Forum: Haus & Smart Home Stufenlos regelbarer Heizstab für Brauchwassererwärmung für ca. 200 Euro?


von U. T. (u_t)


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Hallo,

ich möchte eine Heizpatrone in meinen Warmwasserboiler einschrauben, um 
dort überschüssigen Strom in Wärme zu verwandeln. Über den Sinn kann man 
sich sicher streiten, aber mir geht es hier nur darum die technische 
Umsetzung zu beleuchten.

Die am Markt erhältlichen Systeme sind mir schlicht zu teuer. Ein 
IO-Broker ist vorhanden, um die Steuerung zu übernehmen. Die 
Stromverbräuche und Überschüsse werden mit einem Shelly 3EM überwacht.

Meine Idee ist, eine handelsübliche Heizpatrone mit Thermostat zur 
Einstellung der Maximaltemperatur zu nehmen und diese über einen 
Leistungsregler, der sich mit 0-10V regeln lässt, in der Leistung zu 
begrenzen. Die 0-10V erzeuge ich mit einen mit Sonoff geflashten Wemos 
D1 mit PWM, an den ich einen PWM zu Spannung Converter hänge.

Meiner Meinung nach müsste es mit folgenden Modulen doch gehen:

- Heizpatrone (ca. 100 Euro)

- Leistungsregler PAC-2 UAL gibt es bei Reichelt (ca. 80 Euro)
  dazu noch ein 9V Netzteil und ein Kühlkörper (wie groß?)

- Wemos D1 mit Sonoff

- PWM zu Spannung Converter gibts bei ebay

Der IO-Broker weiß, was gerade an Überschuss da ist und regelt den 
Sonoff mit dem gewünschten PMW Wert, der PMW Converter wandelt es 
zwischen 0 und 10V um und der Regler begrenzt den Strom für die 
Heizpatrone.

Wenn die an der Patrone eingestellte Temperatur erreicht ist, stellt sie 
sich ab. Gegen Fehlfunktionen hat sie eine Thermosicherung.

Habe ich da Denkfehler eingebaut, oder lässt sich das so realisieren? 
Hat jemand Verbesserungsvorschläge, bzw. Hardwaretipps?

Laut Datenblatt wird ein Entstörfilter empfohlen. Macht das bei einer 
Heizpatrone Sinn?



Grüße,

Udo

von MaWin (Gast)


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U. T. schrieb:
> Meiner Meinung nach müsste es mit folgenden Modulen doch gehen:
>
> Heizpatrone (ca. 100 Euro)
>
> Leistungsregler PAC-2 UAL gibt es bei Reichelt (ca. 80 Euro)
> dazu noch ein 9V Netzteil und ein Kühlkörper (wie groß?)

Die Regelung von Heizungen über 300W per Phasenanschnitt ist nicht 
zulässig.

Und weil die zulässige Wellenpaktsteuerung vom Stromzähler nicht 
gemittelt wird, bleibt nur der Sinusdimmer und der kostet halt so viel 
Geld, dass sich der Unsinn nicht lohnt.

von nowin (Gast)


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Wie wärs denn mit 'Heizung aussen'

Die Heizpatronen sind doch alle Ohmsche Widerstände, 'Regeln' geht doch 
da nur über einen Stromregler wie er bei LED-Ketten benutzt wird 
(natürlich mit höherer Leistung). Eigentlich optimal wäre da doch eher 
direkt die Transistoren in die Patrone hineinzubauen (Gibt es sowas?)

Ich bin da eher am überlegen die Transistoren am Behälter aussen 
anzubrinden. Solange die Leistung eher gering ist, die Transistoren 
vielleicht nur 10° wärmer als das Wasser sein müssen, die Isolierung 
nicht verklebt ist (also für Montage der transistoren mal abnehmbar) 
Wäre das doch besser, die 35-70volt einzelner Module sollte direkt dran 
gehen.
Passende Gehäuse wählen, also keine TO3 sondern eher TO220 oder ähnlich 
(flach). Ob Mosfet oder bipolar sollte egal sein, man will ja Leistung 
im Transistor verbraten. Maximal 80°-90° am Transistor selbst sollte bei 
passender Wahl auch für >10 Jahre Lebensdauer gut sein.

