Das Mutantenproblem

Irgendwer konnte sich nicht mehr genau erinnern, wie es zu diesem Namen gekommen war, der sich inzwischen tief in der Siedlersprache verwurzelt hatte.

Aber er konnte sich sehr gut vorstellen, dass dieses Problem bereits mit der Mutation des Affen zum Menschen und der damit verbundenen Verwendung von Werkzeugen entstanden war. Das Mutantenproblem begegnete ihm quer durch alle Lebensbereiche und Gesellschaftschichten inzwischen so häufig, dass er zum Schluss gekommen war, dass eine bestimmte Gen-Sequenz dafür verantwortlich sein musste…

Ein Mutantenproblem liegt dann vor, wenn von genau zwei Möglichkeiten genau die falsche gewählt wird.

EIN statt AUS, AUF statt ZU, LINKS statt RECHTS, IM statt GEGEN den Uhrzeigersinn, VORLAUF statt RÜCKLAUF, aber auch NORMAL statt INVERS.

Die Wahrscheinlichkeit, das Falsche zu machen, ist beim Mutantenproblem zwar ’nur‘ 50%, die Auswirkung ist aber fatal (‚doppelt falsch‘), weil man nämlich exakt das Gegenteil davon erreicht, was man eigentlich will.

Die Heizungstechnik ist ein Eldorado für Mutantenprobleme.

MP-Feuer

Am Anfang war das Feuer: Es brannte oder nicht, was in einem unmittelbaren untrennbaren Zusammenhang mit WARM und KALT stand – Irrtum ausgeschlossen. Da war die Welt noch in Ordnung:

  • Feuer brennt =  WARM

Dann kam die ‚Zentralheizung‘.

MP-Kessel

Das Feuer brannte im Kessel und Heizungswasser wurde WARM über den VORLAUF in den Heizkreis transportiert und kam KALT über den RÜCKLAUF zurück. Wenn VORLAUF und RÜCKLAUF vertauscht wurden, war das noch nicht wirklich schlimm, weil der Heizkörper am anderen Ende auch so irgendwie seinen Dienst tat.

Doch dann kam der Mischer. Mit ihm die Regelung der Vorlauftemperatur und die Explosion der potenziellen Mutantenprobleme:

(1) Hydraulik: AUF / ZU.

MP-Mischer

AUF bedeutet für den Mischer, dass die Verbindung zwischen Kessel und Heizkreis OFFEN, also der Vorlauf WARM ist:

  • Hydraulik: Mischer = AUF
  • Vorlauf = WARM

(2) Stellmotor Drehsinn: IM / GEGEN den Uhrzeigersinn.

MP-Stellmotor

Die hydraulischen Positionen AUF / ZU werden durch den Stellmotor des Mischers automatisch angefahren, indem der Motor den Drehschieber im Mischer nach RECHTS (IM Uhrzeigersinn = CW (Clockwise)) oder LINKS (GEGEN den Uhrzeigersinn = CCW (Counter Clockwise)) dreht. Also:

  • Stellmotor Drehrichtung  = CW
  • Hydraulik: Mischer = AUF
  • Vorlauf = WARM

(3) Stellmotor: elektrischer Anschluss

MP-Spannung

Der Stellmotor braucht Strom, wobei jede der beiden Drehrichtungen ihren eigenen elektrischen Anschluss (EIN / AUS) hat:

  • Stellmotor Anschluss CW = SPANNUNG EIN
  • Stellmotor Drehrichung = CW
  • Hydraulik: Mischer = AUF
  • Vorlauf = WARM.

(4) Regler Ausgang: EIN / AUS.

MP-Regler

Der Stellmotor ist elektrisch mit zwei Reglerausgängen verbunden (einer für AUF und einer für ZU). Der Regler versorgt einen Ausgang mit Spannung, indem er den Ausgang auf EIN schaltet. Manche Reglerausgänge haben aber zwei Möglichkeiten, das Kabel anzukemmen: NO (= Normal Open = SCHLIESSER) und NC (Normal Closed = ÖFFNER). Also, für den Fall NO:

  • Reglerausgang A1 = EIN  (A2 = AUS)
  • Ausgang A1 NO = SPANNUNG EIN
  • Stellmotor Anschluss CW = SPANNUNG EIN
  • Stellmotor Drehrichung = CW
  • Hydraulik: Mischer = AUF
  • Vorlauf = WARM.

