicher abspielte:

Blubber-Phasen-der-Eisbildung

Schematische Darstellung der Eisphasen: (1) nur Wasser (2) kontinuierlicher Eiszuwachs um die Wärmetauscherrohre und an der Oberfläche (3) (temporärer) Eisrückgang und Wiederanstieg (4) Endphase der Eisschmelze: der Eisdeckel schmilzt zuletzt.

In der Phase der kontinuierlichen Eisbildung (2) entsteht Eis um die Wärmetauscherrohre und an der Wasseroberfläche. Da das Wasser durch das wachsende und an der Trägerkonstruktion festgefrorene Eis an die Oberfläche verdrängt wird, ist das gesamte Eisvolumen unter Wasser. – Der Füllstand kann direkt in Eisvolumen umgerechnet werden.

Blubber-2-Wasser-Ueber-Eis

(2) In der Phase der kontinuierlichen Eisbildung befindet sich das gesamte Eisvolumen unter Wasser

Sobald die erste Tauwetterphase einsetzt (3), schmilzt Eis zuerst an den Wärmetauscher-Rohren. Der Wasserstand sinkt und das nach wie vor an der Trägerkonstruktion festgefrorene Eisgebilde erhebt sich wie eine Klippe über das Wasser. Da ein Großteil der Oberfläche gefroren ist, sinkt der Wasserspiegel in den eisfreien Zonen überproportional stark.

In dieser Phase wird das direkt aus dem Füllstand ermittelte Eisvolumen unterschätzt. Dafür sind kleinste Änderungen im Eisvolumen durch starke Schwankungen des Füllstandes in relativ kleinen eisfreien Zonen sehr genau messbar.

Gefrier- und Tauphasen wechseln sich quasi wie Flut und Ebbe zwischen den Klippen ab.

Blubber-3-Klippe

(3) In Tauwetterphasen sinkt der Wasserspiegel in den eisfreien Zonen überproportional schnell und Eisklippen erheben sich über das Wasser

Gegen Ende der Eisperiode (4) sinkt der Wasserspiegel sogar kurzfristig unter den ursprünglichen Stand. Während das Eis um die Wärmetauscherrohre bereits vollständig geschmolzen ist, schmilzt der ‚Eisdeckel‘ mangels direkter Wärmezufuhr (fehlender Kontakt zu Wärmetauscherschläuchen und  zum Wasser) zuletzt.

Blubber-4-Eisscholle

(4) Am Ende der Eisperiode hängt der ‚Eisdeckel‘ in der Luft und schmilzt zuletzt.

Fortsetzung: Orkrakel und Peak Ice

IIEEEEEEHHH … !!!

… sein markerschütternder Schreckensschrei war ungehört in den Weiten des Büros verklungen.

Nichts Böses ahnend hatte Irgendwer im morgendlichen Dämmerlicht noch etwas schlaftrunken seinen Weg zur Kaffeemaschine gesucht, als ihn diese furchterregende Kreatur plötzlich aus dem Halbdunkel angestarrt hatte.

solar-skorpion-3

Furchterregend, mit zwei deutlich erkennbaren Giftstacheln …

Er hatte schon genügend Bilder von Skorpionen gesehen, um instinktiv die tödliche Gefahr zu erkennen, die von der bedrohlich erhobenen mit zwei Stacheln besetzten Schwanzspitze ausging.

SCORPIO MAURUS PALMATUS

Reflexartig hatte er nach dem Handtuch gegriffen und kräftig zugeschlagen. Bevor er sich nach einer kurzen Wartezeit näher an das Tier heran wagte, das nun keinen Mucks mehr von sich gab.
Er konnte zwar nicht mehr mit Gewissheit sagen, ob es sich überhaupt bewegt hatte, aber jetzt lag es definitiv regungslos vor ihm. Durch den harten Schlag, war es in mehrere Teile zersprungen, die er nun neugierig begutachtete.

solar-skorpion-2

Nach dem harten Schlag war das Ding in seine Einzelteile zersprungen …

Hmm. Irgendwie kam ihm das alles bekannt vor. Ja! Jetzt fiel ihm wieder ein, wo er dieses Teil schon einmal gesehen hatte. Draußen am Schlauchkollektor hatte er ein ähnliches Ding schon einmal beobachtet. Gut getarnt – sodass es sich kaum vom Hintergrund abgehoben hatte.

solar-skorpion-4

Solar-Skorpione haben sich perfekt an die Lebensbedingungen auf Schlauchkollektoren angepasst …

Und als er schließlich erkannte, dass der ‚Schwanz‘ nur das Ende eines stinknormalen Temperaturfühlers gewesen war, beruhigte sich sein Puls schön langsam wieder.

Gut, dass niemand gesehen hatte, dass er in seiner morgendlichen Schlaftrunkenheit gerade einen Kollektorfühler zerschmettert hatte. Aber glücklicherweise waren die ja sehr robust. Und mit wenigen Handgriffen war der Solar-Skorpion wieder zusammengebaut und saß genauso auf seinem Plätzchen, als ob nichts geschehen wäre…

Endlich! Der Blubber.

