Steuerung für eine Zentrale Lüftungsanlage (KWL Kontrollierte Wohnraumlüftung)

[SvenJust]

Hallo Ivan,

ich habe diesen Schlauch, Innendurchmesser 4mm: https://www.amazon.de/gp/product/B005JYLABK/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o03_s00?ie=UTF8&psc=1, den gibt es auch in 10m Länge für 3,68 Euro: https://www.amazon.de/Kentop-Aquariumschlauch-Luftschlauch-Transparent-Silikonschlauch/dp/B07DWRLB53/ref=pd_sbs_86_2/261-6199753-8611013?_encoding=UTF8

VG Sven

[schreter]

Hi Sven,

ich habe diesen Schlauch, Innendurchmesser 4mm: https://www.amazon.de/gp/product/B005JYLABK/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o03_s00?ie=UTF8&psc=1, den gibt es auch in 10m Länge für 3,68 Euro: https://www.amazon.de/Kentop-Aquariumschlauch-Luftschlauch-Transparent-Silikonschlauch/dp/B07DWRLB53/ref=pd_sbs_86_2/261-6199753-8611013?_encoding=UTF8

Bist du sicher? Ich habe den Schlauch bestellt (den ersten), das ist allerdings ein superhartes PVC Schlauch (also Fehlkauf). Der zweite hatte Lieferzeit Mitte Februar (oder 30 EUR Versand) daher habe ich schliesslich das hier bestellt: https://www.amazon.de/gp/product/B00FVVB57U/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o00_s00?ie=UTF8&psc=1 (allerdings sind nur 3m gekommen, obwohl 5m bestellt). Dieser ist gut - nicht zu weich, aber weich genug um damit arbeiten zu können.

In der Tat haben sich die Werte drastisch verbessert. Ich messe jetzt allerdings etwas widersprüchliche Werte. Meine Anlage läuft relativ langsam, da ich nicht so viel umbauten Raum habe. Hier sind die ca.-Werte, die ich gemessen habe:

• Zuluft: 890rpm: 9,5Pa, 1300rpm: 16Pa, 1730rpm: 25Pa
• Abluft: 930rpm: 12,5Pa, 1350rpm: 23,5Pa, 1780rpm: 36Pa

Wie man sieht, sind die Abluftwerte bei fast gleichen rpm ca. 30-50% höher. An Sensor liegt es nicht, ich habe Sensoren falsch rum angeschlossen und die Werte sind gleich (also Zu- und Abluftwerte ausgetauscht).

Ich habe irgendwo wohl ein Ungleichgewicht zwischen Zuluft und Abluft. Wenn ich die Klappen an Abluftschläuchen drossele, dann gehen die gemessene Werte nach unten (aber nicht so weit, wie beim Zuluft, z.B., ich schaffe es von 23,5Pa auf ca. 20Pa zu reduzieren, wenn ich zwei der vier Abluftklappen schliesse). Bei Zuluft habe ich 6 Kanäle, also eigentlich weniger Widerstand. Anderseits ist da noch Schalldämmer, das könnte es erklären.

Also, wenn ich es richtig deute, ist die jetzige Kalibrierung eigentlich falsch und ich habe Unterdruck im Haus. Wenn wir nach dem Druck kalibrieren, sollte eine druckneutrale Kalibrierung möglich sein. Richtig?

Wenn ich eine polynominale Trendlinie zweiten Grades den Messungen unterstelle, sollte ich 50Pa bei 2600rpm Zuluft und 2200rpm Abluft erreichen. Ich habe es allerdings noch nicht ausprobiert. Denkst du, es ist plausible?

Wenn ich die Doku von Pluggit richtig deute, entsprechen die 50 Pa einem Volumenstrom von 200m3 und die Regelung erfolgt linear. Die Ergebnisse (rpm vs. Pa) sind aber nicht linear, aber fast. Ich frage mich, wie ich die Kalibrierung implementieren sollte. Meinst du, es reicht die Kalibrierung bei 50 Pa zu fahren und dann einfach rpm linear auf den gewünschten Luftstrom anpassen? Der quadratische Teil ist relativ klein. Desweiteren, die Kalibrierung kann ich nur mit relativ hohen Drehzahlen fahren, da die Messergebnisse der Drucksensoren zeitlich ziemlich schwanken (ca. 2 Pa), was bei kleinen Drehzahlen wohl nicht stabil genug wird.