(5) Regelungslogik: NORMAL / INVERS.

MP-Reglerlogik

Der Regler schaltet die Ausgänge gemäß der im Regler programmierten Logik, wobei es (zumindest bei der UVR16x2) für die Mischersteuerung die Möglichkeit gibt, über den ‚Modus‘ die Regelungslogik noch einmal umzudrehen. Also:

  • Regelungslogik: Modus = NORMAL
  • Reglerausgang A1 = EIN  (A2 = AUS)
  • Ausgang A1 NO = SPANNUNG EIN
  • Stellmotor Anschluss CW = SPANNUNG EIN
  • Stellmotor Drehrichung = CW
  • Hydraulik: Mischer = AUF
  • Vorlauf = WARM.

Damit gibt es nur für dieses klitzekleine Beispiel eine besorgniserregende Anzahl von Möglichkeiten, in ein Mutantenproblem zu laufen. Man stelle sich nur vor, der WARME VORLAUF ist LINKS (statt RECHTS) vom KALTEN RÜCKLAUF. Oder: die Leitungen vom Kessel kommen von OBEN statt von UNTEN zum Mischer. Wie muss dann der Mischer eingebaut werden? Und wie muss dann die Drehrichtung des Stellmotors sein?

So wird die Wahrscheinlichkeit verschwindend klein, auf Anhieb wirklich alles richtig zu machen. Das dürfte wohl der wahre Grund dafür sein, warum man am Ende der Mutanenproblem-Kaskade ohne großem Aufwand in der Regelungslogik noch einmal von NORMAL auf INVERS umschalten kann 😉 .

Wer aber glaubt, das war jetzt schon alles – weit gefehlt!

Denn dann kam die Wärmepumpe!

MP-Waermepumpe

Und mit ihr zerbröselte der Glauben, dass VORLAUF immer gleich WARM bedeutet. Denn Wärmepumpen haben auch einen Solekreis, der sich genau umgekehrt zum Heizkreis verhält. Und: Wärmepumpensysteme können auch kühlen, was den HEIZKREIS zeitweise in einen KÜHLKREIS verwandeln kann, sodass:

  • Hydraulik: Mischer = AUF
  • Vorlauf = KALT (!)

Ihr müsst jetzt stark sein! Die Welt ist voller Mutantenprobleme und keiner ist davor gefeit!

Alte Heizung – Neue Regelung: Phase 1 – Konzept

Es soll ja Heizungen geben, die klaglos funktionieren.

happy

Bei vielen lernt man aber über die Zeit ‚kleine Mätzchen‘ kennen und lieben, die man als ’normal‘ akzeptiert, die man mit ‚gewissen Handgriffen‘ aber relativ problemlos beheben kann.

Aber dann gibt es Anlagen, deren Verhalten immer wieder überrascht, und die ohne permanente Aufsicht keinen zufriedenstellenden Komfort liefern können.

so sad

So wusste auch jener Siedler eine lange Leidensgeschichte zu erzählen, als er sich an Irgendwen wandte. Was hatte er nicht schon alles versucht, um nach jenem Einbau der thermischen Solaranlage eine akzeptable Anlagenperformance zu erreichen. Erfolglos. Diverse Untersuchungen und Schlussfolgerungen hatten nur ergeben, dass

‚… die Hydraulik soweit in Ordnung und das Problem wohl in der Regelung zu suchen sei …‘.

Aber für diese nicht mehr ganz zeitgemäße Regelung, die aus mehreren Modulen mit beschränkten analogen Einstellmöglichkeiten bestand, erschien eine systematische Analyse und Optimierung aussichtslos.

Regelung-Bestand

Das hatten selbst die herbeigerufenen Techniker des Herstellers eindrucksvoll bewiesen.

Also war der einzige Vorschlag, den Irgendwer machen konnte, den Ersatz dieses Urgesteins durch eine frei programmierbare Universalregelung UVR16x2 zu prüfen.

UVR16x2

Da dieser Siedler bereit uns willens war, bei Irgendwessen Fernanalyse tatkräftig zu unterstützen und bei der Umsetzung der Lösung auch selbst Hand anzulegen, war man sich schnell über eine weitere Vorgehensweise einig.