Der metrische Sensor zur visuellen Erfassung des Füllstandes im Eisspeicher von LEO_2 war eine Innovation der ersten Stunde gewesen. – Einfach, robust, verlässlich und unschlagbar günstig!

blubber-metrischer-fuellstandsmesser

Der Klassiker unter den Füllstandsmessern …

Er hatte nur einen entscheidenden Nachteil: Das technische Personal – also Irgendwer – musste zur Erfassung des Füllstandes direkt vor Ort sein – also am Einstieg zum Eisspeicher. Und das natürlich genau zu jenen Zeiten, zu denen sich Eis im Eisspeicher bildete.

Über die nun doch schon einige Jahre dauernde Beobachtungsphase hatte sich inzwischen herausgestellt, dass die Phasen mit Eisbildung ziemlich gut mit widrigen äußeren Wetterbedingungen im Zusammenhang standen. Das wiederum bedeutete, dass Irgendwer regelmäßig seinen Hintern aus der warmen Stube in die unwirtliche Kälte des pannonischen Winters hinausbewegen musste, um diesen entscheidenden Messpunkt einzusammeln.

Und so, wie immer Mangel und Not die besten Innovationen hervorbringen, war es auch diesmal. Es war allerdings ein langer und steiniger Weg gewesen, bis Irgendwessen Forschungen im Bereich der Füllstandsmessung die gewünschten Ergebnisse gezeitigt hatten.

blubber-vorgaenger

Die Entwicklung der Füllstandsmessung hatte einige Prototypen hervorgebracht, bevor mit dem Blubber der Schritt von der diskreten Niveau-Überwachung zur kontinuierlichen Messung des Wasserstands im Eisspeicher gelungen war.

Wollte Irgendwer doch die Änderung des Wasserspiegels mit einer Auflösung von 1 mm messen, was einer Änderung des Eisvolumens von ca. 0,15 m3 entsprach. Und das in einem Eisspeicher, in dem man darauf achten musste, dass die Füllstandsmessung nicht einfror oder durch Eis verfälscht wurde. Außerdem wollte er diesen Sensor natürlich an seine Universalregelung anschließen, um den kontinuierlichen Verlauf des Füllstandes zu erfassen und bei Bedarf auch (regeltechnisch) darauf reagieren zu können.

Und so war er nach langem Tüfteln schließlich auf den ‚Blubber‘ gekommen, wie er ihn liebevoll nannte. Mit einer Belüftungspumpe, wie sie auch gerne für Teiche oder Aquarien verwendet wird, blies er Luft über ein Messrohr in den Eisspeicher ein. Wie der Physiker weiß, steigt der dafür notwendige Druck linear mit der Höhe des Wasserspiegels.

blubber-messrohr-3

Der ‚Blubber‘ in Aktion …

Für die Messung, und Aufzeichnung dieses Drucksignals sowie für die Umsetzung von ‚Druck‘ in ‚Wasserstand‘ und ‚Eisvolumen‘, fand er alle notwendigen Funktionen in seinem neuen Spielzeug, der UVR16x2, sodass er schließlich Wasserstand und Eisvolumen brandaktuell im Onlineschema darstellen konnte.

blubber-onlineschema

Der relative Wasserstand zum Soll-Füllstand (h.rel) und das Eisvolumen (V.Eis) waren dank ‚Blubber‘ nun aktuell im Online-Schema ablesbar …

Wenn es draußen stürmt und schneit, bin ich zum Messen stets bereit!‚ dachte sich Irgendwer, der damit – nachdem das El(k)ement die Wärmepumpe gehackt hatte – nun auch den letzten Messpunkt in die automatische Datenerfassung integriert hatte.

Und ganz nebenbei glaubte irgendwer, mit dem ‚Blubber‘ auch das Problem der potentiellen Sensor-Vereisung gelöst zu haben. Die Nagelprobe stand mit der beginnenden ‚Eisperiode‘ unmittelbar bevor…

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Fortsetzung – der Bericht nach dem Ende der Eisperiode: Der Blubber: An der Klippe

Eisspeicherwasser für den Siedlergarten

Wäre der Wasserstand im Eisspeicher gesunken, hätte Irgendwer wahrscheinlich verzweifelt nach einem Leck gesucht. Aber das genaue Gegenteil war der Fall! Langsam, aber kontinuierlich stieg der Wasserstand. Deutlich ablesbar an der altbewährten Pegel-Messstation.

Wasserstand im Tank kontrollieren

Routinemäßige Kontrollen zeigten es eindeutig: Der Wasserstand im Eisspeicher stieg langsam aber kontinuierlich …

Innerhalb des letzten Jahres war der Wasserstand um ca. 3 cm gestiegen. Das entsprach einem stattlichen Volumen von knapp 400 Litern, das von irgendwoher in den Eisspeicher einsickerte…

Ganz genau hatte Irgendwer noch nicht durchschaut, woher das Wasser kam. Eine gewisse Menge war sicherlich der ‚Bauweise‘ des ehemaligen Erdkellers (und jetzigen Eisspeichers) zuzuweisen, wo es bei starkem Regen auch schon einmal von der Decke getropft hatte. Abgesehen davon hatte Irgendwer die Luftfeuchtigkeit und das Tauwasser im Verdacht, das sich ganz offensichtlich im kühlen Eisspeicher bildete.

Wie auch immer, da der Eisspeicher keinen Überlauf besaß, galt es vor der nächsten ‚Eisperiode‘ den Füllstand wieder auf das Soll-Niveau zu bringen, um wieder genügend Ausdehnungsspielraum für die Vereisung zu haben.

Hatte Irgendwer das überflüssige Wasser in den vergangenen Jahren gedankenlos in den Kanal gepumpt, so hatte er nun mit einer überschaubaren Investition endlich eine Lösung geschaffen, die eines Tüftlers auch würdig war.

Bewaesserung-aus-Eisspeicher

Aus ein paar Rohren und Fittingen war schnell ein Ansaugstutzen für den Eisspeicher zusammengebastelt und an die Gartenpumpe angeschlossen …

Zunächst gab es nun einen stationären Ansaugstutzen, an den bei Bedarf mit wenigen Handgriffen der Saugschlauch der Gartenpumpe angeschlossen werden konnte. Ein Fußventil verhinderte das Leerlaufen des Ansaugrohres.

Dann durfte natürlich ein Druckschalter nicht fehlen, der die Gartenpumpe nur dann einschaltete, wenn tatsächlich Wasser abgezapft wurde.

Gartenpumpe-mit-Druckschalter

Der Druckschalter machte die Gartenpumpe zum ‚Wasserwerk‘ …

Und fertig war die Gartenbewässerung mit Eisspeicherwasser …

Schließlich war der Siedlergarten auch froh, wenn er in den oft trockenen pannonischen Sommern ein wenig erfrischendes Eisspeicher-Wasser abbekam ;-).

Gartenbewaesserung

Ein ganz besonderer Leckerbissen für den Siedler-Garten: erfrischend belebendes Eisspeicher-Wasser …

Zugegeben, das war natürlich erst die halbe Lösung. Perfekt wäre natürlich, wenn zusätzlich auch das sommerliche Regenwasser im Eisspeicher gesammelt werden würde. – Aber was nicht ist, das kann ja noch werden …

Jenseits von Pannonien: Die Stunde des Wissenschaftsoffiziers

Wie schnell doch die Zeit vergeht! Ja, es war wirklich schon wieder über ein Jahr her, seit die Bewohner in die Siedlerhütte jenseits von Pannonien eingezogen waren und LEO_2 dort verlässlich für wohlige Wärme sorgte.

Jenseits von Pannonien - Kollektor

Seit über einem Jahr schon wärmte LEO_2 die Bewohner dieser Siedlerhütte jenseits von Pannonien…

Über den Fernwartungszugang hatte Irgendwer zwar immer wieder einen Blick auf den aktuellen Zustand des Wärmepumpensystems geworfen, aber abgesehen davon interessierte ihn inzwischen vielmehr die langfristige Performance der Anlage.

Das erforderte eine eingehende Analyse der laufend aufgezeichneten Monitoring-Daten, was ja prinzipiell keine unbekannte Aufgabe war. In diesem Fall hatte das aber den kleinen aber nicht unwesentlichen Haken, dass die manuelle Ablesung von Zählerständen aus der Entfernung nicht wirklich möglich war. Dadurch fehlten zwei entscheidende Messpunkte zur Bestimmung der Arbeitszahl, nämlich (1) die von der Wärmepumpe erzeugte Wärmeenergie (Ablesen des Wärmemengenzählers der Wärmepumpe) und (2) die von der Wärmepumpe benötigte elektrischen Energie (Ablesen des Stromzählers).

Wie konnte man aber trotzdem aus den automatisch erfassten Monitoring-Daten die Arbeitszahl der Wärmepumpe ermitteln? – Das war eindeutig ein Fall für das El(k)ement, das mit List und Heldenmut auch schon die scheinbar unbezwingbare hauseigene Datenkrake niedergerungen hatte.

JVP-Wärmepumpen-Temperaturen

Die Sole-Eintrittstemperatur und die Wärmepumpen-Vorlauftemperatur wurden jenseits von Pannonien in einem Intervall von ca. 1 Minute permanent aufgezeichnet. Aufgrund einer technischen Panne stehen für den Zeitraum zwischen Mitte August und Mitte Oktober 2015 leider keine Monitoring Daten zur Verfügung.

Nachdem sich das El(k)ement versichert hatte, dass die Messpunkte ‚Wärmepumpen-Vorlauftemperatur‚ und ‚Sole-Eintrittstemperatur‚ in den Monitoring Daten vorhanden waren, verschwand es siegessicher hinter seinem Bildschirm. Dann hörte Irgendwer nur noch das Klappern der Tastatur, gemischt mit einem unverständlichen Programmier-Kauderwelsch und schließlich ein triumphierendes Ha!. – Das untrügliche Zeichen, dass der Wissenschaftsoffizier wieder eines seiner berühmt-berüchtigten ‚Excel-Tools‘ vollendet hatte …

‚Schau her! Ganz einfach …‘

wurde Irgendwem erklärt,

‚Durch einen Polynom-Fit der technischen Daten der Wärmepumpe aus dem Handbuch habe ich die Wärmeleistung, die elektrische Leistungsaufnahme und die Leistungszahl der Wärmepumpe als Funktion der Sole-Eintrittstemperatur und der Wärmepumpen-Vorlauftemperatur ermittelt …‘

Die weiteren Details, die sich Irgendwer geduldig und anerkennend anhörte, sollen dem Leser an dieser Stelle erspart bleiben …

Technische Daten Wärmepumpe

Im Handbuch der Sole-Wasser Wärmepumpe fand das El(k)ement diese technischen Daten in Abhängigkeit von der Sole-Eintrittstemperatur: Die elektrische Leistungsaufnahme (P.EL), die Heizleistung (P.HZ) und die Leistungszahl (LZ). Die Farben kennzeichnen unterschiedliche Wärmepumpen-Vorlauftemperaturen.

Was Irgendwen aber letztlich vollständig von den theoretischen Berechnungen überzeugte, war die überraschend gute Übereinstimmung mit den praktischen Messungen, die das El(k)ement kurzerhand schon an den eigenen Messdaten verifiziert hatte.

Und so konnte Irgendwer schließlich zufrieden auf die Performance-Daten von LEO_2 (‚Jenseits von Pannonien‘) blicken:

JVP-Leistungsdaten-LEO_2

Theoretisch berechnete Leistungsdaten aus tatsächlich gemessenen Temperaturen (Sole-Eintrittstemperatur, Wärmepumpen-Vorlauftemperatur).  Aufgrund der Lücke in den Messdaten-Aufzeichnungen fehlt der September 2015 vollständig. Die Werte für August und Oktober wurden beruhend auf den teilweise vorhandenen Daten ermittelt.

Das Eisspeicher-Orakel

Alle Jahre wieder am 2. Februar wird das Murmeltier Punxsutawney Phil aus seinem Bau gelockt und danach befragt, wie lange der Winter wohl noch dauern wird.

Murmeltier IIAber wie auch immer dieser Lostag heißen mag, ‚Groundhog day‘ oder ‚Lichtmess‘, es wird ihm in Legenden, Traditionen und Bauernregeln eine besondere Bedeutung zugemessen:

„Wenn das Murmeltier seinen Schatten sieht, wird der Winter noch 6 Wochen dauern“

oder

„Ist’s an Lichtmess hell und rein,
wird’s ein langer Winter sein.
Wenn es aber stürmt und schneit,
ist der Frühling nicht mehr weit.“

Trotz Hochachtung vor der Naturbeobachtung der Altvorderen, erschienen Irgendwem diese Aussagen doch recht dehnbar und interpretationsbedürftig. Darum verließ er sich bei der Frühlingsprognose neuerdings viel mehr auf das Eisspeicher-Orakel, das er nun auch schon über mehrere Jahre hinweg beobachtet hatte.

Eisspeicher Orakel 2014

Um das Eisspeicher-Orakel richtig deuten zu können, sind der Verlauf der Temperatur im Eisspeicher und die Erd-Temperatur in 1m Tiefe  von außerordentlicher Wichtigkeit. (1) Frühlingsbeginn, (2) Tag der geringsten Eisspeichertemperatur, (3) Zeitunterschied 5-6 Wochen.

(1) Frühlingsbeginn

Zuerst galt es, den Begriff ‚Frühlingsbeginn‘ etwas greifbarer zu machen. Dazu schien Irgendwem der Verlauf der Eisspeichertemperatur bestens geeignet. Denn in jedem Jahr gab es einen Zeitpunkt zu dem diese Temperatur recht steil und dauerhaft über einen Wert von 10°C anstieg, was damit zu tun hatte, dass

  • die benötigte Heizenergie stark zurückging
  • die zur Verfügung stehende Umweltenergie aus Luft und Sonne (Kollektorernte) gleichzeitig stark zunahm
  • also: der Frühling begann!

(2) Der Lostag

Aber wie konnte man diesen Zeitpunkt voraussagen? Wann war das Ende des Winters endgültig besiegelt? Dafür erschien Irgendwem die Erdtemperatur in 1m Tiefe ein probates Mittel zu sein. Diese Temperatur war ein Spiegel des Verlaufs und der Strenge des Winters. Insbesondere jener Tag irgendwann im Februar, an dem die Erdtemperatur ihr Minimum überwand und wieder zu steigen begann.

