Sunlogger

[Bengt]

Jag har tittat på möjligheten att använda Sunlogger istället för en traditionell (mer avancerad) solfångarstyrning. Fördelen är naturligtvis att det blir en apparat mindre. Sunlogger har inte det komplicerade systemet för styrning av solvärmeladdare (utdragna slingor där laddning kan ske på olika nivåer). Detta tror jag löses passivt i vissa system med temperaturstyrda ventiler men i mitt fall kvittar det för jag tänker installera ett system med någon form av skiktrörsteknik och då behövs inget av detta. Därför skulle Sunlogger klara allt jag behöver - nästan.

För det finns en funktion som är önskvärd och det är varvtalsstyrning av cirkulationspumpen i solvärmeslingan. Det vill man ha för att vid lägre solljus/temperaturer inte pumpen ska slå på av hela tiden eftersom vattnet inte hinner bli tillräckligt varmt. Istället körs vattnet saktare genom panelerna för att uppnå högre värme. Förlusterna blir även mindre eftersom högsta temperaturen blir lägre.

Tyvärr är det ett problem till med detta. De nya PM-pumparna (PermanentMagnet) går ännu inte att varvtalsstyra, de saknar gränssnittet. Det finns prototyper ute så det kommer men jag vet inte hur det kommer att se ut.

Hur som ser jag att detta är en funktion som Sunlogger saknar.

[Rickard]

Har du någon insikt i hur de cirkpumpar som ÄR varvtalsstyrda styrs, 0-10 V, pulsbreddsmodulerat eller?

[Bengt]

Nej inte ännu. De pumpar som finns idag och som är varvtalsstyrda styrs i allmänhet med 0-10V för de brukar då ha en inbyggd tyristorstyrning. Eftersom detta passar väl med hur permanentmagnetspumparna brukar styras (DC-signal till kontrollkretsen) så är det högst troligt att de kommer att styras av samma signal. Jag får nog exaktare svar imorgon. De nya pumparna är i alla händelser omöjliga att styra genom att trixa med AC-spänningen (tyristor), pulsbreddsmodulering eller så. Motorerna fungerar på samma sätt som en stegmotor fast har hallelement som håller koll på rotorns position och så sköts allting av kontrollkretsen. Fast detta är inget man behöver bry sig om. Motortypen kallas för borstlös DC-motor och är samma som typ av motor som används i elcyklar osv.

Wita meddelar att de har prototyper ute så de kommer mycket snart på marknaden.

[Andreas]

Hur mycket dyrare är pumpar gjorda för 0-10V varvtalsstyrning i jämförelse med pumpar som inte är avsedda att varvtalsstyda? Hur mycket högre effektivitet kan man få ut av varvtalsstyrningen? Jag tänker på det här med återbetalningstid dvs. hur fort man tjänar igen den ökade kostnaden för varvtalsstyrning på ökad effektivitet.

[Bengt]

Hej.

Energimyndigheten har undersökt detta. Visserligen främst för större pumpar (pris 5000 -22 000 kr) men det ger ändå en bra indikation. Energiförbrukningen står nämligen för 90 % av kostnaden sett på pumpens livslängd! Så utgående från det har priset inte så stor betydelse, man tjänar alltid in kostnaden. Det finns automatiskt varvtalsreglerade pumpar (reglerar mot trycket) och de kostar 2-3000 kr (Grundfos, Wita). Jag har inte hittat någon utifrån varvtalsstyrd pump jag kan direkt jämföra med men jag gissar på det dubbla.

Det är nästan hopplöst att hitta detaljer på hur Grundfos autostyrning fungerar men den styr alltså systemet utgående från trycket, inte temperaturen. Därför fungerar en sådan pump inte i en solslinga. Dvs den passar bra för radiatorer och tappvarmvatten. Vrid på kranen så drar pumpen i gång. I en solslinga är det temperaturen som ska styra.

Hur mycket bättre effektivitet det blir på solslingan med en varvtalsstyrd pump jämfört med en utan varvtalsstyrning är svårt att säga men jag tror skillnaden kan bli stor. Solarnetix har en artikel:
http://www.solarnetix.com/solar-heating/solar-caffeine-blog/212-solar-variable-speed-control-targeting-the-delta-t
Där anger de 20% som besparing.