Bestandsaufnahme. Neben zwei nicht mehr ganz aktuellen Hydraulikschemen, fanden sich diverse Handbücher und Datenblätter, die in einem gemeinsamen Online-Ordner gesammelt wurden. Ein Erfahrungsbericht und eine Foto-Safari durch den Heizraum komplettierten die Aufnahme des Ist-Zustandes.

Hydraulik-Bestand

Ja, und dann gab es natürlich noch die ‚Wunschliste‘, die sich in diesem Fall schon zu einem kleinen Konzept ausgewachsen hatte, in dem sich der Siedler schon ausführlich seine eigenen Gedanken über eine mögliche Optimierung der Anlage gemacht hatte.

Analyse. Jetzt lag der Ball einmal bei Irgendwem, der sich durch die Informationen wühlte und daraus ein aktuelles Hydraulikschema kondensierte, in das alle Regelungskomponenten – vom Temperatursensor über Pumpen und Umschaltventile bis zum Sicherheitsthermostat – eingezeichnet wurden.

Hydraulik-Neu

Das ging nicht ganz ohne die Mithilfe des Siedlers, der in der einen oder anderen Heizraum-Expedition auch noch die letzten Details der Anlagenkomponenten in den hintersten Winkeln ablichtete.

Umschaltventil

Fragen und Details wurden über E-Mails abgestimmt – was auch zum Tüfteln und zum ‚in Ruhe Nachlesen‘ eine große Hilfe war.

Konzept. Aus den Analyseergebnissen und der Wunschliste des Siedlers konzipierte Irgendwer einen Lösungsvorschlag basierend auf der UVR16x2 und einem CMI.

Innerhalb der Grenzen der Hydraulik war die gewünschte Regelungslogik mit der UVR umsetzbar. Und es konnten praktisch alle bestehenden Komponenten eingebunden werden.

Einbindung-Ventil

Zusätzlich sollte aber endlich auch das Rätselraten über das tatsächliche Anlagenverhalten der Vergangenheit angehören. Der Momantanzustand sollte in einem Online-Schema dargestellt und sämtliche Sensorwerte und Schaltzusände aufgezeichnet werden.

Nachdem das Konzept mit dem Siedler besprochen und verfeinert worden war, war die Phase 2 startklar: die Reglerprogrammierung. – Aber das ist eine andere Geschichte…

Was man so alles in einem Hydraulikschema findet

Wie diese Internetpostille zeigen soll, ist der Bau eines Wärmepumpensystems ein wahrlich interdisziplinäres Unterfangen für einen Leonardo da Vinci – einen Pionier der nicht davor zurückschreckt, sich als Installateur, Tischler, Maurer, Elektriker und IT-Techniker zu versuchen.

Aber selbst die Siedler sind dann immer wieder überrascht, wie sehr sich dieser kühne, ganzheitliche Ansatz schon in jedem Hydraulikschema findet – in radikaler Ausrpägung!

Sowohl im Heizkreis als auch im Solekreis findet man Plutonium – Pu

Unklar ist, ob das ein Risiko darstellt, oder sich positiv auf die Energieernte auswirkt. Aber überraschend ist es nicht – ist doch Doc Emmett Brown der Held der Siedler.

Aber vielleicht kann man die Auswirkungen der Kontamination schon erkennen – wie könnte man sonst diese mutierten Schmetterlinge mit den drei Flügeln erklären? Die Markierung M muss ja auch eine Bedeutung haben …

Neben Nuklearenergie findet man aber auch eine andere – besonders innovative – Energiequelle. Als Standard-Notheizung wird offenbar Facebook Messenger verwendet …

… das muss eines dieser Energie-aus-der-Cloud-Projekte eines Internetgiganten sein!

Aber welche Bedeutung hat der Tennisball namens DF?

