Persoonlijke Webserver: verwarming: week III circulatiepomp

Zelf aan de slag:

vermogen van de circulatiepomp regelen

Week III

Reeds uitgevoerde werken

Week I: alle temperaturen worden gemeten
Week II: de gewenste keteltemperatuur wordt berekend aan de hand van de warmtevraag en de brander wordt gestuurd met de computer.

Nu gaan we de snelheid van de circulateur instellen. In een normale situatie stuurt de circulateur warm water door nagenoeg alle radiatoren. Bij ons systeem, waarbij we bepaalde kleppen sluiten is de circulateur overgedimensioneerd. Het water stroomt zo snel door bepaalde leidingen dat er storende suisgeluiden ontstaan.

Regeling van het circulateurvermogen

Vermogensregeling door een condensator of een weerstand.

Het vermogen van de circulateur kan op verschillende manieren ingesteld worden. De meest voor de hand liggende is een fase-aansnijding te gebruiken (dimmer). Motoren houden echter niet van fase aansnijding (en de buren nog minder!). Een continu-regeling van het motorvermogen is ook niet nodig: een drietal stappen is voldoende. We beperken het vermogen door een weerstand in serie te plaatsen. Een gewone weerstand veroorzaakt echter verliezen (de weerstand stookt gemakkelijk 30 watt). Gebruikt men een condensator, dan bekomt men eenzelfde effekt, zonder de verliezen.

We gebruiken bijvoorbeeld 2 condensatorwaarden: 1.5µF en 2.2µF. Als we beide waarden in parallel zetten bekomen we 3.7µF, dus 3 vermogenswaarden. Het maximaal vermogen (dus zonder condensatoren in serie) zal waarschijnlijk niet nodig zijn. Gebruik startcondensatoren voor motoren (geschikt voor 400V∼); deze kunnen de belasting aan. Op het laagste vermogen moet er minstens 70V∼ over de motor staan (anders start de circulateur niet). Indien het circulatievermogen in de laagste stand nog te hoog is, dan kan eventueel gepulseerd worden (30 seconden aan, 30 seconden uit). In de laagste stand is het voldoende dat al het warm water van de boiler naar de radiateurs is getransporteerd in 10 minuten. In de laagste stand is er nauwelijks warmtevraag, en een snellere stroming is gewoon energieverlies.

Ferroresonantie

Samen met de induktie van de motor vormt de condensator een afgestemde kring die de spanning kan opslingeren indien de netfrekwentie overeenkomt met de oscillatiefrekwentie van de kring. Ferroresonantie heet het verschijnsel. Naargelang de gebruikte motor is de kring afgestemd op de netfrekwentie bij een condensatorwaarde van 5 à 10µF. Het is noodzakelijk dat er een spanningsmeting uitgevoerd wordt met alle condensatorwaarden: 1.5µF, 2.2µF en 3.7µF. Bij ferroresonantie heb je ten gevolge van de oscillatie een spanning van een 300-tal volt of meer over de circulateur!

Waarom het circulateurvermogen regelen?

Een circulatiepomp verbruikt gemiddeld 75W (gezinswoning), per uur is dat drie keer zoveel als een koelkast. Als we het vermogen van de circulateur kunnen verminderen, dan doen we een grote besparing op de electriciteitsfaktuur. Lees meer over de circulateur.

Regelsystemen

1 - Circulateurvermogen bepalen via de keteltemperatuur

Het eenvoudigste systeem is het motorvermogen in te stellen aan de hand van de keteltemperatuur. Hoe meer warmte nodig is, hoe warmer de boiler moet worden, en hoe snel de circulateur zal draaien om de warmte naar de radiatoren te verspreiden.

Ketel temperatuur	Circulateur vermogen	Spanning over de circulateur
30 - 40°C	laag (50% duty cycle)	70V∼
40 - 50°C	gemiddeld	70V∼
50 - 60°C	hoog	110V∼
> 60°C	maximaal	160V∼

Dit is een eenvoudig systeem dat heel goed werkt, maar heeft als nadeel dat het geen rekening houd met specifieke kenmerken van de verwarmde ruimtes. Het is bijvoorbeeld mogelijk dat een kamer een ondergedimensioneerde radiator heeft, waardoor je het water meer moet verwarmen. Het systeem weet slechts indirect hoeveel ruimtes er verwarmd moeten worden. Het is echter ideaal als er een aantal relatief identieke ruimtes verwarmd moet worden.

2 - Circulateurvermogen bepalen door een tweede warmtevraag

Men kan ook werken met een aparte warmtevraag. Zoals men de warmtevraag bepaald heeft voor de brander, bepaalt men een warmtevraag voor de circulateur. In mijn geval heb ik een radiateur in de slaapkamer die ondergedimensioneerd is (zodat de warmtevraag voor de slaapkamer dubbel moet tellen voor de brander), en er zit maar één radiator in de slaapkamer, zodat de warmtevraag maar voor de helft moet tellen voor de circulateur.

Dit systeem werkt goed en heeft als voordeel sneller te reageren dan de andere systemen, maar het berekenen van een tweede warmtevraag maakt de algoritme complexer.

Indien je met meerdere circulateurs werkt, moet het circulateurvermogen bepaald worden door de warmtevraag van ieder deel (dat uit één of meerdere zones bestaat).

3 - Circulateurvermogen bepalen via de keteltemperatuur, met ruimtecompensatie

Bij dit systeem gaan we het vermogen van de circulateur bepalen gebaseerd op de keteltemperatuur, maar er wordt een compensatie ingevoerd naargelang de ruimtes die verwarmd moeten worden.

Iedere ruimte krijgt een percentage, dat we in een eerste fase evengroot kiezen als de grootte van de ruimte. Een ruime living zal bijvoorbeeld 50% krijgen, de grote slaapkamer 30% en de kinderslaapkamer 20%. We reduceren de temperatuur naargelang de ruimtes die verwarmd moeten worden. Voorbeeld: we veronderstellen dat er enkel een warmtevraag is in de grote slaapkamer (30% oppervlakte) en de keteltemperatuur bedraagt 55°C, dus 25° boven de startwaarde van 30° (zie tabel op vorige pagina). We bekomen een gecorrigeerde (ketel)temperatuur van 37.5°C, zodat de circulateur op zijn laagste vermogen zal werken.

In de praktijk zal de circulateur altijd op zijn laagste vermogen werken bij kleine ruimtes, ongeacht de keteltemperatuur. Op zich is dit een pluspunt: kleine ruimtes hebben kleinere radiatoren die sneller opwarmen, zodat het zinloos is dat de circulateur snel draait.

Dit systeem is de beste, maar de regellus is vrij lang (warmtevraag --> keteltemperatuur --> circulateurvermogen) zodat er risico op oscillatie mogelijk is. Het systeem 2 (met de aparte warmtevraag) heeft een strakkere regellus zodat oscillaties niet zullen optreden.

Rekening houden met de werkingssnelheid van de kleppen

De electrisch gestuurde kleppen hebben tijd nodig om te reageren (gemiddeld 5 minuten om open te gaan, 1'30" om zich te sluiten). De logica voor het sturen van de circulateur moet daarmee rekening houden, en doen alsof er geen warmtevraag is in de betreffende ruimte zolang de klep niet open is.

In week IV gaan we eindelijk de kleppen sturen.

Publicités - Reklame