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Nibe S1255-6 PC - Spreizung messen mit PT1000 Sensoren

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  •  mampfgnom
  •   Bronze-Award
24.5.2023 - 16.2.2024
73 Antworten | 16 Autoren 73
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Hallo,

ausgehend von diesem Thread 

https://www.energiesparhaus.at/forum-nibe-s1255-6-pc-validierung-waermemengenzaehler/70892_1

und konkret Berhans Empfehlung

https://www.energiesparhaus.at/forum-nibe-s1255-6-pc-validierung-waermemengenzaehler/70892_2#712074

Habe ich mir die letzten Wochen/Monate ein kleines Setup zum Messen der VL VL [Vorlauf]/RL Temperaturen mit Hilfe von PT1000 Sensoren vorbereitet. Hintergrund ist, dass ich den Wärmemengen meiner Nibe nicht vertraue. Es könnte sein, dass die verbauten Sensoren mit ihrer Genauigkeit von +/- 0.3K bei meinen geringen Spreizungen die berechnete Heizleistung zu stark verfälschen. Aus diesem Grund möchte ich gerne vermeintlich genauerer Sensoren verbauen und auswerten.

Diesen Versuch möchte ich hier gerne vorstellen und euch an meinen Erfahrungen teil haben lassen. Für mich ist das ganze Thema komplettes Neuland. Wenn also jemand mit Erfahrung in Messtechnik gute Anregungen / Verbesserungsvorschläge hat, kann er diese hier gerne einbringen.

Sensoren

Ich habe mir Sensoren bei 

https://www.sensorshop24.de/rohranlegefuehler-mit-edelstahlhuelse

bestellt. Bei der Genauigkeitsklasse habe ich 1/10 DIN gewählt. Das Metallplättchen des Sensors soll ein besseres Anlegen am Rohr ermöglichen. Wärmeleitpaste habe ich auch mit bestellt.

Frage: In welchem Bereich des Sensors befindet sich der eigentliche Messwiderstand? Ist das nur vorne bei dem Plättchen oder in der ganzen Hülse?


2023/20230524227114.png

Wäre es in der ganzen Hülse, hätte ich Sorge, dass die Wärme vom Rohr richtig in den Widerstand übergeht.

Verstärker

Als Verstärker kommen die 

https://learn.adafruit.com/adafruit-max31865-rtd-pt100-amplifier/overview

zum Einsatz. Bei den müssen noch die Steckerleisten und Klemmen angelötet werden (das habe ich zuletzt in der Schule gemacht^^) und je nach Anzahl der Leiter im PT1000 Sensor, Brücken gelötet werden. Da ich so wenig wie möglich löten wollte, habe ich mich für 4-Leiter Sensoren entschieden ^^

Auswertung

Die Verstärker sitzen bei mir auf einem Breadboard (kein Löten emoji ) und sind mit einem 

AZDelivery NodeMCU Amica Modul V2 ESP8266 ESP-12F WiFi 

verbunden. Das ist ein sehr kleiner ESP mit WiFi Funktion für nur 7€ !!! Die Anleitung für die Auswertung der Sensoren gibt es hier

https://learn.adafruit.com/adafruit-max31865-rtd-pt100-amplifier/arduino-code

Das Beispiel dort ist für einen Sensor, lässt sich aber relativ schnell auf 2 Sensoren erweitern. Ich bin selber das erste mal mit der Arduino Welt in Berührung gekommen. Das ganze geht aber sehr intuitiv und hat mich vielleicht 2h für die Einrichtung gekostet.

Auf dem ESP läuft ebenfalls ein MQTT Client, mit dem ich die Temperaturen an den MQTT Server auf meinen Pi schicke. Abschließend greife ich diese Sensoren in HomeAssistant über MQTT ab.

Zusammenbau

In echt sieht das dann so aus.


2023/20230524517648.jpg

Der ESP kriegt seinen Strom über ein USB Kabel. Aktuell hängt das noch am Laptop, aber später kommt das in die Steckdose neben der WPWP [Wärmepumpe].