[Bengt]

Hoppas det går bra att väcka liv i gamla trådar.

Mitt solvärmesystem är nu nästan färdigdefinerat. Det enda som Logger2020 inte skulle klara att lösa är varvtalsstyrningen av solslingans pump. Grundfunktionen i styrningen är att mäta temperaturskillnaden i solpanelernas topp mot tankens botten. Är temperaturen tillräcklig i panelerna startas pumpen. Varvtalsstyrning har jag insett att man asbolut vill ha för beroende på sol och tankens temperatur kan det vara stor skillnad på det optimala flödet. För stort flöde innebär att energin inte hinner avges till tanken och vattnet i solslingan kommer då att få en högre temperatur och högre förluster. För långsamt ger istället stor temperaturskillnad mellan ingående och utgående vatten också med ökade förluster som följd. Det som behövs är två givare där pumpens hastighet sätts för att sträva efter att de ska vara lika (+ inställd marginal). Man kan t ex styra genom att ställa in att returen från tanken ska vara x grader varmare än tankens botten. Då vet man att värmen hinner avges till tanken.

Det finns nu elektroniskt styrda högeffektiva (borstlös DC-motor) cirkulationspumpar. De är mycket effektivare än de tidigare solpumparna, drar ca 10 W istället för 30 W.

Styrningen sker mycket enkelt med en DC-spänning på 0-10V.

Vad säger ni, är denna reglering något som ni skulle kunna tänka er att komplettera programvaran till SunLogger2020?

[Rickard]

Hej.

Så vitt jag kan bedöma finns det inte någon möjlighet att göra det i nuvarande hårdvara utan hårdvaruförändringar som dels kostar, och dels kräver nya CE-tester för att kunna sälja den.

[Bengt]

Det var ju synd. Jag ser nu att Logger2020 har inga analoga utgångar. Tyvärr har Maxim slutat att tillverka den 1-wirestyrda digitala potentiometer de tidigare hade, då hade det varit enkelt fixat. De har en portexpander och av en sådan kan man göra en DAC med en R2R-stege men det blir lite krångligare.

Men verkligen synd att det inte gick att göra med enbart en programändring. Dock tycker jag att ni ska fundera på att införa en analog utgång på något sätt, det kan uppenbarligen vara användbart.

[Rickard]

Visst, både analoga in och utgångar efterfrågas då och då, men å andra sidan efterfrågas allt som har med styr/regler att göra, och någonstans måste man dra gränsen om man vill kunna erbjuda ett prisvärt sätt att övervaka, det som är Logger 2020:s huvudsakliga uppgift.

[Bengt]

Det har du rätt i men är inte just det som är skillnaden mellan Logger2020 och SunLogger2020, att den senare förväntas styra saker?

Jag kom på en sak i natt. Med en 1-wire portexpander går det ju att fixa allt. Häng på en sådan och efter det en SPI-styrd DAC så har ni den analoga utgången.

[Rickard]

Den senare förväntas starta/stopp en cirkpump, varken mer eller mindre.
Det finns fler anledningar till att det inte finns fler styrfunktioner i nuvarande Logger, hade det varit enkelt och billigt hade vi naturligtvis gjort det redan.

[Bengt]

Ja på/av är så den funkar nu men som jag skrev så blir solstyrningen så mycket bättre om den kunde arbeta med varvtalsstyrning också. Den skulle i alla fall direkt ersätta den styrning för 2000 kr som jag kommer att köpa annars.

Du får gärna utveckla de där "flera anledningarna" men lösningen jag skrev, skulle det inte fungera? En 1-wireansluten D/A-omvandlare? Eller klarar era drivrutiner för 1-wire bara av att läsa in data? En drivrutin för en D/A kopplad i två steg så här får ju visserligen lägga beslag på bussen en stund eftersom den måste klocka fram alla bitarna en i taget men det känns troligt att det kan göras.

Ska det vara någon vits behövs också en inställningsbar PID-regulator men även om det inte är trivialt så är det i alla fall bara programvara.

