Wenn in der kalten Jahreszeit die Sonnenenergie nicht ausreicht, sorgt ein Pelletsofen für den Energienachschub. Es handelt sich dabei um einen Twist 80/20 von Calimax mit 10 kW Heizleistung, von denen 80% in die Wassertaschen und damit in den Speicher abgeführt werden. Die restlichen 20% erwärmen direkt den Raum.

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mit freundlicher Genehmigung von www.calimax.com

Den Impuls zum Anspringen erhält der Ofen von der Solarstation, sobald die Speichertemperatur unter einen bestimmten (und frei wählbaren) Wert fällt. Die Zündung erfolgt automatisch, indem durch ein Keramikelement erhitzte Luft die Pellets entzündet. Der Ofen brennt dann, bis am Speicher ein voreingestellter Temperaturwert erreicht wird. Dann schaltet er sich ebenfalls automatisch wieder ab. Da der optimale Wirkungsgrad des Ofens bei einer Vorlauftemperatur im Bereich von 62° bis 65°C liegt, sollte man diesen oberen Temperaturwert nicht höher wählen.

Der Anschluss des Ofens an den Speicher ist recht einfach, da er bereits eine Pumpe und die Rücklaufvorwärmung komplett enthält. Im Betrieb wird man, je nach Laufzeit, etwa einmal in der Woche den Aschenkasten leeren und die Brennertasse von Rückständen reinigen. In der warmen Jahreszeit sollte man den Ofen einmal jährlich komplett reinigen und die Heizungszüge vollständig von der isolierenden Asche befreien.

Der Ofen selbst enthält einen Vorratsbehälter, der rund 40 kg Pellets fasst. Da das Nachfüllen aus Sackware immer eine gewisse Staubbelästigung mit sich bringt und weil offene Pellets aus dem Silozug billiger sind, wurde ein Vorratsraum im Kniestock über dem Ofen eingebaut, aus welchem die Pellets über HT-Rohre in den Ofen rieseln können.

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Zuerst wird die Förderschnecke mittig im Raum ausgerichtet und befestigt. 

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Auf dem oberen Bild ist das Lager noch im Baustadium, rechts unter der Latte versteckt, der Antriebsmotor für die Förderschnecke.

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Aufgrund seiner Lage im Kniestock hat der Lagerraum eine etwas eigentümliche Querschnittsfläche erhalten. An der Stirnseite sind die Befüllrohre zu erkennen: Durch das rechte längere Rohr werden die Pellets eingeblasen und durch das linke Rohr die Luft und der Staub wieder abgesaugt.

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Die Pellets rieseln durch ein HT-Rohr durch die Decke und den darunterliegenden Raum zum Ofen. Das Rohr selbst verschwindet hinter einem Einbauschrank.

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Hier endet das Rohr im Vorratsbehälter im Ofen. An dessen Rückand sind die Pelletskonturen bei minimaler und maximaler Befüllung angezeichnet. Daran orientierend wurden die Löcher für den Einbau der Sensoren gebohrt. Der untere Sensor ist bereits eingebaut. Die Sensoren sind nötig, da der Twist 80/20 keine Steuerung zum automatischen Nachfüllen der Pellets besitzt.

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Beide Sensoren auf der Rückseite des Ofens.  Beide LEDs leuchten, der Behälter ist also voll gefüllt. Neben den Dioden ist jeweils die kleine Einstellschraube erkennbar, an welcher die Empfindlichkeit der Sensoren eingestellt werden kann. Verwendet wurden kapazitive Sensoren CA18CLN12PA der Firma Carlo Gavazzi.

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Hier das zugehörige Schaltbild:

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Das Nachfüllen selbst wird über ein programmierbares Steuerrelais von Klockner/Möller bzw. EATON durchgeführt. Verwendet wurde das abgebildete "easy"-Relais 719-DA-RC. Prinzipiell hätte auch eine kleinere Variante ausgereicht, aber dieses konnte gerade günstig ersteigert werden ;-). Genau diese Steuerrelais werden unter mehreren Firmennamen vertrieben, so beispielsweise auch von der FirmaRockwell unter der Bezeichnung Pico Controllers. Von allen Firmen gibt es dazu eine Programmier- und Simulationssoftware für den PC, diejenige von Rockwell ermöglicht dabei auch noch den Transfer des erstellten Programms auf das Steuerrelais. Dazu braucht man allerdings noch ein spezielles Transferkabel.