Kurzerhand bestimmte Irgendwer den ‚Tag der geringsten Erdtemperatur‚ zum Lostag für die Frühlingsprognose.

(3) Die Prognose

Aus den bisherigen Lenzen, die LEO_2 schon erlebt hatte, hatte Irgendwer versucht, einen Zusammenhang zwischen (1) Frühlingsbeginn und (2) Lostag herzustellen. Die Zeitdauer (3) zwischen Lostag und Frühlingsbeginn war bisher immer bei ca. 5 bis 6 Wochen gelegen.

Während der pannonische Winter 2013/2014 (s.o.) eher mild und kurz war, war 2012/2013 von der langen und hartnäckigen Sorte gewesen:

LEO_2-Orakel-2013

Im hartnäckigen Winter 2012/2013 lag der ‚Lostag‘ (minimale Erdtemperatur) sehr spät (Ende Februar). Der endgültige Sieg des Frühlings folgte ca. 6 Wochen später …

Den Frühling 2015 musste man aufgrund der Eisspeicher-Challenge aus der Wertung nehmen. 2016 stellte sich bisher wie folgt dar:

Eisspeicher-Orakel 2016

Frühlingsprognose 2016: Der Tag der minimalen Erdtemperatur wurde bereits Anfang Februar erreicht, sogar noch etwas früher als 2014. Damit müsste der Frühling noch vor Mitte März Einzug halten …

Wie gut das Eisspeicher-Orakel heuer liegt, werden wir Mitte März wissen. Aber es ist ja nicht schwierig, an die Trefferquote von Punxsutawney Phil heranzukommen ;-).

Und täglich grüßt das Murmeltier …

Unzählige Male hatte Irgendwer diesen Film schon genossen, in dem Bill Murray alias Phil Connor denselben Tag immer und immer wieder durchlebte.

Und nun kam er sich gerade genauso vor: Wieder war der ‚Gaskassier‘ dagewesen und wieder hatte dieser den unveränderten Zählerstand abgelesen. Und wieder hatte sich Irgendwer diebisch gefreut, dass er im letzten Jahr keinen einzigen Kubikmeter Gas verbraucht hatte. – Dank seines Wärmepumpensystems LEO_2, das seine Siedlerhütte nun schon seit drei 3 Jahren verlässlich und monovalent erwärmte …

Und wieder war ihm diese etwas verstörende Gasrechnung ins Haus geflattert. Dieses Mal über den satten Betrag von € 73,44. – Für NICHTS! – Seiner Meinung nach, zumindest …

Das Energieversorgungsunternehmen sah das selbstverständlich anders:

  • Energie Preis: € 0,– (soweit waren sie sich ja noch einig)
  • Energie Grundpreis: € 15,– (pro Jahr)
  • Netz Grundpreis: € 30,– (pro Jahr)
  • Entgelt für Messdienstleistungen: € 16,20 (pro Jahr)
  • … exklusive MWSt. versteht sich …

Aber dieses Mal sollte es nicht – wie die Jahre davor – bei dem Vorsatz bleiben, das Gas nun endgültig abzumelden. Nein. Lange genug hatte er diesem Faulpelz von Gaszähler Asyl gewährt! Dieses Mal würde er Ernst machen …

Und es war dann doch einfacher und unkomplizierter als gedacht. Ein Termin wurde vereinbart, ein tatkräftiger junger Mann machte sich ans Werk und in wenigen Minuten war der Gaszähler ausgebaut, die Gasleitung zugepfropft und verplombt.

Ausbau-Gaszähler

Schnell erledigt: Der Abbau des Gaszählers …

Zum wohlfeilen Pauschalpreis von € 36,– zzgl. eines Stopfens mit 1″ Außengwinde in der verzinkten Ausführung (man wollte sich ja nicht lumpen lassen) um weitere € 2,20.

Aber damit war die Sache nun ein für allemal gegessen! Das Zeitalter der fossilen Brennstoffe in der Siedlerhütte war mit diesem symbolischen Akt nun endgültig Geschichte.

Etwas wehmütig wurde Irgendwem dann schon zumute, als ’sein‘ Gaszähler zum Tor hinausgetragen wurde. Ohne jegliches Feingefühl hatte ihm der junge Mann offen und unverblümt ins Gesicht gesagt, was nun passieren würde: Da es keine weitere Verwendung mehr für diesen Zähler gab, würde ein großes Loch in sein Gehäuse geschlagen werden (um Missbrauch zu verhindern) und dann würde er mit anderen ausgemusterten Kollegen auf dem Schrottplatz landen.

