Klimaschrank (Heizen und Kühlen)

Hallo Arduino-Fans,

ich habe Erfahrung mit der PID Lib. mit der ich Heizen oder Kühlen kann bis zu einer bestimmten Temp....

Es gibt fertige 3 Punkte Regler bei denen eine Heizung und eine Kühlung angeschlossen werden kann und dieser Regler die eingestellte Temp. automatisch hält und selber entscheidet ob geheizt oder gekühlt werden muß.

hat jemand Erfahrung oder Tips wie ich das mit dem Arduino umsetzen kann?

Grüße

Hallo,

Du brauchst ein Thermometer (zB: tmp36) und dann kann man das mit zB: 2 Relais oder 2 MOSFETs realisieren. Je nachdem was Du Heizen oder Kühlen willst.
Natürlich brauchst Du auch noch ein Programm welches die Werte des Thermometers ausließt und entscheidet ob gekühlt bzw. geheizt werden soll.

Hast Du schon irgendeine Hardware?

Grüße,
Donny

Hallo Donny,

ich habe:

Mini/Micro USB UNO R3 CH340G ATmega328P Replace ATmega16U2 Compatible to Arduino

Sensor DHT22

8-Kanal Relais Modul 5V/230V Optokoppler 8-Channel Relay Arduino Raspberry DHL L oder SSR

dort angeschlossen werden soll ein 230V Heizelement und ein Kühlkompresser, das Ganze ist ein Getränkekühlschrank der genau geregelt werden soll.

mit der PID Lib. geht das ganz gut leider nur entweder oder...

Grüße

Hallo WF_Sonic,

Danke für die Infos, ich kenne diese PID lib gar nicht, vielleicht hast Du noch nen Link dazu?

Aber ich hab mir das ungefähr so vorgestellt, vereinfacht:

void readDHT22() {
  // Code zum Temperatur auslesen

}
loop() {

readDHT22();

if(temp < SOLL) {
  // Relais für die Heizung an

} else if(temp > SOLL) {
 // Kühlung an

}
else {
// SOLLwert = ISTwert
}
}

Das ist jetzt nur mal zum Unterscheiden zwischen Heizen/Kühlen, ganz einfach gestrickt.

Zeig mal was Du bereits hast?

Grüße,
Donny

Kommt auf die Genauigkeit der Temperaturregeluing an. Wenn man es auf einige Grad genau haben will läßt man die Kühlung an und regelt die Temperatur mit der Heizung.

Die Kühlleistung linear regeln ist mit einem Kompressorkühlsystem möglich (Kapillare geregelt heizen) aber es wird sehr selten gemacht.

Grüße Uwe

also mit einem normalen PID halte ich die Temp. nach der Anlaufphase auf ca. 0,1C genau.

hier die PID Lib.

Wenn die Steuerung auf auf 1 Grad hinbekommt würde das auch schon reichen. Ich denke die Kritische Phase ist am Anfang wenn die Temp. sich stabilisieren muß "das Schwingen"...

Gruß Sven

1°C bekommst Du nie hin. Ein Kühlsystem das den Kompressor ein und ausschaltet hat eine Temperaturhysterese (Lufttemperatur) zwischen 5 und 10°C

Also im originalem System des Kühlschrankes ist eine normale PID Steuerung verbaut und hält die Temp. konstant auf den eingestellten Wert.

WF_Sonic:
Also im originalem System des Kühlschrankes ist eine normale PID Steuerung verbaut und hält die Temp. konstant auf den eingestellten Wert.

Dann schau mal was die da wie regelt.
Grüße Uwe

Hallo,

ich krame jetzt mal in meinen Erinnerugen rum kenne das so nur mit analogen OP´s
Regelungstechnisch werden bei 2 oder 3 Punkt Reglern sogenannte “termische Rückführungen” verwendet. Wenn ich das noch richtig im Kopf habe handet es sich dabei eigendlich um ein PT1 Glied in einer zweiten Rückführung vom Reglerausgang Y zum Soll-Istvergleich, also unterlagert. (bin mir aber nicht mehr sicher)

Der Sinn war jedenfalls der , das wenn der Istwert an den Sollwert drann kommt der Regler anfängt zu takten, und dann damit der Mittelwert der Stellgrösse kleiner wird. Geht halt nur bei langsamen Regelstrecken aber das sind Heizunge/ Kühlen ja nun mal in der Regel.

Letzlich benötigst Du ja eine Art Fenster mit Hyterese, sonst flatter Dir das Ding am Schaltpunkt. Die Regler ausgangsgrösse ist ja dann eigendlich nur -100% / 100% die könnte man über ein ein PT1 Glied vorne auf den Soll-Ist Vergleich führen.

In der Praxis hab ich das mit SPS´s auch schon so realisiert das ich 2 Fenster hatte. Z.B

Soll-Ist Differenz > 5 Grad 100% ein
Soll-Ist Differenz < 5 Grad takten 50% ein mit z.B 2 min ein / 2 min aus
Soll-Ist Differenz <0.5 Grad aus

Den Ausgang verzögert abschalten z.B 1min(ergibt die Hyterese und stellt sicher das es nicht flattert)

Beim Takten ist zu beachten das die Temperatur noch langsam steigt, sonst kommst Du ja nie an den Sollwert dran. Da kann man dann mit den Zeiten spielen.

das Gleiche gilt dann unter Berüchsichtigung der umgekehrten Vorzeichen mit anderen Parametern auch für Kühlen.

