Die Eisspeicher-Challenge: Tag 46

Geduld alleine war offensichtlich nicht genug gewesen…

Denn vor einigen Tagen hatte der Eiswürfel im Eisspeicher scheinbar beschlossen, nicht mehr zu wachsen! Und das, obwohl die Siedlerhütte unverändert beheizt wurde und sich immer noch flüssiges Wasser im Eisspeicher befand!

Füllstandsmesser

Über diesen einfachen, aber robusten und hinreichend genauen Füllstandsmesser bestimmte Irgendwer den Wasserstand im Eisspeicher.

Stirnrunzelnd hatte Irgendwer die Füllstandsanzeige immer und immer wieder kontrolliert. Denn diese war der Indikator für die Eismenge, die sich im Eisspeicher gebildet hatte. Eis hat ein um ca. 10% größeres Volumen, als die entsprechende Wassermenge. Da das Eis rund um die fixierten Wärmetauscherrohre wächst und nicht ’schwimmt‘, wurde beim Gefrieren das noch flüssige Wasser über die eisfreien Bereiche nach oben verdrängt und ließ den Wasserspiegel im Eisspeicher proportional zur Zunahme des Eisvolumens steigen.

Eisspeicher-Challenge: Stagnation der Eisbildung

Über mehrere Tage hinweg hatte Irgendwer den Wasserstand im Eisspeicher immer wieder überprüft. Kein Zweifel: Eiswachstum und Soletemperatur stagnierten …

Da die Wärmepumpe unbeeindruckt von den Ereignissen im Eisspeicher mit etwa dem gleichen mittleren Energiebedarf weitergelaufen war, musste die Umweltenergie ja von irgendwo her gekommen sein:

  • jedenfalls nicht aus dem Kollektor: der war ja immer noch abgeschaltet
  • auch nicht aus dem Gefrieren von Eis im Eisspeicher: da hätte der Wasserspiegel steigen müssen
  • blieb nach dem Ausschlussprinzip nur noch das Erdreich, das den Eisspeicher umgab

Aber auch bei letzterem musste sich etwas geändert haben, denn der Wärmestrom aus dem Erdreich musste – im Vergleich zu der Situation vor der Stagnation der Eisbildung – zugenommen haben.

Eisspeicher-Challenge: Bodentemperaturen

Während im unbelasteten Boden (weit genug vom Eisspeicher entfernt) die Bodentemperaturen seit Mitte Februar bereits wieder im Steigen begriffen waren, sank die Temperatur in unmittelbare Nähe des Eisspeichers weiter ab…

Hier musste Irgendwer mit dem Wissenschaftsoffizier – dem Elkement – Rücksprache halten. Bis spät in die Nacht wurde über ‚Bodentemperaturen‘, ‚Temperaturgradienten‘, ‚Thermische Diffusivität‘, ‚Latente Wärme‘ und ‚Wärmeleitfähigkeit‘ diskutiert, bis die Tüftler schließlich folgende Theorie entwickelt hatten:

Das Eis um die Wärmetauscherschläuche war inzwischen zu einem kompakten Eisblock – dem lang ersehnten Eiswürfel – zusammengewachsen, der direkten Kontakt zum Boden und zu zwei Wänden des Eisspeichers hatte.

  • Durch das Zusammenwachsen hatte sich die Oberfläche zwischen Eis und Wasser verkleinert. Damit musste die gleiche Entzugsenergie durch eine geringere Oberfläche transportiert werden. Das war nur möglich, wenn die Soletemperatur sank – was auch in den Messdaten erkennbar war.
  • Sobald der wachsende Eiswürfel die Eisspeicherwand berührte, begann auch dort die Temperatur zu sinken. Dadurch entstand eine größere Temperaturdifferenz zum umgebenden Erdboden – wodurch der Wärmetransport von der Erde in den Eisspeicher dort effizienter ablief.
  • Dadurch musste es auch außerhalb des Eisspeichers zu einer Vereisung des Wassers im Bodens gekommen sein – wodurch zusätzliche latente Wärme genutzt wurde.

Zusammengefasst wurde der Eisspeicher um einen Eisbereich im umgebenden Erdboden erweitert. Und momentan war es offensichtlich effizienter, die notwendige Entzugsenergie von dort zu beziehen.