Aber so unbarmherzig ist das Leben. Doch in Anerkennung seiner langjährigen geduldigen Zählarbeit sei ihm hier ein Denkmal gesetzt:

Gaszähler-ausgebaut

R.I.P.: Gaszähler mit der Nummer 149.304, der 1993 das Licht der Welt erblickt und zu z-village in Pannonien im Jahre des Herrn 2012 seinen letzten Kubikmeter gezählt hatte. Nach langem gaslosen Dahinsiechen in einem dunklen, kalten Zählerkasten ward er mit einem Zählerstand von 38.867 m3 endgültig von seinem Leiden erlöst. Er musste weichen – der zukunftsweisenden Technik von LEO_2 …

An der Kippe …

Die Zähl- und Messabenteuer der Siedler hatten zu folgendem Forschungsergebnis geführt:

Stromverbrauch in der Siederhuette, mit und ohne Lebensformen

Sommerlicher täglicher Stromverbrauch der Siedlerhütte – Haushalt, Warmwasser, Büro – mit und ohne Lebensformen, Letzteres blau markiert. In der lebensformenfreien Zeit war auch die Wärmepumpe (zur Warmwassererzeugung) nicht in Betrieb.

Die Siedlerhütte beherbergt zwei Personen und ein Kleinstunternehmen. Somit erscheinen rund 10kWh pro Tag nicht so hoch, verglichen mit dem statistischen Durchschnitt von ca. 3500kWh/Jahr für einen Haushalt (Quelle, ohne Raumheizung).

Allerdings benötigt die Siedlerhütte schon alleine zur Aufrechterhaltung ihrer eigenen Lebensfunktionen (in Abwesenheit stromverbrauchender Siedler) 4 kWh pro Tag: Das entspricht einer durchschnittlichen Leistung von ca. 167W. Die Wärmepumpe benötigt dagegen täglich nur 1,5kWh für das Aufheizen von Warmwasser.

Also machten sich die Siedler auf die Suche nach den Grundlastverbrauchern. Datenblätter und Richtwerte wurden gegoogelt, unzählige Schalter und Stecker betätigt, und der Verlauf der benötigten Leistung gemessen…

Smart Meter EM210: Waschmaschine

Verlauf des aktuellen Verbrauchs minus Photovoltaik-Erzeugung. Beispiel-Messung: Waschmaschine an einem regnerischen Tag (Zähler mit Logger und LAN/WLAN-Anschluss, EM210 von B-Control)

Dabei drangen sie in Galaxien vor, die noch nie ein Mensch zuvor gesehen hat…

abenteuer-kippschalter

Die Forschungen rückten liebgewordene, aber unaufdringliche Errungenschaften der Zivilisation wieder einmal in den Brennpunkt:

zahnbuerste-ohne-bluetooth Eine elektrische Zahlbürste benötigt dauerhaft 1,5 W – also immerhin 6% der Leistung dieses sehr offensichtlichen Verbrauchers:

kuehles-licht

Insgesamt konnten alle 160W gefunden werden:

Die unaufdringlichen Kleinverbraucher benötigen ca. 12W: Klingel, Bewegungsmelder, Wasserenthärter, Zahnbürste, Uhr am Herd, Standby Mikrowelle, Nachtverbrauch PV-Wechselrichter.

Diverse Telefone und Headsets: 9W.

Der schlichte Siedlerkühlschrank (…kein Eiswürfelspender, keine Nuklearsprengkopfsteuerungen…) benötigt ca. 27W im Schnitt, 0,65kWh pro Tag.

Überraschung 1: Das Druck-/Scan-/Fax-Multifunktionsgerät benötigt per ‚Softbutton‘ ausgeschaltet fast genau die gleichen 8W wie im ‚Standyby‘-Modus!

Überraschung 2: Es war doch nicht so eine gute Idee, die betagte USV – zusätzlich zur neuen – noch weiterzuverwenden, für ein einziges angeschlossenes Gerät: Dauerverbrauch 4W.

backup-ups-es-war-einmal

Historische USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung), angeschafft vor der Jahrtausendwende, als durch eine Unpässlichkeit des Pannonischen Stromnetzes ansonsten jeden Tag pünktlich um 16:00 der Computer ‚kalt gestartet‘ wurde.

Überraschung 3: Auch im Hibernate-Zustand braucht so ein kleiner Siedler-Server 4W.

Keine Überraschung: Wie wir aus der Quantenphysik wissen, beeinflusst der Beobachter die Messung. D.h. unsere eigene Mess-, Monitor- und Steuerwut trägt die Hauptschuld an der Grundlast.

Server-/Technikraum im Büro – 35W Dauerverbrauch durch: CMI und BL-NET (die Logger von UVR1611 bzw. UVR16x2), die neue USV, Switch, unseren Router + WLAN-Access-Point, Modem des Internetproviders, ISDN-Netzabschluss.

Maschinenraum und Zählerkasten im Untergeschoß: 12W für die UVR, 10W für die Wärmepumpen-interne Steuerung, 22W für drei verschiedene Stromzähler: Siemens-AMIS-Zähler (TD-3511) des Netzbetreibers, unser Smart Meter (EM210) und ein unscheinbarer Subzähler für die Wärmepumpe. Dass Letzterer ohne ‚Smart‘ und ohne Logger immerhin 8W braucht, war eigentlich Überraschung 4.

