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4.4.15 Keller-Lüftung bauen

Erstellt ab 15.12.2009

 

Wenn ich es mir so richtig überlege, hat mir mein Projekt mit dem Solar-Regenwasser-WC sehr gut gefallen.

Ein Manko hatte sich heraus kristallisiert:

Ich hatte den fertigen Baugruppen zu sehr vertraut.

Zwar hat die Anlage 7 Jahre lang ihren Dienst getan, aber sie lief noch nicht wartungsfrei genug und ich musste oft daran herum schrauben. Das habe ich zwar gern gemacht, aber dennoch ist es nicht Ziel des Projekts gewesen.

Ich habe aber auch gesehen, dass z.B. Laderegler nicht unbedingt bis zum letzten µA ausgereizt sein brauchen. Ich habe zudem gesehen, welch unbändige Energie von der Sonne einstrahlt und ich habe auch gesehen, dass für eine Wartungsfreiheit keine schräg gestellten Module aufgebaut werden sollten, denn sonst ist es im Winter sehr schnell vorbei, wenn die Module einfach zuschneien.

Dieser Bau-Blog hier wird sich also meine neuesten Erkenntnisse zunutze machen, die ich in meiner industriellen Tätigkeit als Anlagenführer erworben habe.

Die erste überraschende Erkenntnis, die ich etwa in den Jahren von 2005 bis 2008 sammeln konnte, ist  eine magische  90%-Schranke.  Man kann es vielleicht ganz so wie ein alter, weiser ZEN-Meister ausdrücken:

So sprach er also:

Wenn  du etwas richtig machen möchtest,  so tue es nur zu 90%.
Hast du es zu 90% geschafft, so bekommst du 95% heraus.
Verlangst du aber 100%, dann bekommst du nur 85%.

Das war dann auch der entscheidenene Fehler beim Bau der Solar-Regenwasser-WC-Anlage. Ich versuchte, die Anlage zu 100% zu optimieren. Das Ergenis lag auch wirklich nur bei 85% Produktivität.

In diesem Baublog und mit der neuen, wesentlich kleiner geplanten und daher einfacher nachbaubaren Anlage will ich versuchen, alle Sachen nur zu 90% zu optimieren. Nach meinen Beobachtungen aus der Industrie sollten sich dann bei mir im Bastelkeller 95% Produktivität einstellen.

Für die Anlage betrachtet hieße das, dass ich nur etwa 5% im Jahr daran herum schrauben muss. (Wenn überhaupt).

Gut. Alles verstanden ? Wir fangen an:

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Am Anfang war ein Loch in der Wand ...


Erinnert mich irgendiwe an den Film "Die Feuerzangenbowle" ...
Wie du gut erkennen kannst, saßen hier einmal verschiedene Lüfter die hier jeweils mehrjährige Probeläufe absolviert hatten.

Nein, frage nicht per Mail nach, alle Geheimnisse veröffentliche ich ja nun doch nicht ... (Lärmschutz ==> Lüftung, "verteile Einheiten")

So weit, so gut, auch hier habe ich deutliche  Ergebnisse erzielen können,  aber das ist eine ganz andere Geschichte. 

Zurück zum Thema:

Diese Lüfteröffnung möchte ich nun autark "bedienen". Das wird unser Ziel in diesem Bau-Blog sein, der später noch mit Messreihen und so weiter gespickt werden soll. (Soweit jedenfalls meine Vorstellungen dazu).

Nun ?  Was brauchen wir dazu ?

Richtig:

  • Einen Lüfter
  • Eine Lüftungsklappe mit Steuerung
  • Einen  Energiespeicher
  • Eine PV-Anlage
  • Eine Ladevorrichtung für den  Energiespeicher
  • Einen Tiefentladeschutz für den Energiespeicher
  • Ein Hygrostat
  • Einen PC für die spätere Auswertung

Wir fangen jetzt also erst einmal an, den Lüfter zu installieren, denn den kann man erst einmal auch gut mit einem Steckernetzteil betreiben, solange der Rest noch nicht fertig installiert ist.

