Notstromversorgung für Heizung

Notstromversorgung für den Holzvergaser und andere Heizungen

Letzte Aktualisierung 08.11.2022

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Meine Ausrüstung ist hier zu finden: Ausrüstungsliste mit Links

Hier das aktuelle Video zu diesem Blogbeitrag:

Weiter unten sind weitere Videos zu finden…

 

Wozu eine Notstromversorgung für die Heizung?

Leider ist die Versorgungslage auf dem Land nicht das was man sich  im Jahre 2016 wünscht (Nachtrag: in 2022 auch nicht besser). Die letzten Jahre gab es mindestens 6 (bis 2022 weitere 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. Leider fangen die Probleme dann erst an, da der Ofen innen eine dicke Teerschicht gebildet hat. Das Anfahren beim nächsten Mal kann zu einem Schornsteinbrand führen, wenn das ganze Teer zügig verbrennt.

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.

Natürlich lässt sich die Anlage auch für alle anderen Heizungen verwenden. Nur die Leistungswerte müssen angepasst werden.

 

Anforderungen an die Notstromversorgung

Die Versorgung muss folgende Parameter aufweisen:

  • echte Sinuswelle der Spannung
  • Netzspannungsvorrangschaltung (nur bei Holz- und Pelletöfen)
  • kurzsfristige Umschaltung bei Netzausfall (bei normalen Heizungen kann das auch händisch erfolgen)
  • 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 (sogenannte Rechteckwellen und Co.) 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 oder Liefepo4-Akkus eingesetzt werden, welche nicht randvoll geladen werden (bei AGM) 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. Kann der Heizraum unter Null Grad fallen (was schlecht wäre für das Wasser in den Anlagenteilen), muss die Lifepo4-Batterie für Minusgrade geeignet sein.

 

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 bei Blei-Gel (AGM) 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.

Bei Lifepo4-Akkus kann man 90 Prozent der Kapazität in die Berechnung einfließen lassen, bei Blei-Gel maximal 65 Prozent.

 

Elemente der Notstromversorgung

Folgendes wird benötigt:

  • Transverter 12V auf 230V, mindestens 600W mit NVS (schnelle Notstromumschaltung)
  • Ladegerät 12V für Bleigel mit Kennlinienfunktion und Temperaturüberwachung
  • Akku Bleigel AGM mind. 100Ah oder Lifepo4
  • 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 500 Euro bei den Parametern. 10A Ladestrom reichen auch locker.

Als Akku kann man jede AGM-Batterie mit 100 Ah benutzen (preiswert) oder einen Lifepo4-Akku, welcher länger hält.. Als Kabel habe ich für meinen Anwendungsfall ein Kupferkabel mit 22mm2 Querschnitt genutzt.

 

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hier alles zusammen verdrahtet und in Betrieb

 

Erdung

Diese Notstromversorgung ist ausgelegt auf ein unabhängiges Gerät. Man hat mit dieser Anlage ein unabhängiges TI-Netz aufgebaut, welches normalerweise nicht geerdet wird.

Wenn ich einen Holzvergaser oder eine Gastherme anschließe, kann eine Erdung sinnvoll sein. Aus dem IT-Netz wird dann z.B. ein TN-Netz (TN-S, TN-C, TN-C-S), durch entsprechende Maßnahmen, wie Verbinden von PE+N und zusätzlicher Erdung (PE) an den vorhandenen Erder. Dies sollte durch einen Elektriker vorab geprüft und dann auch ausgeführt werden, weil sonst Personenschäden entstehen können. Man sollte immer Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen RCD (Residual current protective device), also sogenannte Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter) vorsehen. Diese gibt es in verschiedenen Formen im Fachhandel zu kaufen.

 

Fazit

Anlage läuft und wird regelmäßig bei vollem Betrieb getestet. Bisher lief alles 6 Jahre zufriedenstellend. Wenn der Heizraum sehr warm ist (ca. 28 Grad), dann geht der Lüfter der Fraron mal an.

 

Videos für Notheizungen

Hier das 1. Video aus der Reihe Notheizung (online ab 6. August 2022):

 

Hier das Video für kleine Notstromaggregate:

 

22 Antworten

  1. Horst sagt:

    hi habe mal ne Frage und zwar habe ich leider nur einen 500 Watt wechselrichter von ective.
    die Angaben deiner Anlage entsprechen so ziemlich der gleichen wie bei mir (solarbayer 25lc, ladomat etc.)
    sind deine Berechnungen für die Größe des er knapp gehalten oder großzügig. komm ich mit 500watt hin?