So schwierig hatte sich Irgendwer das auch nicht vorgestellt, einen einfachen Eiswürfel zu produzieren. Vor allem hatte er nicht damit gerechnet, dass sich der Eisspeicher zuerst durch den Selbstschutz-Mechanismus und dann auch noch durch den zusätzlichen Energiegewinn aus der Umgebung so tapfer zur Wehr setzte.

Wie auch immer, 15m3 Eisvolumen war ab jetzt seine persönliche Bestmarke. Die musste ihm in Pannonien erst einmal jemand nachmachen!

Und weil Irgendwer wenig Lust hatte, jeden Tag denselben Wasserstand abzulesen, entschloss er sich nach 46 Tagen ohne Kollektorernte am 18.03.2015 um 23:50 die letzte Phase der Eisspeicher-Challenge einzuleiten: das Wiederauftauen

Fortsetzung folgt …

UVR1611, CMI und Logging (X-Akten, Teil 2)

Aus der Reihe Leser fragen; das war Teil 1: ‘Error!’ oder: Die Wahrheit ist irgendwo da draußen.

Dieses Mal erreichten uns folgende – zusammen hängende – Fragen ambitionierter Regelungs-Hacker aus dem IT-Bereich:

  1. Das Web-Interface zum CMI sieht etwas altbacken aus – gibt es da einen Webservice, den man anprogrammieren könnte?
  2. Ich habe mir den UVR1611 Data Logger Pro angesehen – was macht jetzt dieser BL-NET und wozu brauche ich den?
  3. Ihr Siedler sagt, ihr greift über das lokale Netzwerk auf das CMI zu – wie wertet ihr die Messdaten aus?

Das Elkement erinnert sich an seine ersten Versuche, mit BL-NET, UVR1611 und später CMI Kontakt aufzunehmen. Für klassische IT-Freaks doch etwas gewöhnungsbedürftig!

Alvim-correa12

Zu 1) Es gibt keinen Webservice. Auf die Logging-Daten beider Logger – BL-NET und CMI kann mittels der TA-Software Winsol zugegriffen werden, d.h. es ist ein Windows-PC oder eine virtuelle Maschine erforderlich. Winsol lädt die Logfiles auf diesen PC. Diese Dateien sind nicht direkt lesbar und werden in Winsol angezeigt bzw. wahlweise auch aus Winsol in Textdateien (CSV) exportiert. Da das CMI eine SD-Karte als Speicher verwendet, braucht dieser – im Vergleich zu BL-NET – auch nur sehr selten ausgeleert werden.

Zu 2) Nach der Beschreibung des UVR1611 Logger Pro (mit dem wir selbst keine Erfahrung haben) wird der BL-NET hier nur als CAN-Ethernet-Gateway verwendet, aber nicht mehr als Logger. Durch das Loggen in eine andere Datenbank wird ebenfalls das Problem des schnell ausgenutzten BL-NET-Datenspeichers umgangen, außerdem lässt sich der Zugriff von extern sicherer konfigurieren.

Man findet bei der Suche nach UVR1611 Logger Pro Heizungs-Websites im Internet, die im Gegensatz zu unseren Stichproben zur CMI- oder BL-NET-Website wahrscheinlich auch absichtlich so konfiguriert wurden – wir aber trotzdem hier nicht verlinken wollen.

Aus dem verwendeten Port (40000 laut Config-Datei) lässt sich schließen, dass der Logger-PC, z.B. Raspberry Pi, das gleiche Protokoll verwendet wie WinSol in der Kommunikation mit BL-NET. Kurzes Sniffen des HTTP-Traffics zwischen einem Winsol-PC und CMI (Port 80) zeigt im Vergleich zum Winsol-BL-NET-Traffic, dass ein anderes Protokoll verwendet wird. Nach den Infos in dieser Diskussion (Stand Dezember 2014) wird das CMI-Protokoll derzeit vom Logger Pro noch nicht unterstützt.

Update im Herbst 2015: CMI wird jetzt vom Logger Pro unterstützt, ebenso UVR16x2.