 

Photovoltaik und Wärmepumpe: Tagesverläufe

… aber den Strom, den kann ich mir auch selber machen – im Gegensatz zu Pellets, Holz, Gas oder Öl  …

So ähnlich begründen viele Siedler und Wärmepumpenfreaks die Wahl ihrer PV-Anlage. Auch auf diesem Blog wurde zu diesem Thema schon berichtet und philosophiert – mit der gebotenen Vorsicht: Die täglichen Energiebilanzen zeigten, dass es ohne Batterie nur schwer gelingt, Eigenverbrauch und ‚Autarkie‘ deutlich zu steigern gegenüber einem Haushalt ohne Wärmepumpe – trotz des Energiehungers der Wärmepumpe, der Optimierung des Warmwasserprogrammes und der obsessiven Beschäftigung mit den Eigenheiten sämtlicher Stromverbraucher.

Die folgenden Bildchen aus dem ersten Betriebsjahr sollen das an einigen täglichen ‚Leistungskurven‘ im Lauf eines Jahres zeigen. Uhrzeiten werden ohne Berücksichtigung der Sommerzeit dargestellt.

Verglichen wird jeweils der tägliche Verlauf …

  • … der vom PV-Generator gelieferten elektrischen Leistung (Geloggt am Fronius-Symo-Wechselrichter)
  • … der benötigten Leistung für den Kompressor der Wärmepumpe (Gemessen mittels Energiezähler CAN-EZ an der Steuerung UVR1611)
  • … dem Nettostromverbrauch des gesamten Hauses inklusive Wärmepumpe, wobei die Überschusseinspeisung positiv gezählt wird (Smart Meter EM210, direkt hinter dem Siemens-AMIS-Zähler des Netzbetreibers angebracht).

Eine (nicht modulierende) Wärmepumpe liefert immer die nominelle Heizleistung und benötigt daher als Input ca. 1/4 dieser Energie. Die Siedler verwenden eine 7kW-Wärmepumpe. Damit muss der PV-Wechselrichter – je nach aktuell benötigter Heizungs- oder Warmwasservorlauftemperatur – zwischen 1,5 und 2,5kW liefern. Je mehr Heizenergie benötigt wird, umso länger / öfter läuft die Wärmepumpe. Der PV-Generator muss also genau zum richtigen Zeitpunkt eine relativ hohe Leistung zur Verfügung stellen.

Das bestmögliche Ergebnis im tiefsten Winter

An einem sonnigen Tag nahe der Wintersonnenwende kann im besten Fall zwischen 10:00 und 14:00 durch Sonnenenergie alleine geheizt werden:

2015-12-31: Stromzeugung Photovoltaik, Energieverbrauch Komporessor waermepumpe, gesamter Stromverbrauch (Smart Meter)

Diese Tage sind aber selten und in der kalten und langen Nacht wird ein wesentlicher Teil der Heizenergie benötigt.

Sommerlicher Überschuss

Im Sommer liefert die PV-Anlage untertags genug Energie um den Haushaltsstrombedarf zu decken und sogar zweimal Warmwasser aufzuheizen – in der Früh und am Nachmittag:

2015-07-01: Stromzeugung Photovoltaik, Energieverbrauch Komporessor waermepumpe, gesamter Stromverbrauch (Smart Meter)

Aber selbst wenn die Spitzen wolkenbedingt abgeschnitten würden, würde es an der gesamten Tagesbilanz gar nicht so viel ändern: Die Wärmepumpe benötigt im Sommer nur einen Bruchteil der gesamten verbrauchten Energie – 1-2kWh von 10-11kWh pro Tag.

Fette Ernte im Frühling

An einem ebenso schönen Frühlingstag ist der PV-Output aufgrund der geringeren Außentemperatur höher als an einem heißen Sommertag. Da noch geheizt wird, können neben der Warmwasserbereitung auch weitere Heizintervalle abgedeckt werden – die optimale Situation.

2016-04-29: Stromzeugung Photovoltaik, Energieverbrauch Komporessor waermepumpe, gesamter Stromverbrauch (Smart Meter)

Die elektrischen Leistungen für den Kompressor der Wärmepumpe liegen in der gleichen Größenordnung wie die Leistungsspitzen von Haushaltsgeräten wie Herd oder Wasserkocher zum Erhitzen benötigt werden. Kochen während eines Heizintervalls könnte man ’stromautark‘ mit der 5kW-PV-Anlage der Siedler nur zu Mittag an solchen Tagen.

Der Normalfall: Schlechtes Timing

An einem typischen Tag in der Übergangszeit wechseln Wolken und Sonnenschein rasch ab. In diesem Beispiel passt das Timing der Warmwasserbereitung genau nicht zu den optimalen Ernteintervallen.