    mfg

  2. Peter Böttrich sagt:

    Hallo Tom,
    auf der Suche nach entsprechenden Informationen bin ich auf Deine Seite gekommen und mir scheint, hier wird mit “Hand und Fuß” informiert.
    Ich möchte unsere Pelletheizung (Hargassner) auch bei Stromausfall weiter betreiben. Hierzu möchte ich eine USV-geeignete Powerstation von Anker, Typ 767, einsetzen (gerade erst im Verkauf). Der Anschluß soll über eine Steckdose vor dem Heizungs-Notausschalter erfolgen, so daß die Anlage bei Betätigung desselben tatsächlich stromfrei wird. Gibt es hierzu deinerseits noch Hinweise ? Wird durch die Positionierung der Powerstation (LiFePO4 Akku) im Heizungsraum die Gefahrenlast hinsichtlich der Feuerversicherung erhöht und wäre damit zu melden?
    Gruß, Peter

    • vesab sagt:

      Moin und danke, Ob deine Anlage mit der Powerstation läuft kann man aus der ferne nicht sagen. Zwecks Erdung solltest du mit deinem Elektriker reden. Grüße Tom

  3. Stefan sagt:

    Hallo Tom!
    Vielen Dank für Deinen informativen Bericht über Deine “Notstromversorgung für Heizung”. Das hat mich dazu inspiriert das endlich auch bei meinem Holzvergaser-Scheitholzkessel zu realisieren, bei dem es nochmal dringlicher war. Denn er steht in einem Gebiet ohne Anschluss an das öffentliche Trinkwassernetz, d.h. bei Stromausfall funktioniert eben auch die Kühlung durch Wasser nicht.
    Ich verwende im Gegensatz zu Dir kein Kombigerät, sondern Batterielader, Inverter, FI und Netzvorrangschaltung sind jeweils eigenständige Geräte.
    Leider kann ich hier kein Bild meines “Werks” einstellen …
    Grüße
    Stefan

  4. BOB sagt:

    Moin,
    wie ist der Wechselrichter geerdet ?

  5. H. Liebl sagt:

    Guten Morgen! Hier im Bayerischen Wald sind zwar Stromausfälle extrem selten geworden, seit der grossteil der Überlandleitungen unter die Erde gewandert sind, aber doch nicht ganz ausgeschlossen. Ich hab das Holzvergaserstromproblem eher pragmatischer gelöst: die Heizung incl. der Pufferladepumpe, Frischwasserladestation und die Beiden Pumpen/Mischer für die Heizung sind erstens in der Elektroverteilung mit einem extra FI/RCD abgesichert (damit können defekte Geräte im Restlichen Gebäude der Heizung nicht den Strom kosten) , zweitens mit einem CEE-Stecker trennbar ausgeführt. neben dem Heizraum steht ständig mein Unimog und irgendwo in der nähe hab ich auch einen 1000W-Sinuswandler. Sollte der Strom ausfallen, (und ich es mitkriegen) ist in 5 minuten die Ad-Hoc lösung einsatzbereit. Ansonsten wäre die Lösung mit einer USV natürlich die bessere Variante.

  6. J. Simon sagt:

    Hallo “vesab”
    Die Anlage ist überzeugend erklärt und technisch ausgelegt.
    Interessiere mich dafür.
    Wäre ihrer Seite eine Rückantwort auf mein Mail zum weiteren Kontakt möglich?
    Vielen Dank im Voraus.
    J. Simon

  7. Heinz Gerschner sagt:

    Muß man bei Stromausfall des öffentlichen Netzes nicht eine Umschaltautomatik dazwischen installieren ?

  8. Ing Johann Winkler sagt:

    Hervorragend gemachter Beitrag, hier war ein echter Profi am Werk. Bei mir ist die Aufgabenstellung sehr gut vergleichbar, mit ähnlichen Leistungswerten. Ich bin noch auf der Suche nach einer Alternative zum FRARON SWI600S12VCH. Amazon bietet ein Gerät KEMOT PROsinus-700 URZ3410 mit 10 A Ladestrom von einem litauischen Hersteller, welsches sehr robust und zuverlässig sein soll. Akku und Inverter würden in einem gut belüfteten Nebenraum mit ziemlich konstanter Temperatur (15-20°C) aufgestellt.

    • vesab sagt:

      Moin Johann, dank! ich nutze zur Zeit zusätzlich Ective. Haben auch gute Geräte. Grüße Tom

      • Alois sagt:

        Hallo Michael, hat das jetzt mit einer Computer-USV funktioniert? Wie lange ist die Laufzeit bei wieviel Leistungsabgabe? Würde mich interessieren, da ich meine Heizung auch über eine derartige USV absichern möchte. Danke

  9. Michael sagt:

    Bin selber am Überlegen, eine Notstromversorgung für unsere Gastherme einzurichten. Eine solche hat nur eine moderne Umwälzpumpe (ca. 20 Watt) plus die Elektrik der Therme (wenige Watt) zu versorgen, daher sollte ein kleinerer Akku als hier für einige Stunden Notlauf ausreichen. Eine handelsübliche Computer-USV von APC namens BX1400UI sollte dafür doch geeignet sein, was meinen Sie? Sie liefert, da für Computer gebaut, sicher auch eine ausreichend reine Sinuswelle.

  10. Dejan sagt:

    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 sagt:

      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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