Andere Alternative wäre noch drei verschiedene Druckmesspunkte bei höheren Drehzahlen und dann basierend darauf den Polynom zweiten grades abzuleiten, um die Regelung zu machen.

Da es mehrere Anlagetypen gibt, sollte wohl noch Kalibrierungsdruck (50 Pa) sowie dazu entsprechendes Luftstrom (200m3) konfigurierbar sein.

Was meinst du?

Entschuldige wenn die Fragen etwas naiv sind, aber ich bin ja Softwareexperte, kein HW- oder Lüftungsexperte .

Danke & Gruss,

Ivan

[SvenJust]

Hallo Ivan,

Hier sind die ca.-Werte, die ich gemessen habe:

• Zuluft: 890rpm: 9,5Pa, 1300rpm: 16Pa, 1730rpm: 25Pa
• Abluft: 930rpm: 12,5Pa, 1350rpm: 23,5Pa, 1780rpm: 36Pa

Wie man sieht, sind die Abluftwerte bei fast gleichen rpm ca. 30-50% höher. An Sensor liegt es nicht, ich habe Sensoren falsch rum angeschlossen und die Werte sind gleich (also Zu- und Abluftwerte ausgetauscht).

Ich habe irgendwo wohl ein Ungleichgewicht zwischen Zuluft und Abluft. Wenn ich die Klappen an Abluftschläuchen drossele, dann gehen die gemessene Werte nach unten (aber nicht so weit, wie beim Zuluft, z.B., ich schaffe es von 23,5Pa auf ca. 20Pa zu reduzieren, wenn ich zwei der vier Abluftklappen schliesse). Bei Zuluft habe ich 6 Kanäle, also eigentlich weniger Widerstand. Anderseits ist da noch Schalldämmer, das könnte es erklären.

Das Ungleichgewicht ist wohl üblich, bei mir wird ein "Differenzdruckgleichgewicht" auch nur mit unterschiedlichen Drehzahlen erreicht. Pluggit macht ja aus diesem Grund den Druckabgleich. Bei anderen Anlagen (z.B. Helios , siehe http://www.kwleasyplan.de/cm/docs/Plamo_einzelseiten/helios_kwl_plahbuch_0312_s14-15.pdf) werden bei der Inberiebnahme "von Hand" die Einstellungen gemacht. Die Länge der Luftkanäle könnte auch unterschiedlich sein. Die Filter könnten auch einen unterschiedlichen Widerstand (Verschmutzung, Filterklasse) aufweisen. Ich verwende in der Zuluft einen F7 Filter und in der Abluft einen G4 Filter. Zusätzlich ist in der Zuluft ein Kohlefilter für die Geruchsfilterung installiert.

Also, wenn ich es richtig deute, ist die jetzige Kalibrierung eigentlich falsch und ich habe Unterdruck im Haus. Wenn wir nach dem Druck kalibrieren, sollte eine druckneutrale Kalibrierung möglich sein. Richtig?

Ja, es wird über die Lüftunganlage weniger Luft zugeführt als abgeführt. Grundsätzlich ist dies in unseren Breiten (draußen kälter als drinnen) richtig, da durch die nicht vermeidbaren Leckstellen in der Gebäudehülle die Luft von Außen mit der geringeren Luftfeuchte nach Innen geführt wird und die Luftfeuchte nicht in der Gebäudehülle auskondensiert. Die Druckunterschied und damit die Luftmengendifferenz erscheinen mir allerdings zu hoch. Ich würde auf eine Differenz von 10% einstellen, also die zugeführte Luftmenge 10% geringer als die abgeführte Luftmenge.

Wenn ich eine polynominale Trendlinie zweiten Grades den Messungen unterstelle, sollte ich 50Pa bei 2600rpm Zuluft und 2200rpm Abluft erreichen. Ich habe es allerdings noch nicht ausprobiert. Denkst du, es ist plausible?

Ja.

Wenn ich die Doku von Pluggit richtig deute, entsprechen die 50 Pa einem Volumenstrom von 200m3 und die Regelung erfolgt linear. Die Ergebnisse (rpm vs. Pa) sind aber nicht linear, aber fast. Ich frage mich, wie ich die Kalibrierung implementieren sollte. Meinst du, es reicht die Kalibrierung bei 50 Pa zu fahren und dann einfach rpm linear auf den gewünschten Luftstrom anpassen? Der quadratische Teil ist relativ klein. Desweiteren, die Kalibrierung kann ich nur mit relativ hohen Drehzahlen fahren, da die Messergebnisse der Drucksensoren zeitlich ziemlich schwanken (ca. 2 Pa), was bei kleinen Drehzahlen wohl nicht stabil genug wird.

