BalkonsolarWasserboiler - 1400W Heizstab auf 360W gedrosselt, 30l, 4 Std. Heizzeit ("220V zu 110V" Trafo)

lichtquant · 29. April 2025 um 16:58

Hi,

ich wollte hier berichten, falls es für jemanden interessant/informativ ist oder wer noch Ideen dazu hat.

Ich habe mir einen 30L Wasserboiler ins Badezimmer gehängt, der 1400W Leistungsaufnahme hat.

Da ich vom Balkonsolar weniger zur Verfügung habe, wollte ich die Leistung drosseln.

Dazu habe ich mir einen "3000W" "220V zu 110V" "Spannungswandler" (Trafo) gekauft, ähnlich dem hier.

(Es muss der mit Schutzkontaktstecker sein, der runde Stecker, damit das Gehäuse des Boilers geerdet ist und im Fehlerfall eine Sicherung / "FI"-Schalter abschalten kann!)

(Lfhelper 2000W Spannungswandler Transformator 220V auf 110V Step Down Wandler Konverter Transformer Wandler Umwandler Converter 2000VA Step-Down Wandler Converter Transformer Voltage Converter : Amazon.de: Elektronik & Foto

(Nachtrag: Einer kleinerer mit 50% Leistungsreserve hätte es wahrscheinlich auch getan)

Die Leistungsaufnahme liegt jetzt bei 360W statt 1400W.

Wahrscheinlich kann ich nach 3-4 Std von ganz kalt auf heiße Duschtemperatur kommen. (max. mögliche Temperatur des Boilers in ca 5-6 Std)
(Mischbatterie ist am Ausgang angeschlossen)

Für Lauwarm brauchte ich ca 0,5kWh, da könnten 2 Std ausreichend sein.

Bei diesem Gerät ist die Erdung wohl durchgeschleift worden.

Am Ausgang habe ich einen Adapterstecker (UK zu D Schukostecker) mit integrierter 13A Sicherung genommen, damit der Ausgang auch abgesichert ist, ähnlich dem:

(Brennenstuhl Reisestecker/Reiseadapter (Reise-Steckdosenadapter zum Anschluss elektrischer Geräte mit Schutzkontakt Stecksystem in Ländern mit British Standard Stecksystem) schwarz : Amazon.de: Baumarkt

13A x 115V = 1495W

Die 110V Seite mit der 13A Sicherung könnte bei 115V ca.1500W Leistung aushalten.
(Was einem "original 230V Heizstab mit ca 5800W Leistung" entspricht)

Transformator innen, "Spartrafo" mit 3 Anschlüssen, Gehäuse nicht an Schutzleiter angeschlossen, Schutzleiter der 230V Seite durchgeschleift zur 110V Seite, angeschlossene Geräte wären über den UK-Adapter "geerdet".

Ich überlege das Gehäuse an den Schutzleiter anzuschließen.

Nachtrag Fazit:

Das Gehäuse sollte wohl noch innen an den Schutzleiter angeschlossen werden um sicher und konform zu sein, damit im Fehlerfall (z.B. Spulenkörper berührt Gehäuse direkt) der Schutzschalter im Schaltschrank auslöst und abschaltet und dadurch das Gehäuse nicht unter Strom steht.

Die Zeitschaltuhr sollte für 110V geeignet sein und auf der 110V Seite den Boiler schalten, da sie nicht für das Schalten von großen Trafos (die Eingangsseite) ausgelegt sind.

Die Tasmota Schaltsteckdose läuft auch an 110V und müßte somit am Ausgang genutzt, nur den Ohmschen Anteil, den Heizstab im Boiler schalten.

Dabei wäre der Trafo ständig an und hätte einen Standbyverbrauch von 5W.
(Siehe ab Post 19)

Spartrafo an der Wand hängend, weit von der Dusche weg.