Jag upptäckte nu att det också finns högeffektiva pumpar som måste pulsbreddsstyras men att skapa en sådan utgång i befintlig hårdvara borde vara svårare än 1-wirelösningen om ni inte har tur att någon I/O-pinne sitter på en sådan port. En PWM-utgång går ju sedan enkelt att konvertera till en 0-10V analog signal med filter + OP.

[Rickard]

Kortfattat så beror det på utvecklingskostnader, tidsutnyttjande, marknad, lagerkostnader, CE-märkning mm, mm.

Visst skulle vi kunna uppfylla alla nuvarande och presumtiva kunders önskemål inom kort tid, men då skulle produkten kosta kanske 3-4 gånger mer, och då skulle du ändå köpa styrningen för 2000 kr

Det är inte omöjligt att det kommer, men det är inte något som jag kan lova i dagsläget.
Vi tar naturligtvis till oss av alla förslag som framför i forumet, och om/när det passar, och om vi bedömer att det kan bli lönsamt att utveckla nya/bättre funktioner, så gör vi det.

Sen delar jag väl kanske inte riktigt din uppfattning när det gäller nyttan av varvtalsstyrning, det viktigaste är nog att ha bra loggning så du kan se att flödena och start/stopptemperaturerna är vettiga.
På marginalen kanske det blir lite effektivare att varvtalsstyra, men det tar säkert några år bara att tjäna in den dyrare pumpen och styrningen.

Eftersom jag själv är tekniknörd så skulle jag naturligtvis också vilja varvtalsstyra cirkpumpen, men det är en skillnad mellan att vilja göra det, och faktiskt tro att det är lönsamt att göra det.
Under de tider solen ger så lite att det är tveksamt om det lönar sig att köra cirkpumpen eller ej ger anläggningen så otroligt lite energi att det är mer eller mindre försumbart.

[Bengt]

Oj, oj, oj. Du anar inte. 20% ökad effektivitet skulle jag räkna med på en gång med en delta-T-kontrollerad varvtalsreglerad pump. Varvtalsstyrningen håller nere temperaturen i solslingan, det kan bli stor skillnad, vilket drastiskt sänker förlusterna. Isolering osv är nämligen dyrt och man får göra kompromisser. Men annars har du helt rätt, det tar tid att tjäna in kostnaden för den dyrare pumpen. Åtminstone en tusenlapp dyrare. Om vi har t ex 500 kWh förluster per år så är 20% 100 kWh. 100 kr per år alltså. SunLogger är väl dessutom en nischprodukt för er och rimligen fel ställe att lägga utveckling på i första hand.

Men utnyttja gärna galna kunder. Som du själv säger, de flesta av oss är lite nördiga och vill hellre göra det lilla extra (mäta allt, krama ur den sista procenten effektivitet) istället för att bara köpa en svart låda som fungera skapligt. Många av oss skulle inte ha något emot att hjälpa till att prova ut nya funktioner. Jag skulle gladeligen göra ett kort med en 1-wireansluten DA och skriva en drivrutin för den.

[Rickard]

Den typen av hjälp är det Andreas som måste vara intresserad av i så fall, det är han som arbetar med utvecklingen, jag sköter mest tillverkning, försäljning, marknadsföring, reklamationer och support.
Det som är mest hindrande är att varje ny hårdvara och ändring i nuvarande kräver nya CE-tester, vilket fort kostar >20 000 kr, och jag måste sälja många Loggrar innan det betalt sig.
Om det kommer en uppgraderad variant av Loggern framöver så kommer vi dock att lägga in allt som är rimligt möjligt sett till kostnader och huruvida det finns ett intresse för det på den marknad vi vänder oss emot.
Varvtalsstyrning till Solfångarpumpar är troligen en sådan grej som kommer om vi bestämmer oss för en större uppgradering av hårdvaran.
Och som sagt, även om vi inte kan/vill eller hinner svara upp till alla önskemål just när de framförs så lägger vi alla ideer och förslag i arkivet för eventuellt kommande uppgraderingar av hårdvaran.

Hade vi varit mindre seriösa hade vi kunnat sälja "fullösningar" som inte uppfyller kraven på tester och godkännande och sålt billigt, men den vägen vill varken jag eller Andreas gå, jag sover hellre gott på natten med vetskap om att levererade produkter uppfyller kraven som ställs från myndighetshåll.