Kalibrierung

Bevor ich die Sensoren an der WPWP [Wärmepumpe] appliziere, möchte ich sie kallibrieren / kennenlernen. Dazu habe ich sie in ein Wasserbad (ca 55°C) gehalten und über paar Stunden beobachtet. Für mich ist dabei interessant, ob die Sensoren die gleichen Temperaturen anzeigen, oder ob es einen Offset gibt. Diesen würde ich später rausrechnen. Hier der zugehörige Aufbau


2023/20230524939834.jpg

2023/20230524909574.jpg

und die Ergebnisse in HA


2023/20230524815439.jpg

2023/20230524526226.jpg

Für mich erfreulich bewegen sich die Abweichungen in einem niedrigen Bereich. Wenn man sich die gemittelte Kurve der Spreizung denkt, könnte das was leicht nichtlineares sein. Ich werde es die Tage mal noch als Spreizung über Temperatur plotten, das sollte mir dann Einblick in den Offset geben.

Weiteres Vorgehen

Hier seid ihr gefragt. Habt ihr Ideen was ich noch untersuchen sollte? Was sollte ich später beim Einbau in der WPWP [Wärmepumpe] beachten? Mir macht aktuell noch eine saubere Wärmeübertragung von Rohr auf Sensor Sorgen. Lasst uns hier gemeinsam schauen, was wir rausfinden können. Ich werde gerne Ideen einsammeln und einarbeiten. Ich kann aber keinen zeitlichen Rahmen versprechen, weil ich momentan selber kaum zu was komme.

von lewurm

  •  mampfgnom
  •   Bronze-Award
15.2.2024  (#61)
Noch mal ein Blick auf die logarithmische Darstellung:


_aktuell/20240215606898.png


_aktuell/20240215485817.png

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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  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
15.2.2024  (#62)
find das ziemlich merkwürdig, dass dein BF1 Wert unter ca. 3l/min irgendwie natürlicher/realistischer verläuft, und deine super genauen Messwerte sich dort hingegen 1L/min annähern?!
Wie kann denn das sein? 🤔

Außerdem find ich es sehr mehrwürdig, dass deine Messreihen ergeben, dass der interne BF1 bei kleinen Durchsätzen "zu wenig" anzeigt.
Ich hab das genaue Gegenteil gemessen. Bei mir zeigt BF1 unter 3-4L/min immer etwas zu optimistisch zu viel Durchsatz an.

Und es würd auch keinen Sinn machen, wenn BF1 in die andere Richtung lügen würde, das würde bedeuten, dass meine WPWP [Wärmepumpe] im Winter mit kalter Sole immer effektiver laufen würde, was ja physikalisch nicht möglich ist

ich glaub da ist irgendwo ein Knoten drin?! 🤔

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  •  mampfgnom
  •   Bronze-Award
15.2.2024  (#63)

zitat..
Pedaaa schrieb: find das ziemlich merkwürdig, dass dein BF1 Wert unter ca. 3l/min irgendwie natürlicher/realistischer verläuft, und deine super genauen Messwerte sich dort hingegen 1L/min annähern?!
Wie kann denn das sein?

Hmmm was genau gibt GP1 eigentlich an? Was verbirgt sich hinter dieser Prozentzahl? Wissen wir das?

Ich würde auch erwarten, dass die Kurve gegen Null gehen muss. Aber vielleicht gibt es irgendwelche Plateau-Effekte bei ganz niedrigen Spannungen in der Pumpe🤔 da kenne ich mich nicht aus. 
 

zitat..
Pedaaa schrieb: Außerdem find ich es sehr mehrwürdig, dass deine Messreihen ergeben, dass der interne BF1 bei kleinen Durchsätzen "zu wenig" anzeigt.
Ich hab das genaue Gegenteil gemessen. Bei mir zeigt BF1 unter 3-4L/min immer etwas zu optimistisch zu viel Durchsatz an.

Spekulation:
Bei der S1255-6 ist doch der WW WW [Warmwasser]-Kreis unabhängig vom Haus immer gleich. Hat Nibe vielleicht für BF1<5l/min ein Kennfeld hinterlegt? Oder vielleicht sogar für den kompletten Drehzahlbereich bei WW WW [Warmwasser]-Bereitung?