Andere Alternative wäre noch drei verschiedene Druckmesspunkte bei höheren Drehzahlen und dann basierend darauf den Polynom zweiten grades abzuleiten, um die Regelung zu machen.

Ich denke, eine lineare Berechnung ist ausreichend.

Da es mehrere Anlagetypen gibt, sollte wohl noch Kalibrierungsdruck (50 Pa) sowie dazu entsprechendes Luftstrom (200m3) konfigurierbar sein.

Gute Idee.

VG Sven

[Starsurfer]

Kurze Zwischenfrage an Sven, welcher Kohlefilter ist das, den du da verwendest?

Ansonsten habe ich wegen Unkenntnis nichts weiter beizutragen, melde aber mal Interesse an.

[SvenJust]

Kurze Zwischenfrage an Sven, welcher Kohlefilter ist das, den du da verwendest?

Ich habe eine externe Filterbox https://www.ebay.de/itm/Filterbox-Filterkasten-L%C3%BCftung-Luftfilterbox-Luftfilterkasten-LFB-FM/223026338505?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2057872.m2749.l2649 nach dem Lüftungsgerät installiert. Anstatt dem beiliegenden Filtermaterial habe eine Kohlefiltermatte passend zugeschnitten. Den Kohlefilter wechsel ich jährlich.

Bei einem Anbieter für Filtermaterial habe ich einen interessanten Filter der Klasse F7 in Kombination mit einem Kohlefilter gefunden: https://sparhai24.de/Geraetefilter-fuer-kontrollierte-Wohnraumlueftungen/Pluggit/Pluggti-Avent-P300N/Pluggit-Avent-P300-N-Ersatzfilter-F7-Aktivkohle.html Ich habe allerdings keinerlei Erfahrung mit dem Filter. Der Filter ist recht teuer, dafür ist kein Umbau der Verrohrung notwendig.

[Starsurfer]

Ok Danke.
Eine zusätzliche Filterbox paßt bei mir leider nicht mehr zwischen
Der andere sieht Interessant aus, finde ich aber ein bißchen teuer.

[flex2000]

Hi Sven,


habe heute das ganze mal zusammen gelötet und Software aufgespielt. Fährt soweit hoch und zeigt mir die 4 Temperatursensoren an. Den Rest habe ich noch nicht angeschlossen. Ich scheine aber irgendwie zu dumm zu sein den Touchscreen in Betrieb zu bekommen. Ich schaffe es zwar den Bildschirmschoner nach paar mal tippen wegzubekommen aber das Kalibrierungsmenue kommt selbst nicht nach 8 Sekunden und Einstellungen kann ich auch nicht drücken. Bzgl der UserConfig.h scheint es auch nicht zu klappen. Habe die im gleichen Ordner erstellt und z.b.  CONFIGURE(NetworkIPAddress, 192, 168, 177, 215) eingetragen. gezogen wird aber die IP-Adresse nicht. Über einen kleinen Tipp würde ich mich sehr freuen.

Danke

[flex2000]

Ok, das mit den IP Konfigs habe ich jetzt hinbekommen... nur das mit dem Bildschirm.. will nicht . Jemand eine Ahnung ob ich hier noch etwas anpassen muss..

[schreter]

Hi flex2000,

Ok, das mit den IP Konfigs habe ich jetzt hinbekommen... nur das mit dem Bildschirm.. will nicht . Jemand eine Ahnung ob ich hier noch etwas anpassen muss..

Es gibt verschiedene Sketches, die es automatisch detekieren. Bei mir habe ich mit Defaultconfig den "alten" TFT, bei meinem "neuen" TFT zum Entwicklung musste ich es in UserConfig.h wie folgt umkonfigurieren:

Code Auswählen Erweitern

CONFIGURE(YP, A3)
CONFIGURE(XM, A2)
CONFIGURE(YM, 9)
CONFIGURE(XP, 8)

Du kannst damit probieren, vielleicht ist es dasselbe Controller. Ansonsten, mit TouchScreen_Calibr_native von MCUFRIEND_kbv Beispiel kannst du dir die Konfiguration "erraten" lassen.

