Atmos Flammtronik: Regelduo Flammtronik und UVR - Messwert Lambdasonde beeinflussen

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      • # 177522

      Atmos Flammtronik: Regelduo Flammtronik und UVR - Messwert Lambdasonde beeinflussen

      Hallo liebe Kollegen,

      nachdem ich längere Zeit zufrieden bin, habe ich nun ein technisches Problem welches meinen Bastelimpuls weckt und ich alleine bisher nicht lösen konnte. Vielleicht habt Ihr eine Idee.

      Ich heize mit einem Atmos GSX 50 der sich zunächst als kein einfacher Kunde gezeigt hat. Aber mit den vielen Hinweisen dieses und anderen Foren konnte der Kessel mittels Hardware-Veränderungen und zusammen mit einer Flammtronik und einer UVR 16x2 gebändigt werden. Ich habe zwischendurch bereut, dass ich keinen Premiumkessel angeschafft habe, aber nun läuft er bei niedrigster AGT sehr sauber. Allerdings muss man beim Anheizen und Nachlegen Sorgfalt walten lassen, da es dabei manchmal zu Flammabrissen kommt, die schlecht bis gar nicht mehr Zünden.

      Nun habe ich festgestellt, dass es optimal wäre in der Anheizphase mit einem geringeren Restsauerstoffgehalt als im Hauptabbrand zu fahren. Im Hauptabbrand stellt sich bei mir etwa bei 3,6 % der bestmögliche CO-Wert ein. In der Startphase hat sich 2% oder sogar darunter besser bewährt. Bei geringerem Rest O²-Gehalt ist das empfindliche Startflämmchen viel stabiler und heißer. Gegenüber dem Standard O²-Wert ist sicheres und Glutbett schonendes Anfahren möglich, da weniger Drehzahl benötigt wird. Co-Werte sin in dieser Phase eh nicht prickelnd, sodass dieser Aspekt m. E. vernachlässigt werden kann. Natürlich kann man das händisch an der FT umstellen, ich würde es aber gerne eine Regelung machen lassen, nach dem Motto anlegen und vergessen.

      Ich habe dazu bisher folgende Optionen bedacht:
      • Anschaffung einer Lamdasonde mit Messwandler z.B. Knödler und die FT nur noch die Primärluft regeln lassen. Wäre mir irgendwie zu schade für die FT und auch nicht gerade preiswert. Evtl. würde die Rücknahmeregelung irgendwann störend eingreifen, wenn die FT über längere Zeit 100% regelt aber der Rest-O²-Gehalt nicht hoch kommt?
      • Die UVR mit einer eigenen Sonde alles regeln zu lassen und die FT veräußern. Ich habe versuche gemacht und muss gestehen, das mir eine vernünftige PID-Regelung der Primärluft mit der UVR nicht gelungen ist. Außerdem wären das einige zusätzliche Programm Baustellen bis alle Sicherheitsfunktionen der FT umgesetzt wären, sodass ich mich dagegen sträube die FT abzubauen und diese Entwicklungsarbeit zu leisten. Mir ist für diesen letzten Schritt auch nicht klar, inwieweit Primär-und Sekundarluftsteurerung für eine optimale Regelung evtl. sogar kommunizieren müssen, ich meine gelesen zu haben das dies in der FT passiert.
      • Jetzt zu meiner Haupt-Frage - Low-Budget Lösung: Kann man evtl. in eine der Messleitungen der Lambdasonde z.B. einem temporären Widerstand oder ähnliches einfügen um das Messergebnis so zu verändern, dass die FT statt 3,6% Restsauerstoff etwas weniger, so um 2,0 % misst? Um absolute Genauigkeit geht es dabei nicht. Dann könnte die UVR über einen einfachen Schaltvorgang für die Dauer der Startphase den Messwert wunschgemäß verändern und die FT würde selbstständig in dem jeweils gewünschten Bereich regeln.
      Wie könnte man das noch machen?

      Grundsätzlich bin ich mit der Regelleistung der Flammtronik zufrieden, wenn diese auch die bekannten Macken hat. Die Sicherheitseinrichtungen der FT finde ich gut. Alles was mir bislang nicht gefallen bzw. gefehlt hat, habe ich über eine UVR 16x2 anpassen können. Das Primärsignal und das Sekundärluftsignal der FT läuft über die UVR auf das Saugzuggebläse und den Sekundärbelimo. So kann z.B. die UVR den Startvorgang nach BKT überwachen und die Drehzahl nach Bedarf anpassen, sodass die Neigung der FT abgemildert wird, in der Startphase bei kurzzeitig stagnierender AGT, obwohl der HV im optimalen Bereich läuft, die Leistung ins Unendliche zu steigern. Eine maxi- und minimale BKT kann definiert und miteinbezogen werden. Bei Flammabrissen kann die Sekundärluft kurzzeitig automatisch geschlossen werden, um die Zündneigung der Flamme zu verbessern. Bei Sekundärluftmangel wird bei mir die Lüfterdrehzahl moderat erhöht und nicht gesenkt. Gluterhaltung ist möglich wenn gewünscht und bei andauerndem Flammabriss ruft mich die UVR an und schaltet, wenn ich nicht zuhause bin den Kessel über den STB ab.

      Aber das Feature variabler O²-Wert ist nicht mit Programierung zu lösen.



      Liebe Grüße und immer einen Meter Holz vor der Hütte
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      • # 177523
      Hallo
      Ja sicher geht da was um die Messpannung temporär zu verschieben. Dazu bin ich zu wenig Elektroniker. Als einfachstes Mittel könnte ich mir auch gezielte Falschluft vorstellen. Einfach eine kleine Blende kurz vor der Sonde öffnen.
      mfg
      Andreas
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      • # 177525
      Ja, keine schlechte Idee. Zur Not könnte man über ein Magnetventil und einen Schieber o.ä. gezielt und einstellbar eine geringe Menge Falschluft direkt der Sonde zuführen. Danke

      Natürlich wäre mir eine elektrische Variante lieber.

      LG Michael
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      • # 177526
      Hallo,

      Zur Sonde:
      Die Sonde ist direkt mit der Heizung der Sonde an der FT angeschlossen.
      Damit , so würde ich sagen, ist die Verarbeitung des Sondensignales innerhalb der FT.
      Man könnte durch einen Widerstand das Signal zur FT etwas verringern aber nicht vergrößern.
      Alles andere wäre ein wesentlicher Mehraufwand und Eingriff in die FT.

      Aber warum willst du das machen?

      Zum Brennverhalten eines Vergasers allgemein:
      Die Primärluft bestimmt die gefahrene Leistung des HV
      Mehr Primärluft ergibt mehr Leistung, damit weniger Primärluft weniger Leistung.

      Zwischen Änderung der Primärluft und kompletter Reaktion des Feuers wird aber immer etwas Zeit verstreichen.
      Die Primärluft wieder, wird zuerst einmal nur von der RGT beeinflusst.
      Erhöhte RGT wird die Primärluft verringern, zu niedrige RGT wird die Primärluft erhöhen.
      Erst wenn die Vorlauftemperatur zu hoch wird, etwa 86...88°C, wird auch die Vorlauftemperatur
      die Primärluft verringern.

      Dann zur Sekundärluft.
      Die Sekundärluft wird durch den O2 Gehalt im Rauchgas bestimmt.
      Dein genannter Wert von 3...4 Vol.% O2 liegt durchaus innerhalb des Normalwertes.
      Ich verändere bei mir diesen Wert bei der normalen Verbrennung nicht.

      Ein weiterer Weg, den einige hier fahren, ist die Rücknahme der Primärluft beim Erhöhen der Sekundärluft.
      Immer dann wenn der O2 zu niedrig ist, kleiner als der Sollwert, wird die Sekundärluft erhöht und
      die Primärluft verringert.
      Dies geht von der Überlegung aus das ein zu niedriger O2 Gehalt ein zu viel an Leistung bedeutet und damit
      die Primärluft zurück genommen werden sollte.

      Das entspricht aber nicht meiner Meinung.
      Da dies ein zu großer Einfluss auf das Brennverhalten in der Brennkammer (Vergasungskammer) hat.

      Ich selbst habe das in der eigenen Regelung nicht eingebaut.

      Zum Brennverhalten in der Vergasungskammer:
      Wenn dein Kessel einmal gut gebrannt hat und jetzt nicht mehr,
      dann überprüfe einmal den Vergasungsraum auf Falschluft.

      Wenn du Holz in den Vergasungsraum eingeschichtet und angesteckt hast,
      Dann wird sich das Feuer mit der eingeblasenen Primärluft entfachen bis zu einem bestimmten Punkt.
      Danach wird die Eigenhitze des Feuers immer mehr versuchen weiteres Holz anzubrennen.
      Da die Primärluft konstant bleibt, wird die Luft zu wenig sein und das Feuer wird nicht weiter brennen,
      sondern sich etwas Ersticken.
      Es tritt damit ein Selbstregelungseffekt auf.
      Damit wird dein O2 in der Brennkammer um Lambda 1 oder kleiner sein.
      Erst durch Zugabe der Sekundärluft erfolgt eine Nachverbrennung.
      Bei einer O2 Regelung halt bis zu dem eingestellten O2 Sollwert.

      Das ist erst einmal in kurzen Worten was in deinem HV so passiert.

      Um das es aber überhaupt erst anfängt zu brennen benötigst du bis nach der Zugabe von
      Sekundärluft eine entsprechend hohe Brenntemperatur.
      Die Zündtemperatur von CO (Holzgas) liegt bei etwa 610°C.
      Zum sicheren Brennen solltest du aber bei etwa 700°C oder höher liegen.
      Das haben die Kesselhersteller inzwischen bemerkt und haben die Vergasungskammer mit Blechen abgekleidet.
      Damit wird die Wärmeabgabe an die Kesselwände verkleinert und die Brenntemperatur ist dabei gestiegen.

      Damit es richtig brennen kann musst du ein entsprechendes Glutbett fahren.
      Ich mache das bei mir indem ich die Primärluft langsam hoch fahre bis das ich die RGT und auch eine
      Brenntemperatur über 700°C erreiche, danach fahre ich die Primärluft wieder zurück auf einen Startwert.
      Jetzt erst wird, nach einer weiteren Beharrungszeit, die automatische Regelung frei gegeben.
      Dieser Anzündvorgang erfolgt automatisch und ist nach etwa 15...20 Min beendet.

      Die Steuerung habe ich komplett mit einer frei programmierbaren Steuerung selbst erstellt.
      Wenn du Fragen hast, frage hier.

      mfg
      HJH
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      • # 177528
      Hallo Michael

      Es ist nicht so einfach einen HVG auf Betriebstemperatur zu bringen ohne das es zu vermehrten Flammabrissen kommt.
      Hab mir zu dieser Kontrolle extra ein Beobachtungsguckloch gebohrt und ein Gewinde geschnitten das dz mit einer
      M20 Schraube verschliese.Leider ist ein längerer Beobachtungszeitraum über mehrer Abbrände über ein Hochtemperaturschutzglas
      und Videocamera nicht möglich weil dies genau im Gasstrom liegt und relativ stark verschmutz.
      Insbesonders in der Anheizperiode muß man trachten das die Brennkammer sehr schnell auf Temperatur kommt und nicht
      durch Sekundärluft runtergekühlt wird.
      Ich habe das so gelöst das ich die Brennraumtemperatur als Stellungsregler benutze welche ich über eine Skalierfunktion die
      Stellungsausgabe des PID Reglers (Max) beaufschlage.
      Unter 650°C gibt es keine Sekundärluftzugabe (ist in der Anheizphase ca 1-2 min ) und in der Ausbranntphase auch nicht nötig.
      Ich verwende einen Sauerstoffsensor von TA welcher über den DL-Bus direkt einen % Wert des Restsauerstoffes im Abgas ausgibt.
      Das vereinfacht natürlich Auswertung und Regelung .
      Das Stellungssignal gebe ich über eine Anlogfunktion als Sollwert an einen Mischerregler welcher die Stellungssignale über Relais
      an einen 24 V Belimo mit Stellungspotensiometer ,welche ich als % uelle Rückmeldung an den Mischungsregler zurückführe .

      Deine überlegung in der Startphase ein höheres Restsauerstoffgehalt der FT vorzutäuschen geht schon in die richtige Richtung .
      Leider weis ich nicht die Ausgangsignale deiner Restsauerstoffmessung bzw welche Eingangsbereich die FT braucht.
      Denke es gibt ja viele Anwender der FT welche dir diesbezüglich helfen können.

      Als Basis für die nötige Startphase falls keine Brennkammertemperatur vorhanden kannst ja auch die Abgastemperatur heranziehen .
      Auch die Möglichkeit die Stellungssignale zur Sekundärluft zu unterbrechen und in der Startphase auf zu zu stellen kannst sicher mit der UVR
      machen..

      In Anhang meine Sauerstoffregelung welche als Info dienen kann.

      mfg Glutgeist
      Files
      Die wichtigste Erfindung der Menschheit ist:
      Bleistift und Papier

      v.T.A.Edison
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      • # 177532

      HJH wrote:

      Man könnte durch einen Widerstand das Signal zur FT etwas verringern aber nicht vergrößern.
      Das wäre meine Chance und auch Hoffnung, das mit einem Widerstand bei 2,0 % einfach 3,6 % übertragen wird. ich habe versucht aus den Datenblättern und auch an anderer stelle im Netz herauszubekommen wie die Messwertübertragung einer LSU 4.2 funktioniert. Leider fehlt mir aber entweder das elektrische und oder technische Hintergrundwissen oder es handelt sich um Angaben über die man nicht sprechen muss, weil die Steuerelektronik meist ebenfalls von Bosch kommt? Evtl. kann ja noch jemand dazu was sagen.

      HJH wrote:

      Aber warum willst du das machen?
      Ich betreibe meinen GSX 50 sowie seinerzeit HartlBe. Das funktioniert eigentlich gut und die AGT ist eine Traum, aber schon Bernhard hatte ab und an mit dem Problem zu kämpfen, dass es nach dem Anfeuern oder Nachlegen zu Flammabrissen kam, welche nicht mehr zündbar waren.
      Ich habe einmal nicht sofort gemerkt, das die Flamme aus war und der Kessel hat nur ein zwei Stunden gekokelt, dass hat mich meine bis dahin jungfräulichen Wärmetauscherflächen gekostet, denn der Teerbelag ist nicht vollständig zu entfernen gewesen. Selbst mit dem Bunsenbrenner nicht, da hätte ich erst das Kesselwasser ablassen müssen um die nötige Temperatur zu bekommen. Ich kann mir Vorstellen wie dass ausgesehen hätte, währe es gar nicht bemerkt worden. Seit diesem Vorfall überwacht die UVR die Brennkammertemperatur und ruft mich an wenn die Flamme aus geht. Oft kann man das Problem mit etwas Türchen öffnen, Drehzahl ändern in den Griff bekommen, manchmal muss man die Kiste aber auch einfach ausgehen lassen und neu Zünden. Der neuste Trick der manchmal Abhilfe schafft ist Sekundärluft kurz zumachen, damit wird die Flamme nicht mehr gekühlt und zündet eher wieder. Ist aber auch nicht 100% sicher. Mittlerweile sind die Flächen von alleine wieder sauber, ich nehme an das die Anhaftungen in den Sommerpause nach und nach leicht von Rost unterwandert wurden und abgefallen oder verbrannt sind.
      Mir ist es wichtig dass es möglichst nicht zu diesen Flammabrissen kommt, daher ist das Konstruktionsziel die Steuerung dahingehend zu optimieren.
      Ich möchte möglichst wenig meinen Kessel das Händchen halten keinen Gestank produzieren und auch nicht auf optimale Wärmetauscherflächen verzichten. Und mir ist einfach aufgefallen, dass weniger Rest-O²-Gehalt beim Starten besser ist. Daher würde ich gerne diese Baustelle angehen.

      HJH wrote:

      Ein weiterer Weg, den einige hier fahren, ist die Rücknahme der Primärluft beim Erhöhen der Sekundärluft.
      Immer dann wenn der O2 zu niedrig ist, kleiner als der Sollwert, wird die Sekundärluft erhöht und
      die Primärluft verringert.
      Ab 95% Sekundärluft lasse ich die UVR moderat die Drehzahl des Lüfters erhöhen, das reicht in der Regel aus, dass es zu keinem Mangel kommt. Wenn die Leistung dadurch ansteigt, macht das Signal der FT die Primärklappe etwas zu, sodass sich in der Durchsatz in der Vergasungskammer kaum verändert.

      Glutgeist wrote:

      Als Basis für die nötige Startphase falls keine Brennkammertemperatur vorhanden kannst ja auch die Abgastemperatur heranziehen .
      Auch die Möglichkeit die Stellungssignale zur Sekundärluft zu unterbrechen und in der Startphase auf zu zu stellen kannst sicher mit der UVR
      machen.
      Die BKT und AGT stehen auch der UVR zur Verfügung und werden bereits verarbeitet. Da die FT jedoch noch die Primärklappe bedient, kann nicht einfach Sekundär geschlossen oder anders gesteuert werden als dies die FT vorgibt, denn bei O² <= 0 geht diese in die Rücknahme. Ein anderes Problem bei diesem Vorgehen ist die Rückgabe der Reglung an die FT, denn wird nach längerer Abweichung wieder das Steuersignal der FT verwendet, gibt es einen großen Sprung der die Flamme ebenfalls gefährdet. Die Klappe ist zu diesem Zeitpunkt reell fast geschlossen und das Steuersignal der FT stünde auf wahrscheinlich 100%, bis diese Zustände wieder zusammen kommen gibt es ein schönes Chaos auf Sekundärseite. Danke für den Progammteil PID, evt. probiere ich mich nochmal an der PID-Regelungmit UVR.

      LG
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      • # 177534
      Hallo,

      eine Lösung wäre das Sekundärsignal auf die UVR zu geben und dort so zu behandeln wie du es willst und dann weitere zum Belimo geben und falls dir eine 0-10V Eingang fehlt kannst du das Signal über einen Spannungsteiler (max. 3,3V)direkt auf einen geben denn die Auflösung der UVR ist 16 Bit Stark.

      Sonnige Grüße Reiner
      PS: ich habe bei mir die FT komplett rausgeschmissen und auf Knödlermodul und 16x2 umgestellt und habe damit viele Probleme damit erschlagen
      ETA BK 15 mit Saugzuggebläse geregelt mit UVR16x2

      3 X 800 l PS zwei mit Solarwendel und 14 m2 FK mit einem CTC 265 EM als
      Backup geregelt mit zwei UVR16x2 mit CAN-I/O44 CAN-MTx2 und CMI
      DHH mit Anbau und 110m2 Heizfläche

    Webutation