( manchmal kommen einem auch beim schreiben Ideen)
Mann kann natürlich auch einen normalen PI Regler nehmen und die Stellgrösse Y in Abhängikgeit des Wertes in 4,5 Stufen takten lassen. Blinkwitoutdelay und ein-auszeit abhängig von Y ändern.

Heinz

Wie regelst Du die Kühlung analog?
Grüeß Uwe

Hi

Wenn doch Heizen und Kühlen alleine via PID funktionieren - warum nicht BEIDE in einen Sketch gießen?
Mehr oder minder unabhängig von einander.
Wenn Du zu kalt bist, wird die Kühlung via PID auf Null gehen (bzw. dort gedeckelt sein).
Wenn Du zu warm bist, wird Gleiches mit der Heizung geschehen.

Sobald Du Dich vom Soll-Punkt wegbewegst, wird eine der PID-Regelungen 'anfangen zu Arbeiten' - und entweder die Heizung taktet los, oder die Kühlung.

MfG

Guten Morgen,

2 PID Regler oder Funktionen parallel arbeiten lassen würde nicht funktionieren da die Temp.anfangs recht stark "schwingt" bevor sie sich einpegelt.

was event. gehen könnte wenn am Anfang die Aussentemp. mit der Innentemp. vergleiche und erst dann entscheide welcher Ausgang angesteuert werden soll ob Kühlen oder Heizen...

Grüße

Entschuldige daß ich darauf bestehe. Wie funktioniert die Kühlung?
Kompressionskältemaschine oder Absorptionskältemaschine odel Peltierelemente?
Grüße Uwe

WF_Sonic:
dort angeschlossen werden soll ein 230V Heizelement und ein Kühlkompresser, das Ganze ist ein Getränkekühlschrank der genau geregelt werden soll.

Das Problem des Überschwingens ist, dass die Trägheit des Systems stark vom Füllstand des Kühlschranks abhängt. Auch gibt es öfters Störungen durch Öffnen der Tür und durch Nachlegen warmer Getränke. Der Inhalt soll ja auch nach einer brauchbaren Zeit abgekühlt sein. Dafür muss die Luft zwischen durch als schlechter Wärmeüberträger etwas kühler als die Zieltemperatur sein. Wenn genügend Zeit zum Temperatur Ausgleich sind, dann kann man auch mit weniger Überschwingen arbeiten.

Den Kompressor kann man auch nicht beliebig takten, sondern er braucht ein paar Minuten bis er richtig kühlt und nach Abschalten wieder einige Minuten, bis er wieder anlaufen kann.

WF_Sonic:
was event. gehen könnte wenn am Anfang die Aussentemp. mit der Innentemp. vergleiche und erst dann entscheide welcher Ausgang angesteuert werden soll ob Kühlen oder Heizen...

Hallo,

Ich hab den Thread im Auge behalten, da mir aber nichts vernüftiges einfällt hab ich auch nichts gepostet. Ich denke so könntes Du es evtl. realisieren.
Zuerst entscheiden ob geheizt oder gekühlt werden muss oder den Reglerwert (y) entweder (je nach Wert) auf die Heizung oder den Kompressor "übertragen". Aber ob das Funktioniert? Eher nicht ohne weiteres. Das ist auch nur Theorie, Anlaufzeiten oder so sind in dieser Überlegung nicht drinnen.

Grüße,
Donny

Heizen kann man sehr genau und wohldosiert, entweder mit PWM oder wenigstens mit mehreren Heizungen gestaffelt an der Mehrkanal-Relaisplatine. Etwas schwieriger ist das Kühlen, da man wohl meist nur einen Kompressor hat und der auch nicht direkt regelbar ist, oder?

Wenn es wirklich genau und "soft" in der Reaktion sein muss, könnte man die direkte Wirkung des Kühlkompressors z.B. "entkoppeln". D.h. man kühlt eine Art Reservoir (z.B. Metallblock) quasi auf Vorrat, dem man dann die Kälte mit einem zweiten Kühlkreislauf sehr viel feiner dosiert entnehmen könnte ... ist alles nur eine Frage des Aufwandes.

Für einen Laborkühlschrank oder in der Materialprüfung lohnt sich das, bei einem Geträngekühlschrank habe ich da meine Zweifel.

dort angeschlossen werden soll ein 230V Heizelement und ein Kühlkompresser, das Ganze ist ein Getränkekühlschrank der genau geregelt werden soll.

Das hatte ich leider übersehen.

Ich bezweifle sehr die Sinnhaftigkeit Getränke auf unter 1°C genau temperieren zu wollen.

Eine Kompressionskältemaschine wir normalerweise mit einem Termostat mit einem Delta von 2°C betrieben. Weniger bewirkt ein zu häufiges Einschalten des Kompressors und schadet dem Kompressor.

Ein Kühlsystem mit einer Termischen Latenz von einigen Minuten; das Entweder mit voller Leistung kühlt oder ausgeschaltet ist mit einem PID Regler regeln zu wollen ist meines Erachtens nicht machbar.

Mach was Du willst. Ich werden dieser Diskussion nicht mehr teilnehmen.

Grüße Uwe

so viel Erfahrung mit dem Regeln von Kältetechnik habe ich leider nicht, ich weiß nur das manche Kühlschränke die Temp. auf 0,1C genau halten sollen.

In meinem Schrank ist dieser PID verbaut: xr02cx dixell.

Das ganze erweist sich schwieriger als gedacht da dort noch Abtauintervalle und vieles mehr hinterlegt ist :frowning: