Notstromversorgung für Heizung

Notstromversorgung für den Holzvergaser

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Wozu eine Notstromversorgung?

Leider ist die Versorgungslage auf dem Land nicht das was man sich  im Jahre 2016 wünscht. Die letzten Jahre gab es mindestens 6 von mir selbst registrierte Stromausfälle und bei dreien lief der Holzvergaser, was zu ziemlichen Problemen führt, denn ein Holzvergaser ohne Strom läuft halt nicht einfach weiter und im Inneren brennen fröhlich die großen Holzscheite. Was passiert, wenn der Strom weg ist? Der HV macht alle Klappen zu – dazu ist eine kleine Batterie eingebaut (wenn sie denn funktioniert) – und versucht den Brand abzuwürgen, was ohne Luftzufuhr dann passiert. So einfach lässt sich jedoch der Brand nicht ersticken und ein HV kann auch nicht alles hermetisch abriegeln, so dass sicher ein Schwelbrand entstehen wird (selbst erlebt). Wenn der Ofen bei vollem Brand ausgeht, gibt das einen sehr langen Schwelbrand und das Holz verwandelt sich in dicken klebrigen Teer, der sich überall im Holzraum (obere Kammer) absetzen wird. Dadurch wird alles zugeschmiert und festgeklebt. Wie lange so etwas dauert hängt von der Holzmenge ab. Wenn man den Ofen zwischendurch aufmacht, kann es zu einer Rauchgasexplosion kommen, da nun mit einem Schlag Sauerstoff zur Verfügung steht. Die Flammen kommen dann natürlich aus der Tür. Das alles muss nicht sein, ist aber schon mehrfach vorgekommen. Flammenrückschläge bei Holzvergasern sind ja keine Seltenheit. Wenn der Ofen zu heiß wird – was sicher zu erwarten ist – kommt die thermische Sicherung und wird durch die Wasserversorgung den Ofen herunterkühlen, so lange es notwendig wird.

Die Notstromversorgung soll ein Stehenbleiben des HVS verhindern, so dass er in Ruhe das komplette Holz abbrennen kann und notfalls auch die Heizung noch einen Tag lang weiter laufen lässt. Dies hängt einzig von der Dimensionierung ab.

 

Anforderungen an die Notstromversorgung

Die Versorgung muss folgende Parameter aufweisen:

  • echte Sinuswelle der Spannung
  • Netzspannungsvorrangschaltung
  • kurzsfristige Umschaltung bei Netzausfall
  • Abbrand über mehrere Stunden aufrecht erhalten
  • weiterhin die Heizung lauffähig halten für einen Tag (oder nach Wunsch)
  • keine Gasentstehung bei den Akkus
  • möglichst wartungsfrei
  • Ladung per Kennlinie IUoU inkl. Temperaturüberwachung

 

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HVS25 läuft nicht ohne Strom

 

Warum diese Vorausetzungen? Eine Sinuswelle der Versorgung ist notwendig, damit die komplexen elektronischen Steuerungen und einige Pumpen fehlerfrei laufen. Nur annähernde Sinuswellen verursachen Störungen und Abstürze der Elektronik. Netzvorrangschaltung heißt, dass die Versorgung bei bestehender Netzspannung auch aus dem Netz erfolgt und nicht über die Akkus, die sonst schnell verschleißen würden. Die kurzfristige Umschaltung ist notwendig, damit die Elektronik nichts „merkt“. Die Umschaltung sollte „USV-gerecht“ sein, also auch für Computer einsetzbar (kleiner 10ms). Die Akkus sollten nicht gasen, da sonst explosive Mischungen entstehen, die in einer Heizungsanlage nicht gewollt sind. Dies wird durch die Ladung und die Art der Akkus sichergestellt. Es sollten AGM-Akkus eingesetzt werden, welche nicht randvoll geladen werden um ein Gasen sicher zu vermeiden. Der Lader sollte die Akkutemperatur überwachen, da sich diese in einem Heizraum stark ändert und die Ladung entsprechend angepasst werden muss.

 

Dimensionierung der Notstromversorgung

Um auszurechnen, wie groß die Anlage dimensioniert werden muss und wie lange die Anlage dann läuft, braucht  man die Verbraucherleistungen.
Meine Anlage hat:

  • 63 W HVS25LC
  • 45 W Pumpe RLA (läuft meist auf 7 W)
  • 45 W Pumpe Heizkreis (läuft fast immer auf 7 W)
  • 4 W UVR Steuerung
  • 20 W Mischer, falls er denn mal regelt

 

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Macht zusammen ca. 177 W plus Verluste, also ca. 200 W.
Bei schlechtem cos phi sind das dann evtl. auch 300 bis 400 W.
Anlaufstrom der Pumpen kann kurzzeitig 3x so hoch sein.
Der Transverter der Notstromversorgung sollte also mindestens 600 Watt bringen, darin sind entsprechende Reserven enthalten. Kurzzeitig sollte er 1200 Watt zur Verfügung stellen, damit Anlaufströme verdaut werden.

