Konzept
Die vorgestellte Steuerung eignet sich für Solaranlagen mit einem Kollektor und einem Boiler. Die maximale Boilertemperatur ist einstellbar.
Ziel war es, eine billige, zuverlässige und einfach zu bedienende Solarsteuerung für Standardanlagen zur Warmwassererzeugung zu erhalten. Durch die geringe Verbrauchsleistung der Steuerung ist auch der Betrieb sehr kostengünstig. Durch Verwendung eines Halbleiterrelais (solid state relais) und Leuchtdioden ist die Schaltung praktisch verschleißfrei. Die Schaltleistung ist für normale Pumpen mehr als ausreichend.
Schaltungsbeschreibung
Tr, GL C1 und C2 bilden die Stromversorgung. Über R3, ZD1 und C4 wird eine Referenzspannung erzeugt, die über R5 und R4 nochmals geteilt als Bezugsspannung für die Temperaturfühlerschaltung dient. Die Temperaturfühler hängen in einer aus OP1, R6 und C5 bzw. OP2, R7 und C3 gebildeten Konstantstromquelle. Die Widerstände R8 und R9 sind zuständig für den Unterschied zwischen Kollektor- und Boilertemperatur, bei dem die Pumpe einzuschalten ist. Der Vergleich wird mit OP4 durchgeführt, wobei R12 und R13 die Schalthysteresis bestimmen. Die Begrenzung der maximalen Boilertemperatur wird an P1 eingestellt. R2 und R14 bringen den Einstellbereich auf einen geeigneten Wert. R10 un R11 bestimmen hier die Hysteresis. LED1 leuchtet, wenn der Kollektor nicht warm genug ist, um Energie in den Boiler zu liefern. Sonst leuchtet LED2. LED 3 zeigt an, dass die Pumpe tatsächlich aktiviert ist. Daher erlischt sie, wenn die maximale Boilertemperatur erreicht ist. R1 und R15 dienen als Vorwiderstände für die LED bzw. RL.
Test und Abgleich der Schaltung
Achtung! Bedenken Sie, dass an einigen Bauteilen die Netzspannung anliegt! Eine Berührung ist gefährlich!
Man verwendet entweder geeignete Widerstände an Stelle der Temperaturfühler (laut Datenblatt) oder gibt die Fühler in entsprechend warmes Wasser, um die Temperaturen beim Test zu simulieren. Es werden zwei Temperaturen benötigt: die maximale Boilertemperatur und mindestens 10 Grad Celsius mehr. Wenn beide Fühler auf der maximalen Boilertemperatur sind, muß die Schaltung im Ruhezustand sein. Es leuchtet LED1. Wird jetzt der Kollektorfühler auf die höhere Temperatur gebracht, so muss LED1 ausgehen und mindestens LED2 an. P1 so weit drehen, bis LED3 leuchtet. Dann langsam zurück, bis LED3 gerade ausgeht. Damit ist der Test und auch der Abgleich beendet!
Tipps
Sie können, wie im Schaltplan gezeigt, auch ein (oder zwei) Voltmeter zur Anzeige der Temperaturen verwenden. Der Spannungsbereich muss mit einem geeignetem Vorwiderstand angepasst werden.
Ein Hauptschalter in der Stromzufuhr ist empfehlenswert, um die Schaltung stromlos zu machen bzw. die Pumpe verlässlich auszuschalten.
Es ist sehr praktisch, wenn bei Wartungsarbeiten an der Solaranlage (z.B. Befüllung) die Pumpe manuell geschaltet werden kann. Das kann mit einem Schalter, der eine Überbrückung zwischen den Anschlüssen L1 und Pumpe herstellt, erreicht werden.