Testlabor-Sünden: Ein Router ‚zum Testen‘, der dann doch immer an war, der Leckstrom alter ‚Test-Notebooks‘ , Bildschirm auf Standby, ein alter Drucker ‚in Reserve‘ und auf Stand-By‘, eine Zeitschaltuhr die wahrscheinlich mehr verbraucht als sie mangels Smartness bringt: ca 11W.

Zum sinnlosesten Gadget wurde gewählt: Ein Radiowecker mit 5W.

Auf der Basis dieser Liste wurde ein Einsparungspotential von ca. 40W erkannt und kompromisslos umgesetzt. Die alte USV, der Radiowecker, einige Telefone und der alte Drucker wurden außer Betrieb genommen. Der Multifunktionsdrucker, der Server und die ‚Test‘-Netzwerk-Ausrüstung auf Kippschalter-Betrieb umgestellt.

Ein schönes Ritual am Ende des Arbeitstages! Die Strompolizei drängt darauf, Geräte nicht nur ausgeschaltet, sondern auch wirklich ge-kipp-schaltert werden.

Kippschalter im Auge behalten

Die durch das Kippschaltern eingesparten 40W Dauerleistung mögen auf den ersten Blick vielleicht lächerlich erscheinen, wenn man an eine entsprechende Glühbirne denkt, die gerne zum Vergleich herangezogen wird. Aufs Jahr gerechnet (24h am Tag, 365 Tage im Jahr) ergibt das aber beachtliche 350kWh, also ein Zehntel (!) des durchschnittlichen Stromverbrauchs eines österreichischen Haushaltes …

Damit die Siedler jetzt nicht ob ihrer spartanischen Kippschalter-Lebensweise bedauert werden, hier noch ein Bild eines echten Lifestyle-Gadgets. Unser R2D2 sorgt seit heuer für einen feuchtigsärmeren Sommeralltag … genau dann, wenn Photovoltaik-Strom zur Verfügung steht.

R2D2

Herbstliche Gewohnheiten

Ein außergewöhnlicher Sommer ging zu Ende und der Herbst begann, seine Finger nach z-village auszustrecken.

z-village-herbst

Und jeder begann sich auf seine Weise auf den Winter vorzubereiten. Während die einen ausreichend Holz oder andere Brennstoffe einlagerten …

holzhaufen

… musste Irgendwer LEO_2 fit für den Winter machen.

LEO_2 war ja den ganzen Sommer über für die Warmwasserbereitung und den passiven Kühlbetrieb gelaufen und damit praktisch einsatzbereit. Die ‚jährliche Wartung‘ war daher schnell erledigt. Er prüfte nur

  • den Soledruck
  • den Wasserstand im Eisspeicher
LEO_2-Online-Schema

Ein Blick auf das Online-Schema reichte, um den Soledruck zu prüfen. Auch ein Niveau-Sensor, den Irgendwer inzwischen in den Eisspeicher eingebaut hatte, zeigte ihm an, ob der minimale bzw. maximale Wasserstand im Eisspeicher erreicht waren.

Obwohl irgendwer viele Messwerte inzwischen am Bildschirm ablesen konnte, genehmigte er sich trotzdem einen kleinen Rundgang und warf einen Blick auf den Kollektor, einen weiteren in den Eisspeicher und schaute, ob sonst mit LEO_2 alles in Ordnung war…

Den Sole-Frostschutz hatte er erst voriges Jahr mit dem Refraktometer gemessen, das konnte er sich heuer getrost sparen.

Dann machte er sich, wie es ihm Anfang September inzwischen zur Gewohnheit geworden war, an die Umstellung auf ‚Winterbetrieb‘. Dazu musste er ganze zwei Regelparameter umstellen:

  • Maximale Eisspeichertemperatur: diese hatte er für den Kühlbetrieb im Sommer auf einen niedrigen Wert belassen, damit bei niedrigen Außentemperaturen der Tank über den Kollektor gekühlt wurde. Nun stellte er diesen Wert wieder auf den maximalen (durch die Einsatzgrenze der Wärmepumpe limitierten) Wert von 20°C. Damit sollte der Eisspeicher und das umgebende Erdreich durch die Herbstsonne noch einmal richtig auf Temperatur gebracht – also ‚aufgeladen‘ – werden.
  • Grenztemperatur für die passive Kühlung: Diese hatte er im Sommer so eingestellt, dass ab 24°C Raumtemperatur die passive Raumkühlung einsetzte. Da er nicht wollte, dass auch im Winter gekühlt wurde, wenn er hin- und wieder einmal den Bullerjan anfeuerte, stellte er diesen Parameter auf einen hohen Wert.