Am Ausgang mit SteckerAdapter (UK zu Schuko, 13A Sicherung integriert) und oben drauf Schaltsteckdose die ca. 350W zu schalten hat. (Hier Tasmota Wlan Schaltsteckdose , als Zeitschalter und Leistungsmesser genutzt)

Rauchmelder wurde über dem Trafo installiert.
Zur Sicherheit.

berny · 29. April 2025 um 21:12

Schutzleiter ist bei Blechgehäuse zwingend.

vavuum · 30. April 2025 um 05:33

Der Dimmer ist schon erfunden

Der in Kombination mit Überschussregelung, wäre eigentlich das Gesuchte.

uschi · 30. April 2025 um 05:51

Die billigen sind in der Leistungsklasse in DE, zu recht, nicht zulässig.

Bei mir läuft ein 100L Boiler schon seit Jahren an so einem Teil:

Vorteil gegenüber dem festen 110V Systen ist die stufenlose Leistungsregelung.

tsg · 30. April 2025 um 05:51

Also bei der Leistung kannst du auch nen Lampendimmer nehmen. Heizstab ist ja auch nichts anderes als eine alte Glühbirne.

Die Profilösung wäre hier, da gibt's auch ein Übersichtsplan:

Oder selber was bauen mit 4-20mA oder 0-10V Schnittstelle: Thyristorsteller 1 x Phasenanschnittsteuerung 230V 4 - 20mA / 25 A.

Wenn's nur der Heizstab steuerbar sein soll (ohen Nulleinspeisung), dann am besten mit 0-10V eine 12V Steckernetzteil und einen Poti (vielleicht noch 3x Si Diode rein 0.7V x 3 = 2.1V, macht dann 12V - 2.1V = 9,9V, dann passiert mit der Schnittstelle nichts, wenn der Poti am Anschlag ist). Dann wäre der Aufbau schon von 0-100% regelbar.

Ich habe bei mir 2 Leistungsstellern mit 12kW (klar ist hier ein wenig zu viel ), habe ich mir selbst gebaut mit ESP32 -> RS485 -> 2x 4-20mA, damit steuer ich 2x6kW Heizstäbe.

Ah oder was fertiges:

wolfgangs · 30. April 2025 um 05:54

Prima.
30L Wasser von 15°C auf 60°C zu erhitzen braucht per Onlinerechner 5656500 Joule
5656500 Joule = 5656500 Ws
5656500 /3600 /1000 = 1.571kWh
1,571/360 = 4,36 Stunden, mit 360W, damit das Wasser heiss wird.

Das hört sich doch prima an. Putin, und den Stromversorgern, die uns günstigen PV Strom* für 39,5Cent (Mein Preis) verkaufen wieder ein Schnäppchen geschlagen

Was glaubst Du was noch alles möglich ist, wenn Du mehr PV hast

'* Der im Winter nicht da ist.

tsg · 30. April 2025 um 05:58

2x6kW bei 600L Heizwasserpuffer + 250L Boiler, da kann man am Tag auch mal 40-50kWh ins Wasser jagen

vavuum · 30. April 2025 um 06:01

Fur die gemeine E heizung gibt es fertige Dimmer mit Funk, zur Ansteuerung uber home Assisant oder sonstige.

Da braucht es diesen großen Aufwand nicht. Vermutlich ist es interessant, eine Schnittstelle zwischen SM und Dimmer zu basteln. Da steckt der Spaß.

Ein regelbarer Spartrafo ist so 70...80J - etwas aus der "Mode" - wer dimmt denn Licht damit

Vor langer Zeit habe ich ein defektes Heizgebläse aus dem Schrott gezerrt - diese grüne Marke.

Das hat um 1,6kW - die Temperaturregelung war defekt, also keine Funktion. Für 5€ gibt's oder gab's bei Conrad ein Bauteil. Da musste nur ein Poti dran, fertig. Damit funktioniert das Ding seit Jahren wieder problemlos - nicht geregelt, aber ich schweiße nur sehr sehr selten Kunststoff - mit dem Lister.....

