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Hallöle, es ist Zeit für ein Update. Vorweg … Ich schreibe am Handy und bitte um Verständnis für Tippfehler. Also wir waren bei den neuen Messstellen und den Rohranlegefühlern aus Messing stehen geblieben. Diese kamen mittlerweile an. Bestellt habe ich sie bei https://www.sensorshop24.de/rohranlegefuehler-mit-messinghuelse Wie zuvor habe ich die Gebauigkeitsklasse 1/10 DIN gewählt. Für die Auswertung kommen die Adafruit MAX31865 zum Einsatz. Vorsicht da gibt es Varianten für PT100 und PT1000 ! Das ganze wird auf einem Breadboard mit Steckerkabeln verbunden und an ein NodeMCU Amica v2 angeschlossen https://www.amazon.de/dp/B06Y1LZLLY/?ie=UTF8&tag=wwwenergiespa-21 Das sieht dann am Ende so aus (Achtung Triggerwarnung für Elektrotechniker 😝):  Der Nachfrage von @uhim weiter vorne folgend, habe ich mir diesmal ESPHome angeschaut. Dafür gibt es einen Baustein für den MAX31865 Verstärker und die Temperaturen werden sehr komfortabel in HomeAssistant als Sensor integriert. Danke für die Anregung. Von dem Drama der Einrichtung und dem Raten des Pin-Outs erzähle ich lieber nicht 😇 Die 4 Sensoren habe ich dann auch angeschlossen und erst mal paar Tage im Büro liegen lassen, um deren Langzeitverhalten zu beobachten. Erfreulicherweise gab es keine Verbindungsverluste und die Sensoren zeigen gleiche Werte bis auf 0,02K an. Leider hat einer der Sensoren eine Macke und liefert nach 6-12h nur noch Schrott. Der Händler hat mir nach meiner Reklamation von sich aus sofort einen neuen Sensor losgeschickt und auf den warte ich aktuell noch. |
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Ich splitte mal, weil das Forum und mein Handy bei längeren Beiträgen gerne unterschiedlicher Meinung sind. Jedenfalls war gestern der Tag der Applikation gekommen. Zuvor noch ein Wort zur Wärmeleitpaste: Die normalen Silikon basierten Pasten haben wohl eine realistische Wärmeleitfähigkeit von 4 W/mK. Die Cracks beim PC-Tuning nutzen Flüssigmetall basierte Pasten die so 70-80 W/mK schaffen. Allerdings sind die Dinger elektrisch leitend (hier eher kein Problem), teuer und reagieren wohl mit gewissen Legierungen. Darauf hatte ich keine Lust. Es gibt aber auch noch Wärmeleitpads. Diese findet man sowohl Silikonbasiert (maue Wärmeleitfähigkeit) oder ganz cool Grafen basiert: https://www.amazon.de/dp/B07PHLJYWK/?ie=UTF8&tag=wwwenergiespa-21 Dieses Pad ist sehr dünn, hat eine Wärmeleitfähigkeit von 60 W/mK und kann theoretisch wiederverwendet werden. Der Hersteller vertreibt die typischen Sockelgrösen von CPUs also habe ich mir ein 38x38 Pad bestellt und es in vier Teile geschnitten. So sieht es in echt aus:   |
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Die eigentliche Applikation: Die Sensoren haben eine größere Krümmung als die Rohre:  Das ist aber nicht schlimm, weil sich die Messingplättche leicht biegen lassen und sich beim Festziehen der Kabelbinder ans Rohr anlegen. Tricky ist es, das Wärmeleitpad in Position zu halten. Das Pad will ständig vom Rohr und/oder vom Sensor rutschen. Deswegen immer mit einer Hand alles anpressen und mit der anderen Hand den vorbereiteten Kabelbinder anziehen.    Beim zweiten Sensor sieht man schön das Pad zwischen Sensor und Rohr. Anschließen wird alles eingepackt und der WW WW [Warmwasser]-Tank etwas nachgedämmt (Leute mit ästhetischen Ansprüchen an Dämmung bitte schnell weiter scrollen):    Der vierte Sensor kommt an den RL RL [Rücklauf] des Heizkreises. Die Stelle ist aber außerhalb des Gehäuses und das hole ich nach sobald der neue Sensor eintrifft. Im Gegensatz zu den Sensoren im Kühlaggregat ließ es sich hier echt gut arbeiten. Man kommt gut ran und hat keine Probleme mit der Kabelführung.