Es wird also vom Netzbetrieb zum autarken Betrieb übergegangen, so dass man die Anlage hinterher vom Netz trennen kann und sie einfach weiterläuft.

Auf dem WC habe ich bereits vor zwei Jahren mit einer verteilten Lüfteranordnung experimeniert und herausgefunden, dass sich so sowohl der Luftdurchsatz erhöhen, als auch der Geräuschpegel verringern lässt. So setzte ich dort anstatt eines Baumarkt-Lüfters (Einschublüfter) drei 80er PC Lüfter ein.

Das hat folgende Vorteile:

  • Geringerer Geräuschpregel
  • Wesentlich höherer Luftdurchsatz, dadurch geringere Laufzeiten möglich
  • Redundanz, wenn ein Lüfter ausfällt.
Ich habe das Lüftergehäuse als Holzschachtel ausgeführt, die mit dem Boden auf das Lüftungsloch geschraubt ist. Dadurch konnte ich einen Deckel konstruieren, der die drei Lüfter aufnimmt und im Extremfall leicht nachbaubar und auswechselbar ist:


Dadurch kann ich auch später sehr einfach noch andere, bessere Lüfter betreiben, beispielsweise Tangential- oder Querstromlüfter, die noch einmal deutlich leiser sind. Dazu muss einfach die Holzplatte neu gemacht werden und der Rest des Lüftergehäuses bleibt unverändert. Eine Sache für einen einzigen Samstagnachmittag. Vielleicht kann man auf diesem Foto auch erkennen, dass ich Lüfter mit 7 Schaufeln gewählt habe, denn die sind noch einmal deutlich leiser als Ausführungen mit nur 5 Schaufeln am Lüfterrad.

Um Resonanzen zu vermeiden verkleidete ich den Holzkasten von innen mit Schaumstoffplatten, die ich einfach aufklebte. Die Lüfter sind asymmetreisch nach rechts angeordnet, weil sich im Holzkasten ja noch der Trafo, die Abzeigdose für 230 Volt und ein Nachlaufrelais befinden. Diese Teile befinden sich links innerhalb des Holzkastens. Es ist auch leicht erkennbar, dass bei dem Design der Lüftungsöffnungen, die in den Raum zeigen, der Kreativität keine Grenzen gesetzt sind. Ich habe mich jedoch für ein einfaches, dreigeteiltes Design entschieden. Diese Öffnungen kann man einfach mit der Laubsäge oder einer Decoupiersäge ausschneiden, oder man kann auch kompliziertere Sachen mit einer selbst gebauten Fräse heraus arbeiten und ganze Landschaften als Lüftungsöffnung "erblühen" lassen.

Bevor nun aber ein paar Fotos des Lüftergehäuses erscheinen, hier schon einmal die Skizze des Ladereglers, wie er ungefähr eingesetzt werden soll:


Die Picaxe misst über einen Spannungsteiler die Spannung am Akku und schaltet dann nach dem Regelprogramm das Relais Rel1 ein und aus. Die Z-Diode D2 dient als Schutz, wenn das Poti P1 einmal falsch eingestellt werden sollte. Alternativ dazu kann man auch je einen Widerstand über und unter das Poti setzen und die Einstellgrenzen damit bestimmen.

Wie wir hier sehen, ergibt sich ein  wesentlicher Vorteil gegenüber sogenannten "Shuntreglern". Die Solarspannung wird per Relais abgeschaltet und ist weiterhin für andere Verbraucher nutzbar. Bei Shunt-Reglern ist dies aufgrund der eingesetzten Schaltung nicht möglich.

Wir werden später noch sehen, wie die Schaltung aussieht, wenn ich sie ein wenig optimiert habe (90%). 

