Gute Freunde von uns hatten in ihrem Haus noch eine elektrische Zentralheizung. Diese funktionierte zwar einwandfrei, aber von den Betriebskosten her gesehen, war das natürlich in der heutigen Zeit untragbar. Ein Ersatz musste her. Nach vielen Überlegungen entschieden sie sich für eine Pelletheizung mit einem im Haus integrierten Pelletbunker. Eigentlich eine richtig tolle Idee und umweltschonender als eine Öl- oder Gasheizung auf jeden Fall!
Neue Pelletheizung
Die neue Pelletheizung wurde aufgebaut und war nun betriebsbereit. Es funktionierte alles wunderbar.
Doch irgendwann kamen die Probleme … Sobald der Bunker langsam leer wurde, rutschten die Pellets auf dem 45 ° geneigten Boden im Pelletbunker nicht mehr nach. Die Förderschnecke konnte somit keinen Nachschub mehr fördern. Irgendwann ist die etwa 3 m lange Förderschnecke dann leergelaufen und die Heizung hatte keinen Brennstoff mehr. Es wurde kalt.
Daraus entstanden aber noch zwei weitere Probleme. Zum Einen lässt die simple Steuerung der Heizung den Motor einfach so lange laufen, bis der kapazitive Näherungsschalter im Zwischenspeicher erkennt, dass dieser wieder voll ist. Kommt nichts nach, läuft der Motor also ewig. Und das, obwohl er nicht für einen Einschaltdauer von 100 % (=Dauerbetrieb) ausgelegt ist. Es kann also durchaus passieren, dass der Motor Schaden nimmt.
Zum Zweiten ist es ein riesiger Aufwand, die Förderschnecke wieder zu „befüllen“.
Die Pelletheizung wird durch den Konstruktionsfehler also unzuverlässig, was bei einer Zentralheizung natürlich sehr ärgerlich ist. Und je leerer der Bunker wird, desto häufiger trat das Problem auf. Dass das nervig ist, jeden Tag nach der Arbeit erstmal die Heizung wieder in Gang zu bringen, brauche ich wohl nicht zu erwähnen 😛
Die Lösung unserer Freunde war, einen Rüttler auf dem Schrägboden des Bunkers zu befestigen. Ein Rüttler erzeugt mittels eines Elektromotors und einer Unwuchtscheibe Vibrationen. Diese Vibrationen sorgen dafür, dass die Pellets auf dem Schrägboden besser nachrutschen. Den Rüttler dauerhaft aktiv zu lassen macht aus Lärmschutz- und Energiebilanzgründe keinen Sinn. Deshalb musste eine Steuerung her. An dieser Stelle kam ich dann wieder ins Spiel:
Anforderungen
Hier noch einmal zusammengefasst die Anforderungen:
- Ansteuern des Rüttlers, wenn die Heizung keine Pellets bekommt.
- Abschalten des Förderschneckenmotors, wenn auch mit Hilfe des Rüttlers nach einer gewissen Zeit keine Pellets gefördert werden.
Modifikation der Pelletheizung
Also kurz die Verdrahtung der Heizung studiert, denn der „Schaltplan“ in der Anleitung bezeichnet gerade mal, welche Kabel wohin gehören. Hier erkannte ich die Ansatzpunkte für meine Steuerung. Der Motor für die Förderschnecke wird über zwei Leiter versorgt. Es handelt sich um einen Standard-Wechselstrommotor 230 VAC. Über ein Koppelrelais kann ich hier erkennen, ob der Motor gerade läuft und die Heizung etwas fördern möchte. Ein zweites Relais sorgt dafür, dass ich den Motor im Notfall über die Steuerung abschalten kann.
Da es hier eben oft um 230 V geht und die Steuerung äußerst zuverlässig sein muss, entschied ich mich hier für eine Kleinsteuerung aus dem Industriebereich vom Hersteller Siemens. Dadurch ist es auch problemlos möglich, den Rüttler (ebenso 230 VAC) über ein weiteres Relais anzusteuern.
Der kleine zusätzliche Schaltkasten in dem sich die Steuerung, sowie die Relais und ein paar Klemmen befinden, war schnell zusammengebaut. Jetzt konnte ich mich an das Programm und die Dokumentation machen.
Programm
Das Programm bildet die folgende Szenarien ab:
- Die Heizung startet den Förderschneckenmotor, da keine Pellets mehr im Vorrat sind. Der Bunker ist aber noch ausreichend gefüllt. Die Heizung schaltet den Förderschneckenmotor vor der parametrierten Zeit wieder ab. Der Rüttler wird also nicht aktiv.
- Die Heizung startet den Förderschneckenmotor, da keine Pellets mehr im Vorrat sind. Der Bunker ist nicht mehr ausreichend gefüllt, dass die Pellets nachrutschen können. Die Heizung schaltet den Förderschneckenmotor ein. Allerdings schaltet sie den Motor nicht mehr ab, da keine Pellets mehr nachkommen. Der Rüttler wird nun aktiv und sorgt für das Nachrutschen der Pellets.
- Die Heizung startet den Förderschneckenmotor, da keine Pellets mehr im Vorrat sind. Der Bunker ist jedoch leer bzw. komplett verstopft. Die Heizung schaltet den Förderschneckenmotor ein. Allerdings schaltet sie den Motor nicht mehr ab, da keine Pellets mehr nachkommen. Der Rüttler wird nun aktiv, aber es kommen immer noch keine Pellets. Bei Erreichen der Maximallaufzeit schaltet die Steuerung daraufhin den Rüttler und den Förderschneckenmotor ab. Er lässt die Heizung sozusagen verhungern. Das dient allerdings dazu, die Motoren vor Überhitzung (aufgrund dessen, dass die Motoren nicht für Dauerbetrieb ausgelegt sind) zu schützen.
Fazit
Anfangs mussten wir natürlich die Zeiten noch etwas anpassen. Aber seit dem gab es keine Probleme mehr mit der Pelletheizung. Das Projekt war also insgesamt sehr erfolgreich!