Der Akku benötigt für 4 Stunden Abbrand mit max. 400 Watt, bei 75% Transverterwirkungsgrad also ca. 530 Watt Leistung mal 4 Stunden, also 2120 Wh. Bei 12 Volt fließen ca. 45 Ampere um 530 Watt zur Verfügung zu stellen. In der Realität werden aber nicht alle Teile der Anlage gleichzeitig ihren maximalen Strom abfordern, so dass nachgemessen um die 8 Ampere fließen. Trotzdem muss die Anlage den maximalen Strom liefern können.

 

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Winner 100AH AGM

 

In meinem Fall sollte der Akku sollte also ca. 100 Ah bei 12V haben, so dass er damit ca. 65 Prozent der berechneten Maximalleistung zur Verfügung stellen kann. Rein rechnerisch müsste ich einen 180-Ah-Akku nutzen und da nicht die gesamte Energie eines Akkus nutzbar ist, sogar ein 200er oder mehr. Die Realität zeigt dann aber doch andere Werte, so dass der 100-Ah-Akku beim Abbrand mit 8 A belastet wird und damit locker 8 Stunden Abbrand fahren könnte. Nach dem Abbrand läuft nur noch die Heizkreispumpe, ab und an mal der Mischer und die Steuerung. Das sind maximal 69 Watt Leistung, im Betrieb aber eher 15 Watt durchschnittlich. Mit einer Restkapazität von 30 Prozent des 100-Ah-Akkus, also ca. 30 Ah würde die Heizung noch ca. einen Tag weiter laufen. In der Realität sogar deutlich länger.

 

Elemente der Notstromversorgung

Folgendes wird benötigt:

  • Transverter 12V auf 230V, mindestens 600W mit NVS
  • Ladegerät 12V für Bleigel mit Kennlinienfunktion und Temperaturüberwachung
  • Akku Bleigel AGM mind. 100Ah
  • Kabel entsprechender Stärke (80A)
  • Sicherung 80A
  • Verlängerungskabel 230V je nach Örtlichkeit

 

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Fraron SWI600S12VCH mit Sicherungshalter und Sicherung 80A

 

Das Fraron SWI600S12VCH ist ein kombiniertes Gerät aus Transverter mit NVS und Ladegrät 20A mit Kennlinie und Temperaturüberwachung. Kostenpunkt ca. 400 Euro. Gibt es leider nicht mehr neu zu kaufen und das Nachfolgegerät hat keine echte Sinuswelle mehr! Also aufpassen beim Kauf. Es gibt aber vergleichbare Geräte auf dem Markt und die Kosten belaufen sich auf ca. 250 bis 400 Euro bei den Parametern. 10A Ladestrom reichen auch locker.

Als Akku kann man jede AGM-Batterie mit 100 Ah benutzen. Als Kabel habe ich ein Kupferkabel mit 22mm2 Querschnitt genutzt.

 

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hier alles zusammen verdrahtet und in Betrieb

 

Fazit

Anlage läuft und wird regelmäßig bei vollem Betrieb getestet. Bisher lief alles 3 Jahre zufriedenstellend. Wenn der Heizraum sehr warm ist (ca. 28 Grad), dann geht der Lüfter der Fraron mal an.

 

  2 comments for “Notstromversorgung für Heizung

  1. Dejan
    22. September 2017 at 12:59

    Hallo,

    Ich bin von dieser Lösung sehr beeindruckt.
    Ich habe dasselbe Problem, nur dass ich einen Pelletofen habe und ohne Strom geht da gar nichts. D.h. ich bräuchte eine stärkere Batterie (z.B. eine Solarbatterie 280Ah (100h) 230AH (20h) SHD Wohnmobil Solar Versorgungs Boots Batterie) und einen passenden Transverter (z.B Fraron Wechselrichter reiner Sinus 2200 Watt 12V mit FI-Schalter).
    In meinem Fall sollte der Akku mindestens 8 Stunden bei max. 1500W halten.
    Würde deiner Meinung nach, diese Batterie und dieser Transverter ausreichen? Was ich auch nicht weiß welche Kabeln und welche Sicherung ich dafür benötige?
    Danke im Voraus für deine Hilfe.

    Gruß,
    Dejan

    • vesab
      23. September 2017 at 10:21

      Moin, das kann ich dir leider nicht sagen. Du musst erst die Maximalströme messen, vor allem die Anlaufströme und dann berechnen, wie lange die Anlage laufen soll. Ohne kokrete Zahlen kannst du nur im Nebel stochern. Beschäftige dich mit den Grundlagen der Berechnung, sonst funktioniert das nachher nicht. cu Tom

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