Zu 3) Was machen wir Siedler? Wir importieren diese CSV-Dateien in unseren SQL-Server, konsolidieren die Daten dort, führen sie mit manuell gemessenen Daten zusammen und berechnen wichtige Kenndaten wie Arbeitszahlen. Alle in diesem Blog gezeigten Plots werden mit Excel als ‚Frontend‘ zu dieser SQL-Datenbank erstellt, aktuelle Daten sehen wir uns einfach in Winsol an. Außerdem arbeiten wir an einer Excel-Auswertung, die die wichtigsten Kennzahlen direkt aus den CSV-Dateien ermittelt.

Auf der Basis der exportierten Logfiles anderer Siedler können wir mittels Winsol Detektivarbeit zu betreiben – unabhängig von deren Logger (CMI oder BL-NET) oder deren Firewall-Einstellungen. Praktisch ist es aber, dass CMI mit der letzten Firmware nun auch das Logging ‚direkt vom Portal‘ unterstützt.

Winsol: Warmwasser-Durchfluss und Speichertemperaturen

Winsol: Durchfluss Warmwasser und Temperaturen (von Warmwasser und Hygienespeicher). Hier ist nicht einmal besondere Detektivarbeit nötig, um zu sehen, dass manche Lebensformen in dieser Siedlerhütte einen wahrhaft elementaren Warmwasser-Verbrauch haben. Beliebige Ausschnitte lassen sich durch ‚Zeichnen eines Rechtecks‘ heranzoomen.

Zusätzlich sind die aktuellen Messdaten auch in unserem Online-Schema über das Webportal cmi.ta.co.at verfügbar – allerdings nicht für anonyme Benutzer. Wir geben unser Schema gerne frei, bitte ggf. um den TA-Benutzernamen an das elektronische Postfach der Siedler unter punkt [ät] punktwissen.at.

Online-Schema CMI

Online-Schema, Anzeige durch das CMI

Die Eisspeicher-Challenge: Tag 35

Irgendwessen Geduld wurde auf eine harte Probe gestellt.

Zwar faszinierten ihn die Eisformationen, die sich im Eisspeicher bildeten und an die Dachstein-Rieseneishöhle erinnerten. Aber der tägliche Eiszuwachs war mit aktuell ca. 0,3 m3 pro Tag nicht berauschend und tendenziell im Sinken begriffen.

Eisformationen-im-Eisspeicher

Eisberge im Eisspeicher! Bei starkem Regen sickerte etwas Regenwasser von oben in den ehemaligen Erdkeller, der zum Eisspeicher umfunktioniert worden war. Das führte zu diesen bizarren Eisformationen …

Seit einem Monat (exakt: 35 Tage) ernährte sich LEO_2 nun schon ausschließlich von Eisspeicher-Reserven. Aber recht hungrig schien er nicht zu sein. Was auch kein Wunder war, bei den teilweise schon sehr frühlingshaften Temperaturen im Februar und der dadurch relativ geringen benötigten Heizleistung.

Zusätzlich begann der ‚Selbstschutzmechanismus‚ des Eisspeichers schön langsam zu greifen, der auf dem Wärmequellen-Paradoxon beruhte:

Je mehr Eis sich im Eisspeicher bildet, umso weniger Energie wird ihm entzogen.

Denn um die Wärmetauscherrohre hatte sich inzwischen eine dicke Eisschicht gebildet, und

  • dadurch hatte sich der Wärmeausaustausch mit dem noch flüssigen Wasser langsam verschlechtert
  • dadurch war eine tiefere Soletemperatur in den vom Eis umschlossenen Wärmetauscher-Schläuchen nötig, um dieselbe Wärmemenge aus dem Eisspeicher zu ziehen
  • dadurch sank die Temperatur im gesamten Solekreis
  • dadurch sank auch die Sole-Eintrittstemperatur in die Wärmepumpe
  • dadurch sank die Arbeitszahl der Wärmepumpe
  • dadurch stieg der Anteil der elektrischen Energie an der Heizenergie
  • und dadurch sank letztlich die benötigte Energie aus dem Eisspeicher
2015-03: Eisspeicher-Challenge: Temperaturen und Eisbildung im Eisspeicher

Seit dem Start der Eisspeicher-Challenge am 01.02.2015 war das Eisvolumen kontinuierlich gewachsen und umfasste inzwischen mehr als die Hälfte des Eisspeichervolumens. Ebenso war die Sole-Eintrittstemperatur in die Wärmepumpe kontinuierlich gesunken und hatte dadurch den ‚Selbstschutzmechanismus‘ des Eisspeichers verstärkt.