2016-03-29: Stromzeugung Photovoltaik, Energieverbrauch Komporessor waermepumpe, gesamter Stromverbrauch (Smart Meter)

Zu Mittag wurden an dem Tag mehr als 3,5kW verbraucht (negative blaue Spitze) – hier siegte das unkontrollierbare Bedürfnis nach Kaffee oder Tee über die Energiespar-Begeisterung. Auch die smarteste Regelung könnte diesen raschen Wechsel von Sonne und Wolken nicht vorhersehen (außer man verfolgt einzelne Wolken…). Aus diesem Grund sind die Siedler auch etwas skeptisch, was das Anfordern der Wärmepumpe durch ein Signal der PV-Anlage betrifft.

UVR1611, BL-NET und die Gefahren des Fernsehkonsums (X-Akten, Teil 3)

Wieder erreichte uns ein Hilferuf eines tapferen UVR1611-Nutzers – die Siedler möchten die Lösung der Weltöffentlichkeit nicht vorenthalten.

Der im letzten X-Akten-Posting angesprochene UVR1611 Data Logger Pro erfreut sich offenbar großer Beliebtheit: Anstelle von Winsol (aber unter Nutzung des gleichen Protokolles) liest diese Anwendung die von BL-NET geloggten Daten in Echtzeit aus – und macht damit die Logging-Funktion und den Webserver des BL-NET überflüssig. Ressourcen-bewusste Siedler möchten ihren lieb gewonnenen BL-NET daher noch lange weiter verwenden, aber was tun in folgendem Fall?

Im schwarz-rot-goldenen Nachbarland bietet ein namhafter rosaroter Fernmeldedienst IP-TV an. Beim Einschalten des TV fühlt sich der BL-NET offenbar bedroht, und fällt in eine Schockstarre, gekennzeichnet durch ein dauerhaft blinkendes Lämpchen.

Folgender Tüftlervorschlag hatte geholfen: Der BL-NET muss in einem eigenen kleinen Subnetz vor dem TV in Schutz gebracht werden – indem man an die LAN-Seite des Internet-Routers einen weiteren Router hängt, und erst an dessen vom Haupt-LAN abgewandte Seite den BL-NET. Damit kann man zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen:

  • Als ‚böse‘ eingestuften Netzwerkpakete werden vom BL-NET ferngehalten. Wir vermuten, dass irgendein Multicast / Broadcast-‚Angriff‘ für den BL-NET zu sehr Science Fiction war.
  • Bei unstillbarem Forscherdrang könnte man als Router auch einen PC mit Sniffer-Software installieren und ggf. das böse Paket identifizieren.

Was uns noch nicht ganz gefällt, ist der zusätzliche Energiebedarf für einen weiteren Router. Mögliche Lösungen sind:

  • Einen Internet-Router verwenden, der mehrere virtuelle LANs unterstützt, oder ein ‚Gästenetz‘. (Geschwätzige und vielleicht auch schnüffelnde Dinge im Internet der Dinge auf diese Art abzuschotten wäre generell keine so schlechte Strategie.)
  • Den Server, auf dem die Datenbank für den Logger Pro läuft, mit einer zusätzlichen Netzwerkkarte als Router zu verwenden.

Die Verwendung eines Windows-PCs als Router und Sniffer-Station wurde in diesem Posting beschrieben.

SW Testbild

Damals waren Fernseher noch ungefährlich für die restlichen Geräte im Dumb Home (Bild: Benutzer Dreinagel, Wikimedia)

Sonne und Wölkchen (4)

Gespannt warten die Siedler auf die Startfreigabe ihrer pannonischen Kommandozentrale – die letzte Phase des Projektes Sonne und Wölkchen muss noch gezündet werden.

Leider konnte ihr Held, der Solarzwerg, immer noch nicht in Betrieb gehen. Aber nach den letzten Erfahrungen beginnen die Siedler die Argumente der Amtsstuben zu verstehen: So eine Sonnenstromanlage ist nämlich unglaublich gefährlich und dementsprechend aufwändig sind die Sicherheitsmaßnahmen!

