Differenzregelung für Solaranlage und andere Anwendungen

Eine Differenzregelung schaltet beim Erreichen einer einstellbaren Temperatur-Differenz einen Ausgang EIN oder AUS.

Das klassische Anwendungsbeispiel ist eine Solaranlage. Die Solarpumpe schaltet sich immer dann ein, wenn zwischen dem Temperatursensor am Solarkollektor (S1) und dem Temperatursensor am Solarspeicher (S2) eine bestimmte Temperaturdifferenz überschritten wird. In der Regel ist dieser Temperaturunterschied auf 5 bis 8 Grad Celsius eingestellt.

Es gibt aber in der Heiztechnik viele weitere Anwendungsbereiche für eine Differenzregelung (z.B. Warmwassererzeugung, Zirkulationspumpensteuerung, Pufferumladung, Kachelofen mit Wassertasche, usw.).

Plugin aktivieren

Um die Differenzregelung zu aktivieren, folgen Sie bitte diesen Schritten:

1. Öffnen Sie die Konfigurationsoberfläche.
2. Wählen Sie den Punkt „Plugins“ aus.
3. Aktivieren Sie das Plugin „Differenzregelung“.
4. Nach der Aktivierung erscheint die Differenzregelung im Konfigurationsmenü unter dem Punkt „Aktive Plugins“.

Damit ist die Differenzregelung in Ihrer Anwendung aktiviert und kann entsprechend konfiguriert werden.

Differenzregelung anlegen

Unter Differenzregelung anlegen, können Sie jetzt folgende Punkte definieren:

Sensortypen S1, S2, S3

Es können bis zu drei Sensoren (bzw. Temperaturen) in einer Differenzregelung berücksichtigt werden. Entsprechend dem Schaubild (oben) haben die Sensoren S1, S2 und S3 dabei unterschiedliche Funktionen, die nun im Einzelnen beschrieben werden.

Sensor S1 (optional)

Der Sensor S1 erfasst eine „Referenztemperatur“, auf die sich die Differenzregelung beziehen kann. Diese Referenztemperatur kann beispielsweise die Kollektorflächentemperatur der Solaranlage, die obere Pufferspeichertemperatur oder die Temperatur der Wassertasche eines Kaminofens sein.

Falls Sie den Sensor nicht benötigen, lassen Sie das entsprechende Feld einfach frei.

Sensor S2 (verpflichtend)

Wenn nur für Sensor S2 eine Auswahl getroffen wird und die anderen beiden Sensoren freigelassen werden, arbeitet die Regelung als Zweipunktregelung. In diesem Fall wird der Ausgang „EIN“ geschaltet, wenn der im Feld „Maximaltemperatur S2“ angegebene Wert niedriger ist als die gemessene Temperatur von Sensor S2. Andernfalls wird der Ausgang auf „AUS“ geschaltet. Die Regelung berücksichtigt die im Feld „Hysterese“ festgelegte Differenz zwischen dem Einschalten und Ausschalten des Ausgangs.

Sensor S3 (optional)

Der optionale Sensor S3 kann verwendet werden, wenn eine zusätzliche maximale Temperatur überwacht werden soll.

Wenn Sie den Sensor nicht benötigen, lassen Sie das Feld einfach frei.

Konfigurationsoptionen

Ausschließlich „Sensor S2“ zugeordnet

Wenn nur für Sensor S2 eine Auswahl getroffen wird und die anderen beiden Sensoren freigelassen werden, arbeitet die Regelung als Zweipunktregelung. In diesem Fall wird der Ausgang „EIN“ geschaltet, wenn der im Feld „Maximaltemperatur S2“ angegebene Wert niedriger ist als die gemessene Temperatur von Sensor S2. Andernfalls wird der Ausgang auf „AUS“ geschaltet. Die Regelung berücksichtigt die im Feld „Hysterese“ festgelegte Differenz zwischen dem Einschalten und Ausschalten des Ausgangs.

Ein praktisches Beispiel für diese Konfiguration ist die Warmwasserpumpensteuerung, bei der die Maximaltemperatur von Sensor S2 als Referenz dient und die Pumpe entsprechend der festgelegten Hysterese ein- oder ausgeschaltet wird.

Sensor S2 und S1 zugeordnet

In diesem Szenario wirken mehrere Schaltschwellen als Referenz. Erstens erfolgt weiterhin, wie bei der Variante 1, das Abschalten bei Erreichen der Maximaltemperatur von Sensor S2. Zweitens dient die eingestellte Differenztemperatur zwischen Sensor S2 und der aktuellen Temperatur von Sensor S1 als zusätzliche Referenz. Drittens werden auch die Mindest- und Maximaltemperatur von Sensor S1 in die Schaltlogik einbezogen. Alle vier Parameter werden in der Steuerung berücksichtigt.

Sensor S2 und S3 zugeordnet

Im Fall „Sensor S2 mit S3“ wird wie in der Variante 1 beschrieben, weiterhin die Schaltung bei Erreichen der Maximaltemperatur von Sensor S2 durchgeführt. Zusätzlich erfolgt eine Überwachung einer weiteren Temperatur, nämlich Sensor S3, die nicht überschritten werden darf.Ein praktisches Beispiel für diese Konfiguration ist die Speicherumladung, bei der die Maximaltemperatur von Sensor S2 als Referenz für die Regelung dient. Gleichzeitig wird jedoch auch Sensor S3 überwacht, um sicherzustellen, dass diese Temperatur nicht überschritten wird, um mögliche Schäden oder unerwünschte Betriebszustände zu verhindern. Die Schaltlogik berücksichtigt sowohl die Maximaltemperatur von S2 als auch die Begrenzung durch Sensor S3, um eine optimale Speicherumladung zu gewährleisten.