Man brauchte kein Prophet zu sein, um zu erkennen, dass im beginnenden pannonischen Frühling

  • die benötigte Heizleistung weiter sinken würde
  • der Eisspeicher-Selbstschutzmechanismus (mit sinkender Sole-Eintrittstemeperatur) sich noch verstärken würde

Wenn man bedachte, dass jetzt gerade einmal das halbe Eisspeicher-Volumen gefroren war, war wohl noch ein weiteres Monat ‚Geduld‘ angesagt …

Fortsetzung folgt …

Sonne und Wölkchen (2)

Es wird Frühling, zumindest hier in Pannonien.

Vom Eise befreit sind Strom und Bäche...

Vom Eise befreit sind Strom und Bäche…

Üblicherweise ist das die Jahreszeit, in der die Anschaffung kostenintensiverer technischer Spielzeuge getätigt wird. Also wird es Zeit für die Siedler, beim Management des Projektes mit dem Codenamen ‚Sonne und Wölkchen‚ einen Zahn zuzulegen.

Der kurze Winter hatte genug Zeit geboten, sich nochmals mit den Anforderungen an die geplante Photovoltaikanlage auseinanderzusetzen, mit tatsächlich schon verfügbaren Produkten und solchen, die immer für [heute+x] Monate in der Zukunft angekündigt werden. Motiviert durch die Fragen Amerikanischer Siedlerfreunde, musste sich das Elkement den nüchternen Zahlen stellen und eine Risikoanalyse durchführen.

Fürchten wir uns vor den Smart-Grid-Hackern oder vor einem Stromausfall, der statistisch gesehen nicht einmal Stunde pro Jahr dauert? Rechtfertigt das diese Anforderung?

“ … Die Ernüchterung darüber, dass man zwar einen Solarstrom-Generator besitzt, aber bei Netzausfall dann trotzdem keine elektrische Energie zur Verfügung hat, soll den Siedlern erspart bleiben … „

Dank Bullerjan sagen die Siedler dazu heute, ‚eher nicht‘, vor allem unter diesem Gesichtspunkt:

“ … Der Chefingenieur würde sich freuen, wenn man dafür keinen Schaltschrank braucht, der Scotty‘s Maschinenraum in den Schatten stellt … „

Denn die genaue, noch nicht standardisierte Ausführung der Notstromversorgung drohte zur ‚Gasfabrik‘ zu werden und konnte vorab nicht auf dem obesessiv-detaillierten Planungsniveau der Siedler geklärt werden.

Bundesarchiv Bild 183-R67359, Mineralölwerk Lützkendorf, Raffinerie

Als ‚Gasfabrik‘ bezeichnen die Siedler überkomplizierte und schwer durchschaubare Konstruktionen …

Zusätzlich wollten die Siedler ja:

„… Die verwinkelte Dachlandschaft der Siedlerhütte soll möglichst optimal zur Energiegewinnung genutzt werden …“

Das bedeutet die Installation zweier Strings von PV-Modulen, je einem pro unterschiedlich ausgerichteter Dachfläche. Der geplante PV-Wechselrichter mit Batteriesteuerung und Notstromoption hätte jedoch nur über einen MPP-Eingang verfügt. Damit wären folgende technische Kompromisse nötig:

  1. Gleiche Modulanzahl in beiden Strings und damit unästhetischeres Verlegeschema auf mindestens einer der beiden Dachflächen. Das schmerzt natürlich, wenn man ein Gesamtkunstwerk schaffen will und extra zum LEO_2-Kollektor passende schwarze Module wählt.
  2. Pro Dachfläche / String ist die Modulanzahl vergleichsweise gering und damit auch die MPP-Spannung (Maximum Power Point), die Spannung zumoptimalenBetriebspunkt. Der dazu passende Wechselrichter scheint noch nicht geboren zu sein:
    • Passt die Output-Leistung des Wechselrichters, liegen leider die MPP-Spannungen der Dächer außerhalb des nutzbaren Bereiches des MPP-Trackers.
    • Passt bei einem ‚kleineren‘ Wechselrichter die MPP-Spannung, müsste man auf die Spitzen der Output-Leistung verzichten.
  3. Bullerjan’s Rauchfang kann in den Morgenstunden für eine leichte Verschattung auf den Modulen eines Strings sorgen, was beim Betrieb von zwei Strings an einem MPP-Eingang nicht empfohlen wird.

