Siedler-Relevantes aus Wissenschaft und Kunst

Die Siedler versuchen hin und wieder über den Tellerrand ihres kleines Universums hinauszublicken, um am Puls der Zeit zu bleiben. Neuigkeiten aus der Grundlagenforschung und Impulse aus der Kunst gehören selbstverständlich dazu – im Alltag eines modernen Wissensunternehmens.

Hier eine Auswahl, die uns besonders begeistert hat:

Sole endlich selbst erzeugen!

Die Öku-Fuzzis dieser Welt waren ganz hin und weg vom umwelttechnischen Potential dieser plastikfressenden fetten Raupe. Den Siedlern hat es vor allem das Abfallprodukt angetan: Die Larve hinterlässt nämlich Ethylengloykol – der Aktienmarkt für Kühlsoleprodukte hat bereits empfindlich auf diese Forschungsergebnisse reagiert.

Außerdem konnte eine verblüffende Ähnlichkeit zu den Lebensformen im siedlereigenen Kompost festgestellt werden. Vielleicht endlich eine ökologisch vertretbare Variante, alte Plastiksackerl (-Tüten) am Kompost zu entsorgen?

Fette Larve

Vielleicht hätte die fette Larve auch Laminat geknabbert, wenn die Siedler nur etwas geduldiger gewesen wären …

Diese Spezies zeigt generell sehr innovative Ansätze – wurde sie doch auch im Innenbereich der Siedlerhütte gesichtet, weil sie mutmaßlich Irgendwessen spezielle Erfindung / Kunst als eine Art Trojanisches Pferd zum Transport in den Innenbereich genutzt hatte.

Hier wäre eine interdisziplinär angelegte und wissenschaftlich begleitete Studie dringend nötig!

Wissenschaft, Innovation und Kunst

In der ursprünglichen Heimatstadt der Siedler ist die entsprechende Szene ja recht umtriebig. Z.B. wurde hier ein Preis vergeben für innovative Projekte an der Schnittstelle von Wissenschaft, Technologie und Kunst:

Wenn Kunst in andere Sphären tritt: Welche Überschneidungen gibt es in Wissenschaft, Technologie und Kunst? Was ist Innovation? Und welche technologischen Entwicklungen werden langfristig erfolgreich sein?

Um aber anderen Siedlern auch eine Chance zu lassen, hat Irgendwer großzügig darauf verzichtet, an diesem prestigeträchtigen Wettbewerb teilzunehmen.

Leider bleiben seine Variationen zum Thema Wiedergeburt eines Heizungsrohres – Kreislauf des pflanzlichen Lebens im Dialog von Holz, Metall und sonst was  – damit der kulturinteressierten Weltöffentlichkeit verborgen.

Brutkasten

Klettergarten

Gewürm und schleimige Aliens

Auch die Siedler haben schon ausgiebig über allerlei Gewürm berichtet und eigene Forschung zur potenziellen Lebensgefahr für Regenwürmer angestellt. Die Alienforschung steht hingegen noch am Anfang – klar scheint aber zu sein, dass sie in der natürlichen Nahrungskette im autarken Siedlergarten eine wesentliche Rolle spielen.

Da kommt dieses Forschungsprojekt zur Interaktion von Regenwürmern und schleimigen Aliens (mit und ohne eigene Siedlerhütte) gerade recht. Nachhaltige Kontrollmethoden für das ungeliebte Weichtier würden die Siedler auch sehr interessieren – und natürlich interessiert die Reaktion der Schnecken auf den Klimawandel.

Auch ohne fundierte Ausbildung in Biologie würden sich die Siedler die Anwendung dieser Forschungsmethodik zutrauen:

Man legt Kartonscheiben im Garten aus, wartet drei Tage, schaut dann, was sich darunter eingefunden hat, und macht davon ein Foto.

Nach den Warnungen in diesem Artikel – Regenwürmer fressen das Bioschneckenkorn sehr gern – fühlen sich die Siedler in ihrer weichtierfreundlichen Politik bestätigt.

3D-PVC-Gerüst-Forschung

Unvergleichlich war der Moment, als Chefingenieur erkennen durfte, dass seine langjährige Forschung und Entwicklung zu komplexen 3D-PVC-Rohr-Strukturen als Wissenschaft eingestuft werden kann.

LE(G)O_2-Spirale-des-Lebens-2

LE(G)O_2-Spirale-des-Lebens-2. Der schlichte Grundriss lässt die Komplexität von Irgendwessen Berechnungstools nicht einmal ansatzweise erahnen.