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Messung: Ich kann noch nicht alles messen, weil der neue Sensor fehlt. Außerdem muss ich dann noch die ganzen Auswertungen in HomeAssistant einrichten. Aber zwei was will ich schon mal zeigen:  Das war eine WWB heute morgen. VLW ist Vorlauf Warmwasser, RLW= RL Warmwasser, VLH= VL Heizung. Die anderen beiden Werte sind BT12 und BT3 der Nibe. Die PT1000 und die Nibe Sensoren sind fast identisch 😱 während der WWB. Beim RL RL [Rücklauf] sieht man leichte Unterschiede. Da scheint der BT3 minimal gedämpft gegenüber dem PT1000. Auf jedenfall sieht das schon mal plausibel aus. Alle anderen Schlussfolgerungen ziehe ich später. Auch interessant ist der VLH. Der sitzt ja "links" vom 3-Wegeventil und kriegt trotzdem Wärme ab. Da ist die gute Wärmeleitung von Kupfer mal unerwünscht.  Hier das Bild nach der WWB. VLH und BT12 passen schön zusammen. Und schaut mal was der VL VL [Vorlauf] des bisherigen PT1000 (lila) macht. Der kühlt noch ab und zeigt zu niedrige Werte an. So, das ist der aktuelle Stand. Ich kann jetzt schon mal die WWB auswerten und habe da bissel was vor. Wenn der neue Sensor kommt geht es an den Heizbetrieb. Bisher sieht alles ganz gut aus und ich bin optimistisch. |
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Danke für das Update und schön dass Du an diesem Forschungsprojekt dran bleibst. Wie weit sitzen eigenltich BT2/BT3 entfernt von deinen Sensoren, könnte sich dadurch die leichte Verschiebung ergeben (wenn ich das richtig im Screenshot sehe)? Wie sind BT2/BT3 eigentlich angebracht? Aber prinzipell überrascht es mich dass die NTC und PT1000 1/10 DIN Werte so knapp beieinander sind. Ich hab ja auch so einen PT1000 1/10 DIN Sensor in Verwendung, aber im Graben liegen ( https://www.energiesparhaus.at/forum-tb-oder-rgk-wieso-nicht-beides-doku-ueber-lewurms-erdquelle/72579_2#768332 ) und hab mich schon gefragt wie sehr dieser von BT10/BT11 abschweift. Deshalb bin ich schon sehr gespannt auf deine Ergebnisse, und ggf. werd ich mir dann auch noch zwei Sensoren besorgen, auch wenns nicht wirklich was bringt 😄 |
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Die nächste WWB zeigt das gleiche Bild  BT2 ist sehr nahe bei VLW und VLH. Km Bild wird aber BT12 dargestellt. Der ist unten im Kühlaggregat genauso wie BT3. Lass es bei BT2 1m sein und bei BT3 1,5m. Wie wertest du eigentlich deinen PT1000 aus? Welchen Verstärker nutzt du? |
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Seeed XIAO ESP32C3 + MAX31865 + Tasmota. Gibt keinen guten Grund warum ich Tasmota statt ESPHome benutze, ausser "weil ma des immer scho so gmacht ham" 😉   |
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Diese Woche kam der Ersatzsensor. Ein 24h Test an der Luft zeigte keine auffälligen Werte. Also ging es heute ans Rohr:    Das Anbringen ging diesmal besser von der Hand und der Sensor mit dünner Messinghülse macht einen guten Eindruck, was den Kontakt zum Rohr betrifft. Man kann das Plättchen von Hand schon andrücken. Den Rest übernimmt der Kabelbinder. Kleine Lücken werden von dem GrafenPad überbrückt. Ich habe mir in HA schnell eine Logik gebaut, die abhängig vom WW WW [Warmwasser]-Status zwischen den Sensoren im Heizkreis und im WW WW [Warmwasser]-Kreis umschaltet. Hier der erste Eindruck ganz frisch:  esp2 sind die neuen Sensoren. Wie schon beim WW WW [Warmwasser]-Kreis passen die Werte echt gut mit BT12. Beim Rücklauf zeigt sich eine kleine Abweichung. Die alten PT1000 liegen generell tiefer, was auf eine schlechte Wärmeübertragung deutet. Für den COP bedeutet das  Im Heizbetrieb arbeitet die WP WP [Wärmepumpe] ca 0,5 schlechter als von den Nibe Sensoren ermittelt. Die Zähler für Arbeitszahlen sind eingerichtet. In den nächsten Tagen sammle ich Daten und kann dann weitere Vergleiche vorstellen. Wenn mal viel Sonne scheint, will ich auch noch mal den Heizstab aktivieren und den Volumenstrom abgleichen. |