Und da die Siedler ja partout lokalen Zugriff auf ihre Logging-Daten haben wollen, reduziert sich die Auswahl möglicher Wechselrichter sehr schnell auf eine sehr überschaubare Anzahl.

Und das alles, um den Forscher- und Basteldrang zu stillen und mit einer Batterie spielen zu können? Und zu hoffen, dass endlich einmal das Netz ausfällt ‚zum Testen‘? Und vor allem: Mit einer mindestens doppelt so teuren Lösung und 100kg zukünftigem Sondermüll im Haus?

Aber nach einigem Tüfteln haben die Siedler – wie in ihren Wärmepumpenprojekten – einen Stufenplan:

  • Erst einmal mit der Basislösung den Eigenverbrauch beobachten und optimieren
  • Platz für eine spätere ‚Speicherlösung‘ vorsehen. Natürlich hoffen wir, dass durch den Markteintritt hochinnovativer Firmen die Batterien billiger werden – und kleiner.
  • Standardisierung der Notstromlösung und der damit verbundenen Netztrennschalter abwarten.
  • Da Wechselrichter bekanntermaßen ja eine beschränkte Lebensdauer haben, könnte vielleicht mit dem Tausch desselben in einigen Jahren das ursprüngliche Konzept der Siedler Wirklichkeit werden…
Sonnenaufgang

Willkommen Morgensonne, bald werden wir Deine Energie ernten!

Fortsetzung folgt…

Die Felix-Anomalie

Sternzeit 42014,3 (10.01.2015). Die Temperaturen an der Außenhülle der Siedlerhütte steigen innerhalb kurzer Zeit auf ungewöhnlich hohe Werte. Stürmische Windböen rütteln an den Aufbauten und die aufgehende Sonne taucht z-village in eine apokalyptische Stimmung. Glücklicherweise halten die Schutzschirme. Integrität der Außenhülle bei 100% …

Sonnenaufgang-in-z-village

‚Morgenrot, Schlechtwetter droht‘ besagt eine alte Bauernregel …

Das Sturmtief FELIX war über z-village und Umgebung hinweg gezogen. Auch wenn mancherorts von kleineren Verwüstungen berichtet wurde, war Irgendwessen Siedlerhütte glücklicherweise von Schäden verschont geblieben. Auch der Kollektor von LEO_2 hatte aufgrund seiner luftdurchlässigen Bauweise dem Sturm ohne Probleme standgehalten.

Aber abgesehen von den Windgeschwindigkeiten hatte FELIX auch die Temperaturen in Pannonien auf die höchsten Werte steigen lassen, die seit Beginn der Messdatenaufzeichnungen je im Jänner gemessen wurden.

Außentemperatur und Kollektorernte 2014 / 2015

Felix-Anomalie: Außergewöhnliche Bedingungen während des Sturmtiefs ‚Felix‘: Die maximale Außentemperatur in z-village stieg am 10.01.2015 auf 18°C, die mittlere Außentemperatur auf 14°C. Die Kollektorernte betrug an diesem Tag sagenhafte 200 kWh.

Also die besten Bedingungen für eine außergewöhnlich hohe Kollektorernte, die unter dem Namen ‚Felix-Anomalie‘ in die Messgeschichte von LEO_2 eingehen wird.