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  •  mampfgnom
  •   Bronze-Award
15.2.2024  (#64)

zitat..
Pedaaa schrieb: find das ziemlich merkwürdig, dass dein BF1 Wert unter ca. 3l/min irgendwie natürlicher/realistischer verläuft,

Noch mal dazu … der BF1 sagt bei GP1 1% einen Volumenstrom 0.5 l/min. Ist das realistisch bei 2kW Heizstab? Das wären 

2000/(4190/60*0.5) = 57.3K

Spreizung. Das kommt mir auch nicht plausibel vor.


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  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
15.2.2024  (#65)

zitat..
mampfgnom schrieb: Ich würde auch erwarten, dass die Kurve gegen Null gehen muss. Aber vielleicht gibt es irgendwelche Plateau-Effekte bei ganz niedrigen Spannungen in der Pumpe🤔 da kenne ich mich nicht aus. 

Stimmt... könnte wirklich sein, das es ein interes min. Limit der Pumpe bei ~1L/min gibt?! In so tiefe Bereiche bin ich nie gekommen. Bei mir liegen auch im WW WW [Warmwasser]-Kreis bei 1% GP1 immer noch so 1,5-1,8L/min an. Bis da runter gehts jedenfalls aber noch stetig.


zitat..
mampfgnom schrieb: Hat Nibe vielleicht für BF1<5l/min ein Kennfeld hinterlegt? Oder vielleicht sogar für den kompletten Drehzahlbereich bei WW WW [Warmwasser]-Bereitung?

Würde durchaus Sinn machen.
Aber im Heizkreis zeigt sich ja ein ähnliches Bild  oder?




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  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
15.2.2024  (#66)

zitat..
mampfgnom schrieb: Spreizung. Das kommt mir auch nicht plausibel vor.

naja... 0,5L/min ist aber auch wirklich GARNICHTS

Fürs Gefühl:
schenk dir mal ein Krügerl ein, und brauch 60Sekunden dafür !!  😉

Und dann einen fetten 2kW Heizstab dran halten...

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  •  mampfgnom
  •   Bronze-Award
15.2.2024  (#67)

zitat..
Pedaaa schrieb: Aber im Heizkreis zeigt sich ja ein ähnliches Bild  oder?

Im Heizkreis habe ich außer bei 48% noch nichts angeschaut. Ich weiß noch nicht wie sich dort der Heizstab mit der Heizkurve zusammen verhält bzw ich weiß nicht wie ich konstant 4kW abrufen kann. 


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  •  lewurm
  •   Bronze-Award
15.2.2024  (#68)

zitat..
mampfgnom schrieb: der BF1 sagt bei GP1 1% einen Volumenstrom 0.5 l/min.

ich tracke BF1 in m3/h, da hab ich beim WW WW [Warmwasser] machen und GP1 1% genau 0,100 m3/h (= 1,67 l/min).  Schaut jetzt nicht "natürlich" aus...

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  •  mampfgnom
  •   Bronze-Award
16.2.2024  (#69)
Mit einem extra Durchflussmessgerät? Du hast aber auch eine S1155 mit anderem Widerstand beim WW WW [Warmwasser]

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  •  lewurm
  •   Bronze-Award
16.2.2024  (#70)

zitat..
mampfgnom schrieb:

Mit einem extra Durchflussmessgerät? Du hast aber auch eine S1155 mit anderem Widerstand beim WW WW [Warmwasser].

nein, eh die Werte was ich vom BF1 über Modbus bekomme.  Und stimmt S1255 vs. S1155, an das hab ich nicht gedacht.


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  •  mampfgnom
  •   Bronze-Award
16.2.2024  (#71)
Es läuft gerade eine WWB. Ich schaue mir die berechnete Hekzleistung an


_aktuell/202402162576.png

blau … PT1000 und selbst ermittelte BF1 Kurve
lila … PT1000 und BF1 von Nibe

bei ca 8:00 schaltet der Verdichter von 70Hz auf 50Hz. Warum sollte die Heizleistung anschließend steigen, wie es der Nibe BF1 vorgibt? Da scheint mir die blaue Kurve plausibler. 

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  •  Pedaaa
  •   Gold-Award
16.2.2024  (#72)
ja schaut plausibler aus.
Hast auch VL VL [Vorlauf]/RL Kurven dazu?

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  •  mampfgnom
  •   Bronze-Award
16.2.2024  (#73)
Bitte schön


_aktuell/20240216740707.png

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