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mit freundlicher Genehmigung von www.moeller.net

Die Programmierung dieser Steuerrelais ist "etwas anders" als von Programmiersprachen gewöhnt und man kann sich glücklich schätzen, wenn man jemand kennt, der sowas kann ;-)  Das "Programm" sieht folgendermaßen aus:

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Die beiden Sensoren sind an die digitalen Eingänge 1 und 2 des Steurrelais angeschlossen. Sobald beide Sensoren "leer" melden, wird die Förderschnecke solange in Gang gesetzt, bis beide Sensoren "voll" melden. Für den Fall, dass der obere Sensor ausfällt, ist auch noch eine Zeitbegrenzung für die Förderung eingebaut, die ein Überfüllen des Ofens und daraus folgend ein Verstopfen des HT-Rohres verhindert.

Da unter dem Pelletsraum das Schlafzimmer liegt und dort das Poltern der Schnecke und das Rieseln der Pellets durch das harte HT-Rohr deutlich zu vernehmen sind, wurde zudem noch eine Nachtabschaltung programmiert: Um 22 Uhr wird der Behälter im Ofen nochmals komplett gefüllt und dann ist bis morgens um 8 Uhr Förderpause.

Über den dritten digitalen Eingang kann der Fördervorgang manuell initiiert werden.

Wer sich näher für das Programm interessiert, für den gibts hier die zugehörige pdf-Dokumentation.

Die funktionierende automatische Pelletsnachfüllung bietet nun den von der Ölheizung gewohnten Komfort und man kann dann auch in der kalten Jahreszeit einige Tage verreisen. 

Leider stellte sich nach etwa zweijähriger problemloser Betriebszeit heraus, dass die Neigung des HT-Rohres doch nicht steil genug ist: Durch das ständige Reiseln der Pellets war die Rohrinnenwand leicht angerauht worden, so dass das unvermeidlich enthaltene Sägemehl nicht mehr abrutschte und den Schwung der Pellets hemmte. Mehrmals kam es zu Staus und es war eine üble und langwierige Arbeit, das schräge Fallrohr immer wieder von den Pellets zu befreien. So beschlossen wir, die Konstruktion derart zu ändern, dass das Fallroh deutlich steiler abgestellt werden konnte.

Um dies zu erreichen mussten die Pellets jedoch zuerst noch einen guten Meter horizontal transportiert werden. Hierfür war ein Fördersystem aus einer Federstahlschnecke und einem eigenen Antriebsmotor nötig, das wir von der Firma STE-Fördertechnik bezogen haben. Der Horizontaltransport findet im obersten Fach des Kleiderschranks an dessen Rückseite statt.

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Deutlich wird hier, um wieviel der Fallwinkel steiler geworden ist. Zusammen mit einer veränderten Rohrführung durch die Wand hin zum Ofen kommt es nun zu keinen Staus mehr und die Pellets prasseln mit deutlich mehr Energie in den Vorratsbehälter des Ofens. Da die Förderleistung der horizontalen Förderschnecke deutlich geringer ist als diejenige der Entnahmeschnecke, mussten wir einen Sensor in das Fallrohr zwischen beiden Schnecken installieren, der bei entsprechendem Füllgrad die Entnahmeschnecke für eine Minute abschaltet, bis der Stau abtransportiert ist.

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Um völlig sicher zu gehen, haben wir dem Fallrohr kurz vor der Krümmung durch die Wand einen weiteren Sensor spendiert, der das gesamte System sofort abschaltet, falls sich dort doch nochmals ein Stau ergeben sollte:

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Dies bedeutete nun aber, dass wir auch die Steuerung umprogrammieren mussten. Nachdem Daniel inzwischen ein versierter LOGO-Programmierer geworden ist, sind wir umgestiegen und haben uns ein Siemens LOGO 12/24RC Modul besorgt:

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Dieses Modul hat in etwa dieselben Eigenschaften und Schnittstellen wie das oben dargestellte Eaton-Modul, ist aber in der Programmierung etwas "übersichtlicher". Schließlich musste noch die Verkabelung angepasst werden:

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Inzwischen steht uns wieder ein reibungslos funktionierendes System zur Verfügung!

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