Ursachen für diese besonders hohe Kollektorernte waren:

  • Eis im Eisspeicher: Eis kann durch das Schmelzen eine hohe Energiemenge aufnehmen, ohne dass sich die Temperatur im Eisspeicher erhöht
  • niedrige Sole-Eintrittstemperatur in den Kollektor: zusätzlich zur konstant niedrigen Eisspeichertemperatur, kühlt die laufende Wärmepumpe die Sole zusätzlich ab, bevor sie in den Kollektor eintritt.
  • hohe Umgebungstemperatur (Tauwetter)
  • hoher Luftdurchsatz durch den Kollektor (Wind)
Außentemperatur und Kollektorleistung während der Felix-Anomalie

Verlauf der Außentemperatur und der Kollektorleistung zwischen 09.01 und 11.01.2015. Der Kollektor war praktisch permanent (Tag und Nacht) in Betrieb. Die Spitzen in der Kollektorleistung werden durch die Wärmepumpe verursacht: wenn die Wärmepumpe läuft, steigt die Kollektorleistung aufgrund der verringerten Sole-Eintrittstemperatur in den Kollektor.

Innerhalb von 2 Tagen hatte der Kollektor 300kWh Umweltenergie geerntet: 3x soviel wie für die Heizung in diesem Zeitraum benötigt wurde. Damit blieben ca. 200 kWh, die vollständig für die Regeneration des Eisspeichers (Schmelzen des Eises) genutzt werden konnten.

Von solchen Kollektorernten kann der Besitzer einer klassischen Solaranlage, die auf direkte Sonneneinstrahlung angewiesen ist, nur träumen. Im Jänner sind die Tage kurz und diese beiden Tage waren auch nur teilweise sonnig.

Auch wenn die Bedingungen der Felix-Anomalie außergewöhnlich waren, so treten ähnliche Wettersituationen (Tauwetterperioden) mehrmals pro Heizperiode auf. Was den Skifaher ärgert, freut den LEO_2 Besitzer …

Von der Kneipp-Kur zur Genussdusche

Es war einmal ein Siedler, der hatte ein schönes Plätzchen gefunden und dort seine Siedlerhütte gebaut. Und damit es im Winter auch schön warm in seiner Hütte wurde, hatte er weder Kosten noch Mühen gescheut, um ein angemessenes Heiz- und Warmwassersystem einzubauen.

Hydraulikschema: Heizungs- und Solaranlage

Hydraulikschema dieser Siedlerhütte: Die zentrale Schaltstelle der Heizungsanlage ist der ‚Puffer Warm‘ (1), der von einer Solaranlage (2) und einer Gastherme (3) mit Wärme versorgt wird. Wärmeverbraucher sind die Raumheizung (4) und die Warmwasserbereitung über eine Frischwasserstation (grüner Kreis, (5)).

Das absolute Highlight der Installation war für diesen Siedler seine Regendusche, auf deren Inbetriebnahme er sich schon unbändig freute. Auch wenn so mancher Neider diese Regendusche als unnötigen Luxus abtat, für ihn sollte eine lange heiße Genussdusche der verdiente Abschluss eines jeden anstrengenden Arbeitstages werden!

Doch es kam anders…

Mission Accomplished - ALS Ice Bucket Challenge (14848289439)

Irgendwie wollte sich der Genuss beim Duschen nicht so richtig einstellen.

Handwerker wurden gerufen, die – nachdem sie sich ob der zu niedrigen Warmwassertemperatur ratlos am Kopf gekratzt hatten – den großen Wärmetauscher der Frischwasserstation durch einen noch größeren Wärmetauscher ersetzten.

Auch wenn es der selige Pfarrer Kneipp mit seinen Wechselbädern gut gemeint hatte, sie waren auf jeden Fall das Falsche für des Siedlers Regendusche. Diese lieferte nun – nachdem die Handwerker abgezogen waren – zwar eine halbwegs vernünftige Temperatur, dafür jedoch ‚erträgliche, aber deutlich spürbare‘ Temperaturschwankungen.

So wurde es zur traurigen Gewissheit, dass wohl die Regelung der Frischwasserstation der Grund des Übels war. Von der Vorstellung einer echten und uneingeschränkten Genussdusche beseelt, begab sich der Siedler wieder auf die Suche nach Hilfe und fand schließlich Irgendwen, der seine Universalregelung (eine UVR1611) genauer unter die Lupe nehmen und ihm bei der Lösung seines Problems helfen konnte.

BL-NET im Kabelgewirr

Unscheinbar im Kabelgewirr verborgen, jedoch von größter Hilfe für die Fernanalyse des Reglerproblems: der ‚Bootlader‘, kurz auch ‚BL-NET‘ genannt.