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Wäre es möglich, dass du auch einen Chart zeigst wo du die Differenz von Nibe vs. deiner Sensoren darstellst. Ist glaube ich leichter um die tatsächlichen Unterschiede zur erkennen :). |
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super. Und wenn du fertig bist, nennen wir das den ersten "gültigen" Feld-AZ Messwert einer Nibe 1255. Das wird dann der Referenzpunkt 😃 |
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So zum Beispiel? Heizen  Warmwasser  |
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Ggfs ergeben sich auch Tips wie man an der WP WP [Wärmepumpe] bestehende Sensoren besser positionieren bzw. anbringen kann. Auf jeden Fall super interessant 👍🏻 |
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Ne, sorry, ich meinte eig. so 😅 wp_vorlauf_kondensator - esp2_vl wp_rücklauf - esp_rl |
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Es gibt Updates. Ich konnte den Ersatzsensor (VL Heizung) nicht mit den anderen Sensoren zusammen kalibirieren. Deswegen habe ich heute 15 min lang die HUP auf 100% gestellt und VLH und RLH beobachtet:  Bei 33,8 l/min sind die Unterschiede <0,1K, im Mittel wohl so 0,05K. Das sollte also keine allzu große Verfälschung geben. Außerdem bin ich heute in den Betriebsmodus "nur Heizstab" gewechselt und habe Warmwasser bereitet. Ich habe den Heizstab auf 2 kW gedrosselt und die Drehzahl der HUP alle 5 min um 1% erhöht. Unter der Annahme, dass die PT1000 Sensoren die Spreizung hinreichend genau erfassen, kann ich mir so den Volumenstrom rückrechnen:  Die lila Kurve rechne ich bisher aus der Spreizung und dem BF1 der WP WP [Wärmepumpe] aus. In dem Diagramm ist der Verlauf von GP1 = 1% (links) bis GP1=21% (rechts) dargestellt. Vor allem bei den ganz niedrigen Drehzahlen wird der Volumenstrom scheinbar deutlich zu niedrig von der WP WP [Wärmepumpe] geschätzt. Ansonten liegen die Kurven gar nicht so weit auseinander. Im Diagramm komm ich zu folgender Auswertung:  Blau ... Werte der Wärmepumpe Orange ... Werte aus Stromzähler und Spreizung der PT1000 Sensoren ermittelt Grün ... PT1000 Werte händisch vom Rauschen befreit aka Excel-Engineering Die grüne Kurve werde ich mir jetzt hinterlegen und für meine Auswertungen bei WWB und GP1 < 21% verwenden. Dann kann ich mal schauen, welche AZ bei Schleichladungen möglich sind. Heute Nacht hatte ich nämlich aus Versehen WW WW [Warmwasser] nur mit 20 Hz im AutoModus bereitet.  Leider lag die zugehörige AZ bei 2.29, weil GP1 über weite Strecken mit 1% lief und der Volumenstrom offensichtlich unterschätzt wurde. Noch eine Messreihe:  Das war ebenfalls im Heizstabbetrieb im Anschluss an die WWB, also im Heizbetrieb. Ich fahre manuell die HUP mit 48% was einen BF1 von 17,5 l/min ergibt. Die resultierende Heizleistung liegt aber deutlich über der Stromaufnahme. Ich gehe mal davon aus, dass die SPreizung der PT1000 gut passt. Also muss doch der Volumenstrommesser Murks messen oder übersehe ich was? Ich könnte natürlich ähnlich wie bei der WWB eine Kalibrierung mit dem Heizstab durchführen, aber es kann doch nicht sein, dass bei mir alle Sensoren der Nibe ungenau messen ?! Bis ich das nicht geklärt habe, will ich auch erst mal keine Arbeitszahlen posten. Es bleibt also spannend. |
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ganz komm ich jetzt nicht mit. Hast du die el. Leistung des Heizstabes gemessen und mit der PT1000 Spreizung auf den Durchfluss zurückgerechnet?! Das wäre ja denke ich der genaueste Rückschluss |