So lesen wir doch in dieser Veröffentlichung über PVC-Polyeder, die mittels Standardverbindungen hergestellt wurden:

We describe how to construct a dodecahedron, tetrahedron, cube, and octahedron out of pvc pipes using standard fittings.

Neuartige Erkenntnisse aus der Geometrie des Rohrzusammensteckens wurden zum ersten Mal bekannt gemacht – das war den Siedlern vorher so gar nicht klar!

In particular, if we take a connector that takes three pipes each at 120 degree angles from the others (this is called a “true wye”) and we take elbows of the appropriate angle, we can make the edges come together below the center at exactly the correct angles.

Zur langen Tradition der Polyeder-Forschung bei den Siedlern liegt der Redaktion auch bisher unveröffentlichtes, brisantes Bildmaterial vor: Bereits im Jahr 1981 wurden vom kleinen El(k)ement hier theoretische Studien angestellt und Prototypen diverser Polyeder (aus recyclebarem Material) gefertigt.

Festes kleines gesterntes Rhombikosidodekaeder

Für die praktische Umsetzung warten wir noch auf den besonders verwegenen Siedler mit einem Eisspeicher entsprechender Form – natürlich nicht ohne Crowdfunding-Projekt, Facebookseite und diversen Innovationspreisen!

Orkrakel und Peak Ice

Wenn der Blubber nicht mit der pannonischen Eisschmelze fertig wird – vielleicht dann das Orkrakel?

Die vom elkement in vielen Jahren liebevoll herangezüchtete Orakelkrake hat endlich ihren großen Einsatz: Wie hat der Verlauf des Eisvolumens mit der Zeit in diesem Winter mutmaßlich ausgesehen?

Die Orakelkrake ist genügsam: Sie ernährt sich primär von Messdaten für Außentemperatur und Strahlung. Füttert man ihr zusätzlich noch so genannte Systemparameter – wie die Heizkurve der Siedlerhütte – dann antwortet sie mit einer Simulation.

Die Sicht des Blubbers:

Die Sicht des Orkrakels:

2016-09 - 2017-03: Temperaturen und Eisvolumen - Simulation

Die Temperaturen im Diagramm sind tägliche Mittelwerte; das Eisvolumen jeweils der Wert am Ende des Tages. Simuliert wird aber in Minutenabständen. Die Temperaturen in allen Tanks und das Eisvolumen wird bestimmt dadurch, wieviel Energie die einzelnen Komponenten verbrauchen oder liefern: Die Wärmepumpe versorgt abwechselnd Puffertank und Hygienespeicher; die Heizkreise entziehen dem Puffer Wärme.

Die aktuelle Heizlast in Abhängigkeit von der Außentemperatur wurde aus den Messungen des monatlichen Energieverbrauchs ermittelt und linear angenähert (bis zur Heizgrenztemperatur). Der COP der Wärmepumpe wird nach den Datenblättern des Herstellers aus Soleeintrittstemperatur und der Vorlauftemperatur berechnet.

Wesentlich ist die Serienschaltung der drei Komponenten im Solekreis: Vedampfer der Wärmepumpe, Kollektor und der Wärmetauscher im Tank. Hier werden die Temperaturen an den Ein- und Austrittspunkten selbstkonsistent ‚im gleichen Moment‘ berechnet – aus Luft- und Tanktemperatur und der aktuellen Entzugsleistung.

Die Logik der Regelung(en) UVR1611 bzw. UVR16x2 und die ‚virtuellen Dreiwegeventile‘ für die Wärmepumpe und den Kollektor werden möglichst realistisch abgebildet: Warmwasserbereitung hat Priorität; der Kollektor wird zugeschaltet, wenn die Lufttemperatur ausreichend über der Soletemperatur liegt.

Der Wärmestrom aus dem / in den Boden wird aus dem Verlauf der Temperatur bis in 10m Tiefe ermittelt, durch Lösung der Wärmeleitungsgleichung. Die Temperatur in der Tiefe ist hier die vorgegebene Randbedingung.