Gruss,

Ivan

[flex2000]

Hi Ivan,

Danke für deine Antwort. Ja das war ein Problem .. bei der TFTOrientation = 3, hier musste ich noch 0 eintrage.

[flex2000]

Hallo zusammen, bin bis jetzt begeistert... funktioniert super.
Noch eine kleine Frage...wenn ich jetzt noch eine -lüftungsstufe habe will einfach so abändern?


  static constexpr unsigned StandardModeCnt = 5;
  /// Solldrehzahlen in Relation zur Standardlüftungsstufe.
  static constexpr double StandardKwlModeFactor[MAX_FAN_MODE_CNT] = {0, 0.7, 1, 1.3, 2};

Danke schon einmal für die Antwort

[SvenJust]

Hallo!

Noch eine kleine Frage...wenn ich jetzt noch eine -lüftungsstufe habe will einfach so abändern?

Code Auswählen Erweitern


  static constexpr unsigned StandardModeCnt = 5;
  /// Solldrehzahlen in Relation zur Standardlüftungsstufe.
  static constexpr double StandardKwlModeFactor[MAX_FAN_MODE_CNT] = {0, 0.7, 1, 1.3, 2};


Ja, ist korrekt. Eventuell nach die Standardstufe beim Anschalten anpassen.

Code Auswählen Erweitern

  /// Standardlüftungsstufe beim Anschalten.
  static constexpr int StandardKwlMode = 2;


VG Sven

[flex2000]

Danke

[schreter]

Hi Sven & *,

nur FYI, ich habe jetzt endlich die Entwicklung von Kalibrierung basiert auf den Drucksensoren weiter aufgenommen. In https://github.com/schreter/room-ventilation-system/tree/develop ist der Entwicklungsstand (noch keine Kalibrierung, nur die Einstellungen via TFT und MQTT). In nächsten Wochen plane ich die Kalibrierung umzubauen.

Mein Plan ist die Kalibrierung generell zu fixen, da wir auch in RPM-basierter Kalibrierung gewisse Ungenauigkeiten haben. Die Kalibrierung sollte dann in etwa so ablaufen:

• PID Regler genau dann zu bedienen, wenn eine echte neue RPM bzw. Druckmessung reinkommt. Stand Heute werden Werte wiederholt, was zu verfälschten Ergebnissen führt und die Kalibrierung unnötig in die Länge zieht. Dazu muss ich FanRPM etwas ausweiten (es hat auch ein Problem mit niedrigen Drehzahlen, da die Werte über 32 Messungen gemittelt werden, ich werde es wohl auf die letzten 2 Sekunden begrenzen).
• Druckmodus: zuerst die 50Pa kalibrieren, dann zwei weitere Punkte (vielleicht 20Pa und 35Pa?) und eine Kurve 2-ten Grades davon ableiten. Dann einfach basierend auf dieser Kurve die Punkte für verschiedene Drucke berechnen.
• RPM Modus: entweder ähnlich wie heute, zuerst die höchste Stufe kalibrieren, dann die niedrigeren, oder wie oben, z.B. 75%, 50% und 25% der Nenndrehzahlen kalibrieren und dann eine Kurve 2-ten Grades davon ableiten.

Was meinst du?

Ich überlege auch weitere MQTT-basierte Debugmessages einzuführen, um die PWM-Werte und sonstige Informationen zu lesen und zu schreiben.

BTW, mit https://github.com/schreter/room-ventilation-system/commit/5f72908d836f1abec8858a47e102ebc1b34304f5 habe ich PlatformIO (https://platformio.org) Config hinzugefügt. Damit kann man komfortabel das Projekt bauen (alle Libs werden automatisch installiert) und aufs Arduino brennen, sowie sich die Configs für verschiedene IDEs erstellen lassen. Das ist echt ein nettes und mächtiges Tool...

Danke & Gruss,

Ivan

[SvenJust]

Hallo Ivan!

... ich habe jetzt endlich die Entwicklung von Kalibrierung basiert auf den Drucksensoren weiter aufgenommen.

Top, freut mich.

In https://github.com/schreter/room-ventilation-system/tree/develop ist der Entwicklungsstand (noch keine Kalibrierung, nur die Einstellungen via TFT und MQTT). In nächsten Wochen plane ich die Kalibrierung umzubauen.