Nur soviel zu den Vorüberlegungen:

PV-Module = 12 V --- 10 W ==> ungefähr 1 Ampere
90% von 1 Ampere = 900 mA ==> 10% = 100 mA

Daraus folgt, dass die Ladeschaltung nicht mehr als 100mA verbrauchen sollte, damit sie bereits nach dem "ZEN-Satz" als optimiert gelten kann.

Das sollte wohl zu schaffen sein...


Nun aber zum Lüftergehäuse.

Ich strolchte also so in meiner Werkstatt herum in sinnierte darüber nach, was ich wohl noch so als Lüftergehäuse nehmen könnte. Der Holzkarton war schließlich ganz neu  und schien mir dann doch noch zu schade, ihn zu zerlöchern und zu zersägen.

Ich blickte also so umher und da fiel mein Blick auf ein defektes PC-Netzteil. So weit ich mich erinnern konnte, war es eins dieser superleisen Netzteile mit dem großen Lüfter drauf.

Ok, ich holte es also hervor und da lag es nun:



"Hmmm...",  dachte ich noch so.  "Da ist ja schon ein Gehäuse dran...". Und ich begann, das Netzteil auseinander zu nehmen um zu schauen, ob man es als Lüftergehäuse benutzen könnte:



Schon beim Zerlegen sah ich, dass die  Zuluft- und Abluftöffnung  um 90 Grad versetzt sind und die Abluftöffnung zudem mit einem schönen Gitter versehen ist. ( zu sehen auf der rechen Seite )  Das wir nachher noch von großem Nutzen sein ...

Das schöne runde Lüftergitter aber werde ich mir "für schlechte Zeiten" weg legen.



So. Fertig.

Ein riesen Haufen Schrott produziert...

So, was kann ich also davon nun gebrauchen ?

Erstmal aufräumen und den übrigen Elektro-Schrott in die Kiste für den Wertstoffhof packen ...

So, jetzt sieht das Ganze schon übersichtlicher aus.



Hier haben wir also nun das Wichtigste beisammen:
  • Blechgehäuse passend zum Lüfter
  • Lüfter mit der Eigenschaft "leise"
  • Lüftergitter
  • Alle Schräubchen
  • Und ganz wichtig: Pott Kaffee (Pausenpott)
Nun geht es daran, zu planen, wie man denn nun das Gehäuse am besten anbringt. Dazu habe ich mal eine Skizze gemacht:


Wozu nun das Adapterbrett ? Nun ja, der Lüfter ist etwas größer als das Lüftungsrohr. Also muss ich einen kleinen Hohlraum schaffen. Außerdem lässt sich dann das ganze Lüftergehäuse besser von außen an die Verblender schrauben.

Damit aber das Elektrische nicht zu kurz kommt, habe ich inzwischen mal die Daten des Lüfters erfasst:

Lüfter:
  • 12 Volt
  • 300 mA
Da kann man dann schon einmal die Daten der Solarplatten gegenüberstellen:

PV-Platten:
  • 12 Volt
  • 800 mA
Und hier die Daten des Blei-Gel-Akkus, der eingesetzt werden wird:

Blei-Gel-Akku:
  • 12 Volt
  • 17 Ah
Huuuh, man sieht schon, wie spannend es werden wird,
einen autarken Betrieb des Lüfters mit diesen "Recycling-Zutaten" zu bekommen.

Ich sehe schon gerade im "Aservatenschrank" einige schöne Spraydosen mit Acryllack stehen. Boah, das wird gut, dann werde ich also das Netzteilgehäuse auch noch schön lackieren, damit das an der Hauswand von außen nicht so  "schäbig" aussieht  ...