Unter diesen Annahmen liefert das Orkrakel solide Ergebnisse, die der Realität sehr nahe kommen. Peak Ice wird aber um ca. 0,7m3 überschätzt, da die Soleeintrittstemperatur eher überschätzt wird. Das Orkrakel hat nämlich darauf verzichtet, den Wärmetransport im wachsenden Eis zu simulieren oder die Konvektion im Tank (‚4°C-See‘ aufgrund der Dichteanomalie des Wassers). Der Eisspeicher hat in der Simulation immer genau 0°C sobald etwas Eis gebildet wurde. Die Orakelkrake fühlt sich mit diesem gewagten Hüftschuss als Clint Eastwood der Eisspeicher-Simulation. Aber seriösere wissenschaftliche Publikationen zeigen, dass der Wärmetransport zum Eisspeicher-Wärmetauscher nicht wesentlich durch die wachsende Eisschicht beeinträchtigt wird (S.5 dieses Berichts, ‚Ice on Coil‘); somit sollte die Energiebilanz für den Tank halbwegs verlässlich sein.

LEO, NEO & QUADRO

Wie schön doch das Geräusch einer Wärmepumpe sein konnte! Besonders jetzt, da sie das erste Mal nach dem Bau seiner neuen LEO_2-Anlage angesprungen war und beruhigend vor sich hin brummte!

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Wie schön doch das Brummen der Wärmepumpe sein konnte …

Irgendwo weit, weit weg von Pannonien fiel einem verwegenen Siedler, der über den Sommer seine Heizung umgebaut hatte, ein großer Stein vom Herzen. Nicht auszumalen, was passiert wäre, wenn er die Anlage nicht rechtzeitig zum Laufen gebracht hätte! Nachdem ihm der sommerliche September noch etwas Aufschub gewährt hatte, war dann doch schön langsam die Kälte in seine Siedlerhütte gekrochen und hätte binnen kürzester Zeit zu einer Meuterei seiner ‚Mannschaft‘ geführt. Aber diese Gefahr war nun definitiv abgewendet!

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Mit dem Online-Schema hatte er die ganze Anlage im Überblick und konnte sich damit rasch von deren korrektion Funktion überzeugen …

Während er gespannt auf die Anzeigen der Sensorwerte blickte, fiel langsam die Spannung des vergangenen halben Jahres von ihm ab. Er hatte nicht damit gerechnet, wie intensiv diese Zeit werden würde, nachdem er damals die Tüftler aus dem fernen Pannonien kontaktiert hatte…

Aber er hatte ja nicht nur in Rekordzeit ‚irgendein LEO_2‘ gebaut, sondern auch seine eigenen ganz speziellen Ideen verwirklicht, die er in vielen E-Mails und Online-Sitzungen mit Irgendwem diskutiert und verfeinert hatte.

So hatte er zusätzlich zur bestehenden Regenwasserzisterne einen weiteren Eisspeicher verbuddelt. Aber nicht irgendeinen, sondern den Fetten Blauen Ring-Wurm, wie ihn Irgendwer bezeichnete (was der immer mit seinem Gewürm hatte …). Aufgrund des hohen Grundwasserspiegels und der Zugänglichkeit seines Grundstückes hatte es aber nicht wirklich eine bessere Alternative gegeben.
Es war zwar nicht ganz einfach gewesen, das Trägergestell und den Wärmetauscher einzubauen, aber schließlich hatte er gemeinsam mit Irgendwem doch noch eine Lösung ausgetüftelt. Nach ‚einigen‘ unvergesslichen Stunden im Inneren von ‚NEO‘ hatte er sogar noch das alte ‚Quadro‘-Kinderspielzeug wiederverwertet, das ohnehin nur im Keller verstaubt war …

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Die perfekt ausgetüftelte Lösung: Wiederverwertung des ausgedienten Kinderspielzeugs ‚Quadro‘ für ein Trägergestell im NEO-Eisspeicher …

Auf den Schlauchkollektor hatte er zunächst verzichtet. Stattdessen hatte er seine Photovoltaik-Module an der Rückseite mit einem Wärmetauscher versehen, der statt dem Schlauchkollektor in den Solekreis eingebunden war. Damit wollte er einerseits Umweltenergie aus Luft und Sonne für LEO_2 sammeln, und andererseits die PV-Module kühlen und damit deren Effizienz steigern. Ob dieses Kalkül aufging, würde er dann spätestens nächstes Frühjahr wissen …

162tage-pv-kollektor

Der kommende Winter wurde spannend: Konnten die Wärmetauscher auf der Rückseite seiner Photovoltaik-Module den Schlauchkollektor wirklich vollständig ersetzen …?

Und ein paar weitere Ideen hatte er noch im Hinterkopf, die er aufgrund der begrenzten Zeit im ersten Anlauf noch nicht in die Tat umsetzen konnte. Im Gesamtkonzept waren sie bereits vorgesehen, mussten aber noch ein wenig auf ihre Realisierung warten …

Irgendwo im hohen Norden: Die Schlangengrube

Man konnte ja nicht unbedingt behaupten, dass es geräumig war in der Zisterne. Das war auch durch das Trägergestell, das in ‚LEGO-Manier‘ zusammengebaut worden war, nicht wirklich besser geworden.

Trotzdem musste der Siedler wieder und wieder hinabsteigen, um seine Arbeiten zu vollenden. Seine Einstiegstechnik hatte er inzwischen so perfektioniert, dass ihn wohl jeder Schlangenmensch darum beneidet hätte. Aber das war nicht der einzige Grund, warum er seine Zisterne – oder sollte man inzwischen ‚Eisspeicher‘ dazu sagen? – bald liebevoll ‚Schlangengrube‘ nannte.

IIHN-Waermetauscher-2

Kabelbinder waren das perfekte Mittel, um den ‚Gemeinen schwarzen Solarrohr-Rippling‘ zu bändigen.

Als erstes entdeckte der ‚Gemeine schwarze Solarrohr-Rippling‘ seine neue Heimat. Diese Viecher waren ja sehr umgänglich und für den Menschen absolut ungefährlich, konnten aber trotzdem recht ungemütlich – gemein – werden, wenn man ihnen nicht von Anfang an ihre Grenzen aufzeigte. Glücklicherweise hatte Irgendwer, der mit diesem Gewürm schon öfter einen Strauß ausgefochten hatte,  den Siedler vorgewarnt und auf ein probates Mittel – den Kabelbinder – hingewiesen, der für die Zähmung dieser Gattung genau das Richtige war.

Mit besonderem Tüftler-Stolz hatte den Siedler seine einzigartige Flanschkonstruktion erfüllt, die er in durchgrübelten Nächten ersonnen hatte, um den alten, nicht besonders günstig gelegenen Zisternen-Zulauf professionell und wasserdicht abzuschließen.

IIHN-Flanschkonstruktion

Kaum wiederzuerkennen. Der alte Zulauf hatte sich vom hässlichen Frosch zum Prinzen gewandelt und verlieh dem Eisspeicher ein Flair von Hightech.

Er hätte eigentlich damit rechnen müssen, dass das eine weitere Gattung anzog, wie die Motten das Licht. Und es dauerte fürwahr nicht lange, bis die ‚Python Polyvenylchloridis‘, im Volksmund auch ‚Plastik-Python‘ oder einfach nur ‚PVC-Flexschlauch‘ genannt, ihren Weg durch die alten Rohrsysteme gefunden und bis in die Zisterne vorgedrungen war.

IIHN-Flexschläuche

‚Python Polivenylchloridis‘ oder ‚Plastik-Python‘. Jedes einzelne Tier dieser Gattung besitzt eine einzigartige Kopfform, die auch bei diesem Exemplar sehr extravagant ausgeprägt ist.

Aber auch darauf war der unerschrockene Siedler vorbereitet. Es bedurfte zwar etwas schwererer Geschütze – wie Quetschverschraubungen oder Schlauchschellen – um dieser Gesellen Herr zu werden, aber bald waren auch diese gebändigt.

IIHN-Luftschläuche

Kommt auch hin und wieder in Eisspeichern vor: die ‚Sechsköpfige Luftschlauchnatter‘.

Die ‚Sechsköpfige Lufschlauchnatter‘ wäre ihm ob ihrer zierlichen Gestalt schon gar nicht mehr aufgefallen, hätte sie sich nicht durch die blaue Signalfarbe ihrer Köpfe verraten.

IIHN-BlaueKöpfe

Unerkannt war sie in den Eisspeicher eingesickert. Aber die Signalfarbe ihrer blauen Köpfe, die sich erfrischend von dem tristen Grau-in-Grau des Eisspeichers abhob, hatte die ‚Sechsköpfige Luftschlauchnatter‘ verraten.

Als er auch den letzten dieser Köpfe widerstandslos am Trägergestell befestigt hatte, glaubte der Siedler diese Schlangenbrut nun endlich im Griff zu haben.

Was ihm bis dahin aber noch nicht bewusst war, war dass manche dieser Plastik-Pythons offensichtlich drahtige Parasiten hatten, die Ihre Wirte dazu benutzten, um Besitz vom Eisspeicher zu ergreifen …

IIHN-Flexschläuche-Innenleben

Die drahtigen Parasiten einiger Plastik-Pythons ergreifen Besitz vom Eisspeicher …

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Die ganze Geschichte: ‚Irgendwo im hohen Norden‚ …

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 —

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 …

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 …