Glücklicherweise besaß der Siedler auch einen ‚Bootlader‘ (BL-NET), über den er Irgendwem Fernzugriff auf die UVR1611 gewähren konnte. Zusammen mit einem Hydraulikschema, das der Siedler Irgendwem per elektronischer Post zukommen ließ, konnte das Problem rasch lokalisiert werden:

UVR1611-Drehzahlregelung

Funktionsbaustein ‚PID Regelung‘ der UVR1611 zur Drehzahlregelung der Warmwasserpumpe (P1).

Da gab es einen Funktionsbaustein, einen sogenannten PID-Regler, der für die Regelung der Warmwasserpumpe P1 zuständig war.

Hydraulikschema: Detail Frischwasserstation

Hydraulikschema: Detail Frischwasserstation

Je höher die Pumpendrehzahl von P1, umso mehr Energie wurde aus dem ‚Puffer Warm‘ zur Erwärmung des Leitungswassers herangezogen und umso höher wurde die Warmwassertemperatur. Die Aufgabe des PID Reglers war es, die Pumpendrehzahl dynamisch so anzupassen, dass der eingestellte Sollwert für die Warmwassertemperatur möglichst gut gehalten wurde. Auch wenn sich die Temperatur des Puffers oder der Durchfluss des Leitungswassers änderte.

UVR1611-Drehzahlregelung-Detail-PID

Unscheinbar, aber extrem wichtig: Regelparameter P, I und D.

Die Regelparameter P (Proportionalanteil), I (Integralanteil) und D (Differentialanteil) waren für die Funktionsweise der Frischwasserstation von allerhöchster Wichtigkeit, was von den ursprünglichen Schöpfern der Anlagenregelung sträflich missachtet wurde. Das hatte dazu geführt, dass

  • die Warmwassertemperatur pausenlos zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert hin- und herschwang (was zu diesem ‚Kneipp-Feeling‘ beim Duschen führte)
  • die mittlere Warmwasser-Isttemperatur um ca. 8°C unter dem Sollwert lag (was unnötig hohe Temperaturen im ‚Puffer Warm‘ verlangte).

Und so machte sich Irgendwer gemeinsam mit dem Siedler daran, diese Regelparameter zu optimieren, was über die Ferne wohlkoordiniert werden musste, um die noch erträgliche ‚Kneippkur‘ nicht zur grenzwertigen ‚Ice Bucket Challenge‚ werden zu lassen…

Schließlich kam der langersehnte Tag, da die Parameter richtig eingestellt waren und der Siedler für seine Ausdauer belohnt wurde und er zum ersten Mal die uneingeschränkte Wohltat seiner Regendusche genießen konnte.

Shower close up

Die optimierten Regel-Parameter hatten nicht nur des Siedlers größten Wunsch erfüllt, sie hatten zusätzlich auch noch die folgenden positiven Nebenwirkungen:

  • die Temperatur des ‚Puffer Warm‘ konnte bei einem besseren Komfort um ca. 8°C abgesenkt werden, was eine höhere Effizienz der Solaranlage und niedrigere Bereitstellungsverluste bedeutete.
  • der Siedler war noch nie so sauber wie jetzt gewesen, denn jede Parameteränderung hatte natürlich sofort durch eine Probedusche verifiziert werden müssen …

‚Error!‘ oder: Die Wahrheit ist irgendwo da draußen.

Unser Posting Logging 2.0 – Wer bastelt mit? motiviert andere Siedler zum Basteln – wirft aber auch neue Fragen auf.

In diesem Fall:

„Beim Zugriff auf den BL-NET kommt ein Error…“

Zur Geschichte: Zu Forschungszwecken betreiben die Siedler zwei Datenlogger für einen UVR1611-Regler an einem CAN-Bus – C.M.I. und BL-NET. Die glückliche Gerätefamilie – powered by Technische Alternative – sieht momentan so aus:

CAN-Bus: UVR1611, CMI, BL-NET, CAN-IO, CAN-EZ

Wie können potentielle Fehler systematisch ausgeschlossen werden?