Da der Verbraucher rein ohmsch ist, ist das alles sehr einfach und baut klein. Heute vermutlich nicht mehr mit Triac sondern FET in Kombination mit "Vollwelle"......

Niemand hätte es gedacht, Transistoren oder Halbleiter funktionieren zuverlässig. Auch ich finde das sensationell und habe da so Bedenken - wer hatte es geahnt. Rechner arbeiten im GHz Bereich - Jahrelang ohne ein Bit zu verlieren....

lichtquant · 30. April 2025 um 08:06

Der Boiler hängt an einer Zeitschaltuhr die um Mittags rum anschaltet. Auch wenn keine Sonne da ist muss das Wasser abends heiß sein.

Bis 200W sind die Dimmer wohl sogar konform..

Bei meinem Boiler mit den wenigen Litern würden das dann aber wohl ca 7 Std zum "heiß" werden sein.

3 Std für "Lauwarm" (Wasser von gestern ist meißt nicht ganz kalt, weniger Energie bis für mich "angenehme" Temperatur erreicht ist) würde aber damit imo sehr gut gehen.

Wenn das Gerät den Probebetrieb überstanden hat werde ich das Blechgehäuse an den Schutzleiter anklemmen.
(Trafo riecht echt unangenehm wenn er warm wird, mal gucken ob das weniger wird)

vavuum · 30. April 2025 um 08:32

200W ohne Kühlkörper!
Dazu ist das Ding in Plastik - also isoliert. Ich bin sehr positiv davon überrascht.....

Ich hab beim Leister ordentlich Durchzug - läuft problemlos.

Vollwellen - ohmsche Last - keine Oberwellen, keine Störung, kein Problem, alles in Phase

Stinkt auch nicht, klein, leicht easy. Etwas Gebastel - ja .....

Ein Kühlkörper erscheint notwendig.

Und ja - das Wasser wird eh täglich erwärmt, auch ohne Sonne. Daher ist "Überschusskram" auch Overkill. Denn da muss zusätzlich ein "mach auch an, wenn keiner" umgesetzt werden

tageloehner · 30. April 2025 um 10:30

Spartrafo geht. Hatte ich auch mal kurz im Einsatz, 5 Stufen-Trafo für Lasten bis 1600VA IP44. Liegt mir nur im Weg rum.
Mein boiler nimmt sich gleich Solar-Überschuss. 120l ist ein guter Energiespeicher

andreash · 30. April 2025 um 16:18

Phasenanschnitt und auch Wellenpaketsteuerung sind pfui fürs Netz, Leistungsfaktor ist grottig. Bei Wellenpaketsteuerung is auch fraglich was der (elektronische!) Zähler dann so treibt...
Wenns vom Platz her nicht stört ist da so ein Spartrafo zur Leistungsanpassung schon gut. Wenn man das getaktet ordendlich machen will brauchts ne entsprechend Leistungsstarke aktive PFC mit nachgeschalteter PWM, das ist auch nicht ganz billig.

War am überlegen sowas für den Backofen nachzurüsten der mit seinem nevigen dauerndem an/aus natürlich jedesmal zu blöden Überschwingern in der Nulleinspeisung führt. Rechnet sich aber wirklich nicht für die paar duzend kWh die man damit vielleicht im Jahr einsparen könnte.

lichtquant · 3. Mai 2025 um 21:08

Ja, beim Herd lohnt das wohl nicht.

Boiler mit Spartrafo:
Nach 1,38 Jahren ist das Geld wieder drinnen.
Ab dann mindert es die Kosten um die rund 50Eu jährlich.

Return of Investment, Klicken zum Aufklappen:

Annahme:

800Wp Balkonkraftwerk
1,5kWh pro Tag reicht um die 30l Wasser heiß zu bekommen
Es gibt 180 Tage im Jahr mit genug PV-Energie um Mittags 1,5 kWh zu liefern ( ca 4h10 mit 360W Leistung)

1,5kWh x 180 Tage = 270kWh

270kWh aus dem Netz bei 0,35 Eu wären
270 x 0,35Eu = 94,5 Eu

Vorher konnte nur ca. die Hälfte des Energiebedarfs mit PV-Strom gedeckt werden, da die Leistung des Verbrauchers zu hoch war (1,4kW Boiler bei 800W BKW, zusätzliche Grundlast)

Jetzt kann auch die 2. Hälfte des Verbrauchs gedeckt werden.

