Regler für Heizungskühlung

[damfino]

Hier mal ein kleines Projekt, das nach mehreren Monaten in denen viele andere Baustellen anstanden, mal in Richtung erledigt geht.

Ausgangspunkt war der heisse Sommer 2013, eine alte Monoblock Klimaanlage der langsam aber sicher das Kühlgas ausgeht und keine Nachfüllöffnung besitzt, und der Wunsch nach kühleren Temperaturen im Haus (hatten zeitweise 30°C im Haus) und nicht nur in dem Zimmer in dem die Klima steht (Kinderzimmer). Da man nachts die Klima nicht angeschaltet haben kann (laut, Abluftschlauch bei Balkontüre raus), wurde es auch gleich wieder warm bis heiss. Haus ist thermisch saniert, aber große Fenster im Süden, viel Sonne, und im Stadtgebiet wenig kühlende Luft, oftmals komplette Windstille, da kommt man mit passiver Kühlung wie Verschatten und Lüften nicht mehr weiter.
Da erinnerte ich mich an ein Hotel im Death Valley, das eine interssante Klimaanlage hatte: gekühlte Heizkörper, unten dran ein Lüfter. Praktisch lautlos, keine Zugluft, aber auch nicht so kalt wie mit einer echten Klima.

Ich habe große Flächenheizkörper für Niedertemperaturheizung, soweit schon mal eine gute Vorraussetzung.
Ausserdem einen eigenen Brunnen mit relativ kaltem Wasser.
Also kam die Idee in die Heizung einen Wärmetauscher einzubauen, Brunnenwasser durchschicken, und die Heizkörper und damit das ganze Haus zu kühlen.
Von der Fa Reflex gibt es ein kostenloses Tool um Wärmetauscher zu berechnen, habe ein paar Beispiele mit verschiedenen Temperaturen und 2-5kW Kühllast durchgerechnet und so ein paar mögliche Wärmetauscher ausgewählt.
Installateure waren hier wenig hilfreich, die Angebote reichten von nie wieder gehört, bis zu utopischen Preisen mit falschen Teilen. Eine geforderte Berechnung des Wärmetauschers hatte keiner durchgeführt. So habe ich selber im Internet einen Wärmetauscher bestellt, und nach langem Suchen einen Installateur gefunden der mir diesen günstig und nach Wunsch in die Heizungsanlage integrierte. So kann man jetzt mit Ventilen umschalten ob der Heizungsvorlauf normal geht, oder den Umweg durch den Wärmetauscher nimmt.

Meine Regelung nimmt eine einstellbare Vorlauftemperatur und regelt dann den Zulauf vom Brunnenwasser um diese zu erhalten. Damit soll der Wasserverbrauch in Grenzen gehalten werden. Das Wasser wird dann entweder zur Garten/Rasenbewässerung verwendet oder versickert so im Garten. Ein eigener Schluckbrunnen ist rechtlich kompliziert, aber Oberflächenversickerung ist immer möglich und so bleibt das Wasser auch im natürlichen Kreislauf.
Korrekterweise müsste man in jedem Raum einen Taupunktfühler haben und so die tiefstmögliche Vorlauftemperatur zu bestimmen, das kommt vielleicht wenn die Anlage im Prinzip gut funktioniert und nur bessere Kühlleistung nötig wäre. Der Wärmetauscher ist schon mal großzügig dimensioniert.

Die Hardware besteht aus einem Atmega168PA der gerade herumlag. Dazu ein 4 Zeilen Display, ein Servo, und 4 NTC. Probleme gab es da ich einfach nur günstige NTC bei Pollin bestellte, aber nicht darauf achtete dass es auch ein Datenblatt gibt. Glücklicherweise findet man im Internet dazu schon die passenden Threads und Links zum Datenblatt.
Die Platine folgt dem bewährten Muster: große Teile gut plazieren, und dann ins Chaos abdriften.

Das Programm ist simpel:
1x pro Sekunde werden alle 4 Temperaturen gemessen und berechnet, aus Ist- und Soll- Temperatur der nächste Regelwert für den Servo berechnet, und alle 2 Sekunden wechselt die Anzeige am LCD zwischen den 4 Messwerten mit Reglerwert und der Anzeige Soll-Ist mit Reglerwert
Über 2 Taster kann die Soll Temperatur in 0.5°C Schritten verstellt werden, wird auch kurz extra angezeigt, bei Soll =23°C wird der Regler ausgeschaltet, und das Servo soll das Ventil schließen.
1 Tag kosteten mich 2 verdrehte Pins am LCD, es wollte ums verrecken nichts anzeigen......

Die 4 Messwerte sind nicht nötig, es genügt die Vorlauftemperatur für die Regelung. Aber wenn man schon dabei ist macht es keinen Unterschied mehr, und als Info sind sie vielleicht interessant.

ToDo:
Angezeigte Temperaturen kalibrieren, damit zumindest mal alle 4 im gleichen Umfeld die gleichen Werte anzeigen.
Servo mechanisch mit Ventil verbinden.
Ganze Zeugs im Heizungskeller installieren.
Warten auf einen heissen Sommer und testen

LG!