CAN-Bus:

  • Alle Geräte müssen unterschiedliche Knotennummern haben…
  • … und an einem linearen, beidseitig terminierten CAN-Bus hängen. Für wenige Knoten und kurzen Leitungen kann das u.U. etwas liberaler gehandhabt werden – siehe diese Informationen der Technischen Alternative zur werksseitigen Versuchen. Die Siedler können aufgrund ihrer eigenen tüftlerseitigen Versuche bestätigen, dass sich ein mitten im linearen Bus terminierter UVR1611 nicht negativ auswirkt. Der UVR ist per Default mit einer Steckbrücke auf der Rückseite des Reglers terminiert.
  • Test: CAN-LED am CMI grün?

Ethernet:

  • CMI und BL-NET müssen unterschiedliche IP-Adressen und unterschiedliche MAC-Adressen haben. Mit der neuesten Firmware des CMI wird automatisch eine MAC-Adresse generiert,  die unterschiedlich zur Standard-MAC-Adresse des BL-NET ist. Mit den ersten Versionen war die MAC-Adresse per Default gleich, aber man konnte (musste) sie über die Ethernet-Einstellungen es CMI ändern.
  • Test: Ping zum BL-NET OK, telnet auf Port 80 und 40000 OK?

Im Siedlernetz loggen CMI und BL-NET parallel und erfolgreich nun seit Monaten alle Daten mit. Im Sinne der bekannten Seriosität dieses Blogs ist aber ein Disclaimer angebracht – eine Garantie, dass das überhaupt funktioniert, gibt es nicht. Hier ein Zitat aus den Herstellerinformationen (vor einiger Zeit auch im Logging-2.0-Artikel ergänzt):

„Ein gleichzeitiges Datenlogging mit C.M.I. und BL-Net bzw. D-LOGG ist nicht möglich und führt zu Störungen beim Loggen…“

Und jetzt endlich zum beobachteten Fehler:

Beim Anklicken des BL-NET-Symbols in der CAN-Netz-Übersicht in der CMI-Verwaltung erscheint in der Tat ein Fehler:

BL-NET: Error bei Klick in der CMI-Verwaltung

Mit diesem Fehler hätten die Siedler gerechnet – wobei es schöner wäre, wenn der BL-NET gar nicht klickbar wäre, so wie das CMI-Symbol. Für alle anderen Geräte erscheint beim Klick auf das Symbol das gerätetypische Menü, z.B. für den UVR eine dem Reglermenü nachgebildete Oberfläche:

CMI: Zugriff auf Menü UVR1611

Die etwas weniger coole Weboberfläche des BL-NET bietet prinzipiell die gleichen Möglichkeiten: Auch hier kann jedes andere CAN-Gerät angeklickt werden …

BL-NET: Zugriff auf UVR

… über den Punkt Menüseite laden:

BL-NET: Menüseite UVR geladen

Der BL-NET selbst hat aber kein eigenes Menü in der Art bzw. keine Schnittstelle, über die seine Verwaltung an das CMI ‚weitergeleitet‘ werden könnte. Aber ein Punkt reizt die risikofreudigen Siedler noch … aus Prinzip und weil ein Artikel mit dem Titel „I bricked my BL-NET!“ auch spannend wäre: Ist es eventuell möglich, die Firmware des BL-NET durch Drag&Drop von der SD-Karte des CMI upzudaten (als Alternative zum Memory Manager)? Gesagt, getan: Schritt 1: Ziehen der FRM-Datei Version 2.19 auf die Karte:

BL-NET: Firmware auf SD-Karte des CMI

Schritt 2 … wäre dann, diese Datei auf den BL-NET zu ziehen. Aber wie realistisch war die Annahme, dass die ‚Speicherstellen‘ dann automatisch erkannt würden? Die FRM-Datei wird in der Liste von Funktionsdaten und Firmware-Dateien auf der Karte nicht erkannt.

Aber dafür gibt es extra Geek-Punkte für die Technische Alternative. In der Übersicht über alle Dateien unter ‚Status‘ sind die soeben erzeugten X-Files sichtbar:

BL-NET-Firmware = X-Files für das CMI

 Die Wahrheit ist irgendwo da draußen!

Alien Xing 4889601316