Als erstes habe ich mal den Lüfter wieder ohne Gitter in das Gehäuse eingebaut. Dabei  habe ich das  Stromkabel gleich in Richtung zukünftiges Lüftungsrohr verlegt:



Dort, wo unten die ehemaligen Schalter montiert waren, klaffen jetzt natürlich noch Löcher. Diese Löcher muss ich nun noch irgendwie verschließen, oder ebenfalls mit einem kleinen Gitter versehen, damit das nicht eine Wohnung für mannigfaltige Spinnentiere wird, die dann gemütlich in die Werkstatt spazieren. Ab einer gewissen Größe der Tierchen ist das dann doch immer ein wenig gruselig ...

Alles in allem ein schönes Gehäuse,  "vollverzinkte  Karosserie ", wie die Autohersteller sagen würden...
... ob ich in diesem Projekt auch 10 Jahre Garantie gegen Durchrostung  bekomme ? ...

... man wird sehen ...

Um die Löcher zu verschließen löte ich also erstmal ein kleines Gitter aus 0,5 mm Kuferdraht, verzinnt. Auch von mir immer wieder nur kurz "Silberdraht" genannt, weil es den auch versilbert, z.B. für Schmuck gibt:



Wenn ich jetzt also die "ZEN-90%-Regel" auf dieses Gitter anwende, dann würde ich sagen:

"Nich optimal gelötet, aber reicht doch völlig aus."

Mit einer Gitterlehre bekommt man solche Gitter ganz exakt und reproduzierbar hin.
Dieses Gitterchen hier habe ich mal ausnahmsweise frei Hand gelötet.

Ok, halten wir das Ganze mal einfach an das Gehäuse dran:



Ja, Mensch, Leute, sieht ja so aus, als hätte es da schon immer gesessen...

So, jetzt wird das Ganze mit Zweikomponentenkleber drauf geklebt und dann sitzt das da absolut rostfrei und bombenfest dran, denn --- wir erinnern uns --- der Draht ist ja aus Kupfer und rostet somit nicht.



So. Fertig.

Nun kann ich mich um das Adapterbrett mit dem "Fügeschaumstoff" kümmern ...

... "warum Adapterbrett ?" ...

... "Hä ? Fügeschaumstoff ?" ...

... nun, du wirst sehen ...

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Inzwischen habe ich meine Flurbeleuchtungen nahezu komplett auf LED-Leuchtmittel umgestellt und versucht, einen alten Halogentrafo einfach weiter zu benutzen. Leider beinhaltete das Gehäuse ein Schaltnetzteil und es stellte sich heraus, dass die LED-Leuchtmittel damit nicht laufen, bzw. ein wenig flackern. Also muss ich jetzt erst einmal dieses Schaltnetzteil (war wohl eine sehr, sagen wir mal wohlwollend "günstige Konstruktion")  gegen ein anderes Schaltnetzteil auswechseln. Es gibt aber inzwischen auch fertige Schaltnetzteile speziell für LED-Leuchtmittel zu kaufen, die auch in alte Gehäuse von herkömmlichen Halogenlampen mit Schaltnetzteilen passen.

Aber ein Bastler versucht natürlich, die vorhandenen Mittel zu nutzen und so will ich mal sehen, ob das vorhandene Schaltnetzteil vielleicht in das Gehäuse der Halogenbeleuchtung hinein passt, denn ich habe hier noch eines mit 12 Volt liegen.


Achtung !

Auch bei LED-Beleuchtung können irgendwo am Trafo
lebensgefährliche 230 Volt anliegen !


So, fertig. Funktioniert.

Ich habe die vorhandene Stromstoßschaltung abgeklemmt und die Lampenleitung direkt von der Unterverteilung aus mit 12 Volt betrieben. Da brauchte ich das neue Schaltnetzteil nicht in das Lampengehäuse zu "quetschen". Funktioniert einwandfrei, sollte aber nur von einer Elektrofachkraft durchgeführt werden. Es können dabei lebensgefährliche Fehler gemacht werden ! Wenn man aber alles korrekt zusammenklemmt, ist das einwandfrei.
Der Stromstoßschalter schaltet dabei das Schaltnetzteil auf der Primäseite in der Unterverteilung. Das ist die ganze "Kunst".