Mit dem üblichen Argument…

Waunn ma scho amoi dabei san…

(Deutsch: Wenn wir nun schon dabei sind…)

wurde endlich auch das Teilprojekt Blitzuschutz abgewickelt. Das Blitzortungssystem liefert für den Standort der Siedlerhütte eine Einschlagswahrscheinlichkeit von weniger als 1x in 1000 Jahren – diese galt es zu minimieren. Dank einer stetigen Weiterentwicklung der Normen in den letzten Jahren gelang es den Siedlern zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen:

  1. Die lokale Wirtschaft, Sparte: Blitz im Logo, wurde überaus kräftig angekurbelt.
  2. Die Siedler können sich nun mit den mutmaßlich höchsten Fangspitzen und dem engmaschigsten Faraday-Käfig in Nord-Pannonien brüsten.

Die Abwehranlage bietet Schutz vor Angriffen mit EMP-Kanonen oder vor Waffen extraterrestrischen Ursprungs sowie konventionellen Blitzen. Also eine perfekte Ergänzung zu den schwarzen Alien-Abwehrschilden!

Photovoltaik und Blitzschutz

Ein eventuellen Einbruch der PV-Leistung durch die Verschattung mit diesen Spitzen wird gerne in Kauf genommen – vor allem, da der Blitzschutz so gut zu den innovativen aufputz verlegten Alurohren für die Wechselrichterverkabelung passt:

Alien-Abwehr-Anlage

Weitere Kunstwerke wie die Anlage für die Kommunikation mit außerirdischen Lebensformern bilden einen spannenden Kontrast:

Alien-Abwehr

An Sicherheit wird nicht gespart! Das ist fast ein Slogan aus dem aktuellen Wahlkampf im gefährlichen pannonischen Grenzland!

Natürlich wurde ein mit Prüfzertifikaten überhäufter Wechselrichter eines namhaften Österreichischen Herstellers eingebaut, sowie ein externer Überspannungsableiter. Aber am meisten erfreut die Siedler ihr Feuerwehrschalter:

Rote Nase für die Sicherheit

Obwohl man ihn eine clevere PR-Maßnahme für die Clini-Clowns vermuten könnte, wird damit wird die DC-Leitung vom Wechselrichter zu den Modulen stromlos geschaltet.

Will man den Strom wieder einschalten, muss das Gegenstück am Dach aktiviert werden. Auch bei einem Ausfall des öffentlichen Stromnetzes wird der Feuerwehrschalter aktiv. Das ist sehr interessant, weil die unterbrechungsfreie Stromversorgung der EDV-Anlage der Siedler täglich um 16:00 per Fiepen einen kurzen Spannungseinbruch meldet.

Das häufige Wiedereinschalten am Dach würde nun – vor allem bei unwirtlichen Wetterverhältnissen – das ganze Konzept zur Erhöhung der Sicherheit für die Lebensformen in der Siedlerhütte gefährden!

Nachdem die Siedler nicht über einen klassischen Dachboden verfügen bzw. in diesem forschen und leben, stellte das eine innenarchitektonische Herausforderung dar. Aber sie haben Glück: Die benötigte ‚Dacheinheit‘ muss für zwei MPP-Tracker ausgelegt sein –  von allen Schaltern der Baureihe hat dieses Ding das größte Verhältnis von Größe des Kastens zum Inhalt, passend zur strategischen Bedeutung dieser Komponente:

Eine graue Box fuer eine rote Nase

Das ist genau jene Art von Deko, die sich die Siedler immer schon in ihrer verwinkelten Dachlandschaft gewünscht hatten:

Feuerwehrschalter als Kunstwerk

Feuerwehrschalter als Gestaltungselement in der Innenarchitektur

Was jetzt noch fehlt,  um das Gesamtkunstwerk abzurunden, ist eine ebenso ansprechende Gestaltung des Leitsystems für die Einsatzkräfte!

PV-Schild

Fortsetzung folgt

Die Eisspeicher-Challenge: Tag 68

„Wie gewonnen so zerronnen…“

Im wahrsten Sinne des Wortes war der Eiswürfel inzwischen wieder vollständig dahingeschmolzen. Wobei – genau genommen – das Auftauen nur etwa halb soviel Zeit wie das Gefrieren in Anspruch genommen hatte.