Schaue ich mir heute Abend an...

PID Regler genau dann zu bedienen, wenn eine echte neue RPM bzw. Druckmessung reinkommt. Stand Heute werden Werte wiederholt, was zu verfälschten Ergebnissen führt und die Kalibrierung unnötig in die Länge zieht. Dazu muss ich FanRPM etwas ausweiten (es hat auch ein Problem mit niedrigen Drehzahlen, da die Werte über 32 Messungen gemittelt werden, ich werde es wohl auf die letzten 2 Sekunden begrenzen).[/li][/list]

Die Korrektur bzw. Bugfixing ist gut. Wenn der Kalibrierungsvorgang beschleunigt wird, sind eventuell die Parameter der PID-Regler anzupassen, dies wird aber ein realer Test sehr schnell zeigen.

• Druckmodus: zuerst die 50Pa kalibrieren, dann zwei weitere Punkte (vielleicht 20Pa und 35Pa?) und eine Kurve 2-ten Grades davon ableiten. Dann einfach basierend auf dieser Kurve die Punkte für verschiedene Drucke berechnen.
• RPM Modus: entweder ähnlich wie heute, zuerst die höchste Stufe kalibrieren, dann die niedrigeren, oder wie oben, z.B. 75%, 50% und 25% der Nenndrehzahlen kalibrieren und dann eine Kurve 2-ten Grades davon ableiten.

Das Vorgehen hört sich für mich passend an. Die Kalibrierung bei 50Pa kommt aus dem Handbuch von Pluggit, ob weitere Punkte in der Praxis eine bessere Kurve ergeben als die lineare Näherung, vermag ich aktuell nicht zu beurteilen. Die von Pluggit veröffentlichten Messkurven zeigen einen "relativ" linearen Zusammenhang zwischen Druckverlust und Volumenstrom, https://www.pluggit.com/fileserver/files/1200/916523936398844/low_res_bia_ap300_450_deutsc_02.09.2015.pdf, Seite 27

Ich überlege auch weitere MQTT-basierte Debugmessages einzuführen, um die PWM-Werte und sonstige Informationen zu lesen und zu schreiben.

Auf jeden Fall sinnvoll.

BTW, mit https://github.com/schreter/room-ventilation-system/commit/5f72908d836f1abec8858a47e102ebc1b34304f5 habe ich PlatformIO (https://platformio.org) Config hinzugefügt. Damit kann man komfortabel das Projekt bauen (alle Libs werden automatisch installiert) und aufs Arduino brennen, sowie sich die Configs für verschiedene IDEs erstellen lassen. Das ist echt ein nettes und mächtiges Tool...

Ich habe mir PlatformIO gerade mal unter Windows installiert und die passende Version vom Projekt abgerufen. Das Bauen der Libs ist wirklich einfach und gut. Ich sehe mir dies heute Abend auf meinem Entwicklungsrechner unter Ubuntu an. Ich komme ins Grübeln, ob wir nicht auf PlatformIO schwenken sollten...

Bei der eingecheckten Version vom Sourcecode bekomme ich beim Kompilieren einen Fehler:

Code Auswählen Erweitern


git checkout 5f72908d83
cd room-ventilation-system
platformio run


Code Auswählen Erweitern


Sourcecode\KWLctl\TFT.cpp: In member function 'virtual void ScreenMain::update()':
Sourcecode\KWLctl\TFT.cpp:1771:67: error: 'class AdditionalSensors' has no member named 'getDP1'
       update_dp(XX, XY + 10 + HEIGHT_NUMBER_FIELD + 4, dp1_, addt.getDP1());
                                                                   ^
Sourcecode\KWLctl\TFT.cpp:1772:85: error: 'class AdditionalSensors' has no member named 'getDP2'
       update_dp(XX, XY + 125 - HEIGHT_NUMBER_FIELD - BASELINE_SMALL - 4, dp2_, addt.getDP2());
                                                                                     ^
Archiving .pio\build\megaatmega2560\libe8c\libAdafruit Unified Sensor_ID31.a
*** [.pio\build\megaatmega2560\src\TFT.cpp.o] Error 1


Beim Setzen von

Code Auswählen Erweitern

#define DEBUG in UserConfig.h kompiliert der Code.


Viele Grüße
Sven