Dürfte für 1kW max. Ladeleistung vielleicht so 50 Stück sein, mit 
Spannband am Tank fixiert. Ob Glimmerscheibe oder direkter Kontakt wäre 
noch zu überlegen, je nach Typ NPN/PNP und Massepotential.

ist halt nicht ab Werk, da eher mehr Handarbeit als bei der Heizpatrone 
und weniger Standardmaße.

von maja (Gast)


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Ich habe einen 4,5 kW Heizstab eingebaut. Dazu einen 
3-phasen-Thyristorsteller von A-senco mit 0-10V-Eingang. Den Steller in 
ein altes PC-Netzteil-Gehäuse mit Lüfter eingebaut.
Zuvor habe ich beim Hersteller des Wechselrichters gefragt, ob das ein 
Problem wäre.
Heizstab = 75€
Steller = 130€
Eine Software fragt einmal pro Sekunde das PV-System ab und steuert die 
Einspeiseleistung auf + 100 W herunter. Was unter einer Sekunde passiert 
ignoriere ich.
Funktioniert soweit prima, keine Probleme soweit.

von U. T. (u_t)


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MaWin schrieb:
> Und weil die zulässige Wellenpaktsteuerung vom Stromzähler nicht
> gemittelt wird, bleibt nur der Sinusdimmer

Danke für die Antwort. Lässt sich das für den Laien erklären?

von H. H. (Gast)


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U. T. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Und weil die zulässige Wellenpaktsteuerung vom Stromzähler nicht
>> gemittelt wird, bleibt nur der Sinusdimmer
>
> Danke für die Antwort. Lässt sich das für den Laien erklären?

Aber sicher doch, und sogar in ganz wenigen Worten: Du hattest eine 
Schnapsidee.

Übrigens bist du gefühlt der tausendste hier mit dieser Idee.

von A. B. (Gast)


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U. T. schrieb:
>> Und weil die zulässige Wellenpaktsteuerung vom Stromzähler nicht
>> gemittelt wird, bleibt nur der Sinusdimmer

Sagen wir 1kW-Heizstab, es sollen momentan 500W "verheizt" werden.
Dann heißt das 50% ein, 50% aus. Solange "ein" ist, werden 1kW 
verbraucht,
also 500W aus dem Netz, die fürstlich bezahlt werden wollen. Solange 
"aus" ist, wird nichts verbraucht, die überschüssigen 500W ... ja, 
wohin? Entweder ins Netz, da werden sie eventuell stiefmütterlich 
vergütet oder auch gar nicht, oder man lässt sie einfach verpuffen.

von Εrnst B. (ernst)


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A. B. schrieb:
> also 500W aus dem Netz, die fürstlich bezahlt werden wollen. Solange
> "aus" ist, wird nichts verbraucht, die überschüssigen 500W

jaja. Und wenn ich einen Kondensator ans Netz schalte, läuft 
gleichzeitig der Einspeise- und Bezugszähler in wahnsinniger 
Geschwindigkeit nach oben.
Moment. Als Privatkunde muss ich doch Blindleistung garnicht bezahlen?

=> Der Stromzähler mittelt über ein längeres Intervall, eine 
Pulspaketsteuerung, solange sie nicht allzu träge ist, passt schon.

U. T. schrieb:
> Stufenlos regelbarer Heizstab für Brauchwassererwärmung

Das Thema kommt hier gefühlt zweimal die Woche neu auf. Lies dich doch 
auch mal bei den anderen Threads durch:

Beitrag "Photovoltaik Überschuss - Regelung Heizstab Leistung Warmwasser"
Achim S. schrieb:
> die typische Saldierungszeit ist 1-2 s.
>
> Wenn die Pulspaketsteuerung für den Heizstab also Puls/Paus-Pakete von
> unter 1s-2s packt, dann zählt der Zähler die gemittelte Leistung

Beitrag "Leistung eines 2KW Heizstabes steuern"
Udo S. schrieb:
> Da meine Glaskugel jetzt sagt dass es sich wahrscheinlich um
> Eigenverbrauchsoptimierung einer Solaranlage handelt, musst du aufpassen
> dass du innerhalb des Saldierungsintervalls deines Zählers bleibst.
> Mit einer halben Sekunde dürftest du im sicheren Bereich sein, das wären
> immerhin 0-25 Vollwellen.


Beitrag "Heizstab mit Frequenzumrichter regelbar?"
Petr Z. schrieb:
> Bei dem Stromzähler von meinem Distributor ist die Integrationszeit
> 960ms, also 48 Vollperioden.

usw, usf...

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