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ja ich habe bei der WW WW [Warmwasser]-Bereitung die elektrische Leistung mit der PT1000 Spreizung zum Durchfluss umgerechnet --> orange farbene Linie in dem Excel Diagramm. Die grüne Linie ist das gleiche bloß ohne Zacken. Die blaue Linie ist der BF1 der WP WP [Wärmepumpe]. Das alles während der WWB. Danach habe ich die WP WP [Wärmepumpe] im Heizbetrieb laufen lassen (immer noch mit Heizstab). Wenn ich hier elektrische Leistung und Heizleistung (PT1000 Spreizung und BF1 der WP WP [Wärmepumpe]) vergleiche, gibt es einen deutlichen Unterschied (letztes Diagramm). |
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Dieser BF1 check ist wirklich toll, danke 😃 Der Sensor sagt "sdm_total_system_power". Sind das jetzt alle drei Phasen zusammen oder wirklich der Heizstab separat? Für AZ berechnen ist sicher ersteres besser geeignet, aber für das "BF1 rückrechnen" wäre die reine Heizstab Leistung besser? |
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Du hast Recht. Der Heizstab läuft bei 2kW nur auf L3. Die 40W von L1 machen bei 2 kW Gesamtleistung aber nichts aus. Das wäre ein Unterschied in der zweiten Nachkommastelle.  Übrigens im unteren Diagramm sieht man, dass das Register für "WW aktiv" im Heizstabbetrieb nichts anzeigt. Da sieht man nur beim Status des Umschaltventils, dass WW WW [Warmwasser] bereitet wird. |
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Ich hab den Versuch (konstante Heizleistung, Pumpe von 5l/min auf 18l/min hochlaufen) bei mir jetzt mal mit den internen Sensoren nachgestellt. Bei mir bleibt meine über BF1 berechnete Heizleistung dabei ziemlich konstant. Wobei es bei hohem Durchfluss mit der geringen Spreizung schon ziemlich ungenau wird, aber ~30% Abweichung wie bei dir müssten trotzdem auffallen. Folgendes würde mir noch einfallen: Gleiche Pumpengeschwindigkeit mit unterschiedlichen fixen Heizleistungen testen und jeweils den Durchfluss aus den Temperaturen berechnen. --> errechneter Durchfluss gleich -> Fehler bei BF1 --> errechneter Durchfluss unterschiedlich -> Fehler bei der Temp Messung |
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das ist eine gute Idee. Bei Gelegenheit probiere ich es aus. Was ich mich noch frage ... wie sieht denn der Wirkungsgrad des Heizstabes aus? Also wieviel Prozent der elektrischen Leistung landen wirklich im Heizwasser? Bei meiner Heizstabkallibrierung unterstelle ich ja 100% Wirkungsgrad. Heute habe ich den Warmwasserversuch mit GP1 von 25-100% wiederholt. Diesmal habe ich mit 4kW geheizt, damit die Spreizung nicht zu klein wird bei den hohen Drehzahlen. 90-100% HUP habe ich nicht mehr geschafft, weil dann schon die Stoptemperatur der WWB erreicht war. Mit den letzten Werten zusammen erhalte ich nun folgende Kurve  Blau ist der BF1 der Nibe Grün ist rückgerechnet aus el. Leistung und Spreizung der PT1000 Sensoren Bei hohen Drehzahlen gehen die Kurven ganz schön auseinander. Für mich sieht es so aus, als ob die zweite Ableitung der grünen Kurve negativ wäre, während der BF1 der Nibe nahezu linear verläuft. Müsste ersteres nicht eher zutreffen, weil bei hohen Drehzahlen/Volumenströmen die Rohrreibung immer mehr wirkt? Was sagt ihr zu den Kurven? |
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Noch mal ein Blick auf die logarithmische Darstellung:   Ein Polynom dritten Grades lässt sich ganz gut fitten. Das könnte ich auf einfach für Drehzahlen >=3% verwenden und für 1% und 2% hinterlege ich die bestimmten Werte in Home Assistant. |
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