94,5 Eu x 0,5 = 47,25Eu zusätzliche Ersparnis pro Jahr.

Der Trafo + Adapter kostet ca 65Eu.

65Eu / 47,25Eu =1,38 Jahre

Die Anschaffung hat sich nach 1,38 Jahren rentiert.

hopfen · 4. Mai 2025 um 06:59

110 V ist eine gute Ausgangslage.
Aus dem Grund habe ich ein 1 kW Ringkern Monster hier. 80 V bis 120 V mehrstufig umschaltbar.
Regeltrafos werden aber nachgeworfen. Ob die Dauerlast fähig sind?

Trafo oder Spartrafo ist fast die einzig zulässige Methode zur Leistungsreduktion.

Dimmer, PWM ....... schaut mal in die TAB des Netzbetreibers. (Kümmert natürlich keinen)

uschi · 4. Mai 2025 um 07:18

Ein 3000VA (Vevor) läuft bei mir seit mehreren Jahren vor dem 100L Boiler.
Einziges Problem war der "Anlaufstrom", hat regelmäßig einen B16A ausgelößt.
Ein Zwischenstecker zur Anlaufstrombegrenzung hat Abhilfe gebracht.

hopfen · 4. Mai 2025 um 07:27

Klar, die Ringkerne wollen sanft angeworfen werden.

Wie sind eigentlich die Leerlauf Verluste solche China Klötze.
Habe hier ein 10 kg Teil das leider nicht für 230 V geeignet ist.
An etwa 150 V gönnt er sich unter 10 W darüber steigts rassant an.

vavuum · 4. Mai 2025 um 08:02

Spartrafo sind nur bei kleineren Spannungshüben/senken effektiv.

Bei 50% macht das dann auch keinen Sinn....

Dimmer sind verboten - amüsant

lichtquant · 4. Mai 2025 um 19:27

Der ähnlich dem oben verlinkten 3000VA Spartrafo hat 5W im Leerlauf.
Ist aber auch aus, wenn nicht geheizt werden soll.
Hat angeblich 5Kg.

-> 96,5% Wirkungsgrad

Ein anderes Steckdosenleistungsmeßgerät zeigt z.B. momentan am Eingang 347W an (bei 227V) und am Ausgang 335W (bei 111V).

lichtquant · 4. Mai 2025 um 20:11

Wie sieht das mit dem erhöhten Einschaltstrom des Trafos aus?

Wird das die Zeitschaltuhr oder die Tasmota SchaltSteckdose schädigen?

Interessanterweise fliegt die Sicherung manchmal wenn ich den Stecker des Trafos direkt einstecke (Sicherungskasten), jedoch nicht wenn die Tasmota Steckdose einschaltet.

Nun befürchte ich das die dadurch früher "gebraten" wird.

Ist also doch ein zusätzlicher Einschaltstrombegrenzer nötig?

berny · 4. Mai 2025 um 20:29

Bei Ringkerntrafos ist der Einschaltstrom extrem. Hier ein Diagramm für ein 100VA Rinkern welches im Netz gefunden habe als Beispiel:

Das kann noch höher sein als in dem Beispiel und zwar wenn beim letzten Ausschalten eine Restmagnetisierung mit umgekehrter Polung im Kern bleit.
Mir ist nicht bekannt wie Tasmota schaltet. Sind es mechanische Kontakte wird es die Anzahl der möglichen Schaltzyklen reduzieren.
Korrekt geht das nur mit der Sequenz:
= Ringkern mit Vorwiderstand ohne Last ans Netz
= Vorwiderstand überbrücken (da reichen 20msec Verzögerung)
= Last zuschalten