Damit waren seine Heizungs-Vorbereitungen für den Winter erledigt und es blieb ihm genügend Zeit um einer weiteren liebgewordenen Gewohnheit nachzugehen, bevor die neue Heizsaison richtig begann: nämlich der Jahresauswertung der Anlagendaten…

2015-09-20-Leistungsdaten_LEO_2Weitere Informationen: Messdaten LEO_2: Jahres- und Monatsübersichten für die Periode 2014/2015.

Hundstage

Jetzt war es amtlich. Pannonien und Umgebung hatte soeben den wärmsten Juli der Messgeschichte erlebt. Eine besondere Herausforderung waren die teilweise extrem warmen Nächte gewesen, in denen die Temperaturen kaum unter 25°C gesunken waren.

Hundstage

Hundstage …

Bei diesen tropischen Bedingungen, war es eine Wohltat auf die passive Kühlung von LEO_2 zurückgreifen zu können. Nur so war es Irgendwem gelungen, die Raumtemperatur in der Siedlerhütte auf einem erträglichen Niveau zu halten.

Mit den Erfahrungen der letzten Jahre hatte Irgendwer seine Kühlstrategie weiter verfeinert:

Eisspeichertemperatur. Dieses Jahr hatte er die Erwärmung des Eisspeichers nach der Eisperiode bereits Anfang April bei 8°C gestoppt. Seit Anfang Mai war der Kollektor praktisch arbeitslos und wurde fallweise nur noch zur Kühlung des Eisspeichers eingesetzt – sofern die Außentemperaturen niedrig genug dafür waren.

Hundstage: Temperaturen & Arbeitszahl

Obwohl Irgendwer die Temperatur des Eisspeichers nach der Eisperiode auf 8°C bergrenzt hatte (roter Pfeil), war der Kühlvorrat nach 3 Hitzeperioden (grüne Pfeile) nun fast erschöpft. Dafür war aber – mit der schrittweisen Erwärmung des Eisspeichers – auch die Arbeitszahl wieder gestiegen.

Sein Kummer über die dadurch etwas geringere Arbeitszahl bei der Warmwasserbereitung war mit dem Fortschreiten des Jahres sehr rasch der Freude über den größeren Kühlvorrat gewichen. – Mehr noch, er hatte sich für das nächste Jahr schon vorgenommen, die Erwärmung des Eisspeichers nach dem Winter noch früher zu stoppen oder sogar etwas Eis übrig zu lassen …

Raumtemperatur. Da die Siedler sommerliche Raumtemperaturen bis zu 25°C noch als durchaus akzeptabel empfinden, hatten sie in der Regelung festgelegt, dass die Kühlung erst ab einer Raumtemperatur von 24°C aktiviert wurde. Das verhinderte einen unnötigen Verbrauch des Kühlvorrates, der dann dafür für die wirklich heißen Tage zur Verfügung stand.

Warmwasserbereitung. Die Zeitintervalle für die Warmwasserbereitung hatte Irgendwer inzwischen auf Zeiten mit ausreichender Sonnenstrahlung gelegt, womit er zwei Fliegen mit einer Klappe erschlug: (1) konnte der Photovoltaikstrom optimal ausgenutzt werden und (2) fiel die zusätzliche Kühlung durch die Wärmepumpe dann in die warme Tageszeit (genau dort wo sie auch gebraucht wurde).

Kühlstrategie

Die blaue Linie zeigt, mit welcher Leistung der Pufferspeicher (aus dem der Heiz-/Kühlkreis gespeist wird) gekühlt wird. Die passive Kühlung lieferte bei den Bedingungen am 21./22.07.2015 ca. 1 kW Kühlleistung wodurch der Anstieg der Raumtemperatur gebremst (aber nicht gestoppt) wurde. Wenn die Wärmepumpe zur Warmwasserbereitung lief (blaue Pfeile) stieg die Kühlleistung auf ca. 4 kW. Für das tatsächliche Absenken der Raumtemperatur war das nächtliche Lüften zusätzlich zur passiven Kühlung aber unerlässlich.

Lüftung. Die nächtliche Lüftung war ein wesentlicher Bestandteil der Kühlstrategie. Sie entlastete die LEO_2-Kühlung, die während der Nacht per Zeitschaltuhr deaktiviert war, und schonte damit den Kühlvorrat.

Lüften während der Nacht

Kurz vor Sonnenaufgang war die Luft am kühlsten. Gleich nach dem Aufstehen wurden die Fenster geschlossen. Denn bereits um 8 Uhr betrug die Außentemperatur an manchen dieser Hundstage schon wieder um die 30°C.

Und die bei Tag aktivierten Schutzschilde waren ohnehin selbstverständlich …

Sonnenschutz bei Tag

Sonnenstrahlung: Was für die Photovoltaikanlage ein Segen war, war für das angenehme Raumklima im Sommer absolut kontraproduktiv. Daher war es unverzichtbar, die Schutzschilde (wie die Markisetten von den Siedlern genannt wurden) auszufahren.