Eisspeicher-Challenge: Eisvolumen und Energievorrat

Zeitlicher Verlauf des Eisvolumes und des entsprechenden verbleibenden Energievorrates im Eisspeicher.

Kaum hatte Irgendwer den Kollektor wieder zugeschaltet, war die Solepumpe fast pausenlos gelaufen, um Umweltenergie über den Kollektor in den Eisspeicher zu pumpen. Während durch das Schmelzen von Eis zu Wasser der Wasserspiegel in den eisfreien Bereichen rasch wieder sank, wurde der obere Teil des ‚Eiswürfels‘ sichtbar und erhob sich wie eine Klippe über das Eismeer.

Eisklippe-im-Eisspeicher

Der Eiswürfel war nicht wirklich ein Würfel, sondern ein bizarres Gebilde, das durch den Verlauf der Wärmetauscherschläuche im Eisspeicher bestimmt war. Nur das oberste Ende wurde durch den sinkenden Wasserspiegel erkennbar …

Obwohl zu dieser Jahreszeit immer noch Umweltenergie für das Heizen der Siedlerhütte benötigt wurde, blieb von der Kollektorernte trotzdem mehr als genug, um das Eis rasch wieder aufzutauen.

Eisspeicher-Challenge: Kollektorernte und Heizwärmebedarf

Beim Auftauen des vereisten Eisspeichers arbeitete der Kollektor besonders effektiv: (1) konnte der Eisspeicher durch das schmelzende Eis extrem viel Energie aufnehmen und (2) war die Soletemperatur ausreichend gering, sodass auch bei niedrigen Außentemperaturen viel Umweltenergie geerntet werden konnte.

Was Irgendwen zusätzlich begeisterte, war die Sole-Eintrittstemperatur in die Wärmepumpe. Diese war während der Gefrier-Phase kontinuierlich gesunken, aber mit dem Zuschalten des Kollektors sofort wieder sprunghaft angestiegen – und damit die Arbeitszahl der Wärmepumpe.

Eisspeicher-Challenge: Soletemperatur und Arbeitszahl

Mit dem Beginn der Auftauphase stieg die Eintrittstemperatur der Sole in die Wärmepumpe (und damit die Arbeitszahl) sprunghaft an, obwohl der Eisspeicher noch zu einem großen Teil vereist war.

Denn der besondere Verlauf des Solekreises von LEO_2, der vom Kollektor zuerst in den Eisspeicher und dann in die Wärmepumpe führte, nutzte die Umweltenergie optimal aus:

  • mit erster Priorität wurde durch das Schmelzen des Eises der Energievorrat und damit die Reichweite des Eisspeichers erhöht
  • danach war die Sole immer noch ‚warm‘ genug, um die Arbeitszahl der Wärmepumpe deutlich zu erhöhen.
Packeis im Eisspeicher

Eisspeicher-on-the-Rocks: Während der letzten Eistage trieben Eisschollen und Eisberge im Eisspeicher. Pinguine oder Eisbären wurden aber keine gesichtet …

Die Eisspeicher-Challenge in Zahlen:

  • Kollektor AUS (Beginn ‚Eiswürfelbildung‘): 01.02.2015
  • Dauer ‚Eiswürfelbildung‘: 46 Tage
  • Entzugsenergie während der ‚Eiswürfelbildung‘: ca. 2.860 kWh, davon
    • ca. 1.400 kWh aus dem Gefrieren von ca.15 m3 Wasser (latente Wärme)
    • ca. 1.460 kWh aus Abkühlung / Gefrieren der Eisspeicherumgebung
  • Maximales Eisvolumen: 16,5 m3 (entspricht 15 m3 Wasser)
  • Beginn ‚Auftauen‘: 19.03.2015
  • Dauer ‚Auftauen‘: 22 Tage
  • Kollektorernte während ‚Auftauen‘: ca. 2.685 kWh, davon:
    • ca. 1.125 kWh direkt verheizt (= Entzugsenergie während ‚Auftauen‘):
    • ca. 1.400 kWh zum Schmelzen des Eiswürfels (latente Wärme)
    • ca. 160 kWh zur Erwärmung von Eisspeicher (+ Umgebung)
  • Ende ‚Auftauen‘: 09.04.2015

— ENDE —