Als Trafo kann je nach LED-Last auch ein 12 Volt-Klingeltrafo eingesetzt werden (vorher Last berechnen, sonst werden die LEDs zu dunkel. Dann passt das sogar super einwandfrei auf die Hutschiene und niemand wird später meckern.

Es können trotzdem lebensgefährliche Fehler gemacht werden !

==> unbedingt Fachfrau / mann holen !

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Nach diesem "Zwischenspiel" habe ich also das Gehäuse erstmal lackiert. Dazu diente einfach eine Spraydose aus dem Baumarkt. Der Rest Farbe, der da noch drin war, hat gerade so gereicht, prima, wieder einen Rest verarbeitet:



Ok, ist soweit gut gelungen, für mich reicht es zumindest. ( 90% - Regel ).

Nun kümmern wir uns um das Adapterbrett.

Wieso "Adapterbrett" ?



Nun, wir sehen, dass das HT-Rohr in der Wand (2) dünner ist, als der Lüfterdruchmesser (5). Daher müssen wir und einen kleinen Hohlraum schaffen (3), in dem die Luft  diagonal ausainandersrömen kann.

Außen am Lüfergehäuse habe ich  dann noch ein paar Stahlwinkel angenietet ("Popnieten"), beides fand ich noch in der "Metall-Reste-Riste":



Nachdem die Winkel nun erstaunlich fest genietet sind, kann ich dazu übergehen, das Adapterbrett zu erstellen. Dazu male ich die Schnittkanten einfach mal auf das Brett, denn die werden ja später entweder vom Gehäuse verdeckt, oder aber sowieso heraus gesägt:



Gemäß meines persönlichen "Recyclingjahres 2009" habe ich natürlich ein gebrauchtes Brett genommen, das einmal die Frontplatte einer Hi-Fi-Box bildete. Deshalb sind noch zwei alte Bohrungen zu sehen, die später nicht benötigt werden.

Der Kreis wird nun also ausgeschnitten. An den beiden Kreuzchen entstehen Bohrungen, durch die man später die Halteschrauben in das Mauerwerk bringen kann:



Nun kann das Lüftergehäuse auf das Brett montiert werden:



So, das Ganze kommt jetzt an die Außenwand angeschraubt, dort wo das HT-Rohr sitzt. Die Luftspalte zwischen Lüftergehäuse und Brett und Wand und Brett schließe ich mit jeweils einem zurechtgeschittenen Stückchen Schaumstoff, das dazwischen gelegt wird.

Jetzt ist es so weit und wir können uns mal nach draußen in das Schmuddelwetter wagen und die andere Seite des HT-Rohres aufsuchen:



Auch hier sieht man wieder ein selbst gelötetes Gitter aus Kupfer, also quasi wieder "unkaputtbar", rostet also nicht. Jetzt noch einmal ein Blick in das Lüfterrohr, ob da noch alles OK ist:



Jawoll, wieht gut aus. Ein wenig eingestaubt, aber gut.

Schließlich können wir den selbstgebastelten "Lüfterkarton" anschrauben:



Für Design-Fans:

Keine Panik, im Sommer sprießt hier ein großer Kischlorbeer-Busch, der das Kästchen verdeckt...

Jetzt kommen die letzten Handgriffe an der Innenseite. Steckdose anschrauben:



Dazu habe ich gleich mal ein altes Dübelloch benutzt.

Schließlich habe ich noch das alte Lüftungsgitter von außen nach innen gesteckt und das fertige Werk sieht nun so aus:


So, liebe Leser, das war die erste Bautufe zum Autark-Projekt "zwo". Nun werden wir uns darum kümmern, die Solarpanels zu installieren.


Ich danke für die Aufmerksamkeit,

Euer

 


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