Sensor S1, S2 und S3 zugeordnet

Wie in 2. mit der zusätzlichen Überwachung einer weiteren Temperatur (S3), die nicht überschritten werden darf.
Praktisches Beispiel: Solarpumpensteuerung

Parameter

Name

Bitte geben Sie der anzulegenden Differenzregelung einen eindeutig nachvollziehbaren Namen (z.B., Differenzregelung Zirkulation,…).

Differenztemperatur S2

Die Differenztemperatur zwischen Sensor S2 und Sensor S1 bestimmt den gewünschten Temperaturunterschied, der erreicht werden muss, um den Ausgang zu aktivieren. A1 = S1 > (S2 + Differenztemperatur S2) Für Solaranlagen ist ein Standardwert von 7K empfehlenswert, da dies zu häufigen Ein- und Ausschaltvorgängen führen kann, wenn der Wert zu niedrig eingestellt wird.

Mindesttemperatur S1

Mit der Mindesttemperatur S1 können Sie festlegen, welche Temperatur der Sensor S1 mindestens erreichen muss, sodass der Ausgang aktiviert werden kann.

Maximaltemperatur S2

Wenn Sie eine Maximaltemperaturbegrenzung für Sensor S2 festlegen, wird der Ausgang nicht mehr aktiviert, sobald Sensor S2 diesen Wert überschreitet. Dies kann beispielsweise für die maximale Pufferspeichertemperatur verwendet werden.

Slider für S2 anzeigen

Wenn Sie diese Option aktivieren, wird auf der Regelungsseite des Benutzerinterfaces ein Slider angezeigt. Dadurch können Sie Werte schnell und einfach ändern. Der Slider und das oben angegebene Eingabefeld sind synchronisiert, wobei der zuletzt gespeicherte Wert gültig ist.

Maximaltemperatur S3 (optional)

Falls ein dritter Sensor für die Regelung benötigt wird, können Sie auch für diesen eine maximale Temperatur festlegen. Der Ausgang wird, ähnlich wie bei Sensor S2, nicht aktiviert, sobald diese Temperatur überschritten wird.

Hysterese

Der Hysterese-Wert wird zum Ein- und Ausschaltwert der Regelung addiert oder subtrahiert. Beim Wert „1“ wird die Hysterese im Bereich von 1K unter und 1K über dem Zielwert angewandt.

Einschaltverzögerung (Mindestwert in Sekunden)

Bei Erreichen des Sollwerts wird die Aktivierung des Ausgangs um den eingestellten Wert in Sekunden verzögert.

Ausschaltverzögerung (Mindestwert in Sekunden)

Bei Erreichen des Sollwerts wird die Deaktivierung des Ausgangs um den eingestellten Wert in Sekunden verzögert.

Ausgänge zuordnen

Nachdem die Differenzregelung erfolgreich gespeichert wurde, müssen Sie noch festlegen, welchen Ausgang oder welches Relais die Differenzregelung steuern soll. Befolgen Sie dazu die folgenden Schritte:

1. Navigieren Sie zu „Konfiguration → Haus & Geräte → Ausgänge“.
2. Klappen Sie das entsprechende Gateway aus.
3. Wählen Sie das Relais, das von der Differenzregelung aktiviert wird.

Drehzahlgesteuerte Solarpumpe ansteuern (PWM oder 0-10V)

Die drehzahlgesteuerte Solarpumpe wird in diesem Fall mithilfe des Moduls Vorlauftemperaturregelung / geregelte, analoge Ansteuerung gesteuert. Im Modul Vorlauftemperaturregelung wird im Feld “Freigabebedingung” die Solar-Differenzregelung eingestellt. Die Kennlinie der Vorlauftemperaturregelung wird horizonal auf die gewünschte Mindesttemperatur des Solar-Rücklaufs (z.B. auf 45° eingestellt).

Wichtige Einstellungen:

• In der Vorlauftemperaturregelung im Feld „Heizraumgateway“ bitte kein Gerät auswählen (Feld muss leer bleiben).
• Im Feld „Sensor Außentemperatur“ den Wert „Onlinewert“ auswählen.
• Im Feld „Minimaler Analogwert in V“ bitte einen Wert > 0 einstellen (z.B. 0,5). Der Wert darf nicht 0 sein.
• Im Feld „Maximaler Analogwert in V“ bitte einen Wert < 10 einstellen (z.B. 9,9). Der Wert darf nicht 10 sein.
• Im Feld Freigabebedingung die zuvor angelegte Differenzregelung eintragen.
• Im Feld „Verhalten bei fehlender Freigabe“ bitte „auf 0% fahren“ auswählen.
• Hinweis: Die angelegte Vorlauftemperaturregelung wird anschließend im linken Menü angezeigt. Im Interface werden aber keine Werte angezeigt. Dies ist Absicht, da die angezeigten Werte bei dieser Anwendung nicht maßgeblich sind.

Wirkungsweise:

Sobald die Differenzregelung die Vorlauftemperaturregelung “freigibt”, versucht diese, den Solarrücklauf konstant auf 45° zu halten. Fällt die Rücklauftemperatur unter 45°, fängt die Vorlauftemperaturregelung an, die Drehzahl der Solarpumpe stufenweise zu reduzieren. Das Wärmeträgermedium fließt dann langsamer durch die Solarkollektoren und hat dadurch mehr Zeit, sich zu erwärmen.