Lambdamessung/ Abbrandregelung

Hallo Helmut!

Ich denke, VIMAR hat das mit Absicht so gemacht - das ist letztlich ein Vollast-kessel und das Gebläse ist nicht dazu gedacht bis 0 hinunter zu modulieren. Die Original-Steuerung hat eine mindest-Lüfterleistung von (aus dem Gedächtnis) 20% oder 30%.
Da hebt's die Klappe sicher. Ich kann mir nicht vorstellen, daß die Originaldüse mit 10% noch vernünftig brennt.

Wie gesagt - ich denke, das ist um den Zug sicher auszuschalten - wenn ich bei meinem 14.9er bei 75° die Pumpe ausmache, dann geht sich das bestenfalls knapp aus bevor die TAS auslöst. Ein wenig Restzug und der Kessel brennt weiter bis das Holz alle ist - bei laufender TAS.

Was der 40er da macht entzieht sich meiner Kenntnis - aber das von dir beschriebene Gegengewicht wird wohl die gleiche Funktion haben.

Das von dir beschriebene "Problem" in der Gegend von Null-Leistung sollte im Betrieb nicht auftreten - es sei denn man betreibt den Kessel ohne Puffer und hat zuwenig Abnahme.
Bei mir hebt's die Klappe einmal beim Einschalten und dann senkt sie sich erst wieder wenn das Gebläse ausgeschalten wird. Rückzündungen kommen bei mir praktisch nicht vor. Die beschriebenen Abläufe hab ich beim Testen der TAS u.a. Sicherheitsfunktionen beobachtet.

Wenn man alles umbaut dann mag das ein issue sein. Ich würde allerdings nicht versuchen einen Hozkessel von 0-100% modulieren zu wollen. Selbst Gasthermen haben eine Mindestleistung von ca 20%. Darunter passt halt gar nix mehr.
Gas ist dabei aber ein viel homogenerer Brennstoff und daher leichter zu regulieren.

Grüße,
Albrecht

Hallo Erwin!

Zitat

Funktionell können die Steuerungen folgendes:
Von der Grundfunktion her wird die Lüfterdrehzahl in Abhängigkeit von der Abgas- und der Kesseltemperatur geregelt. Das heißt, werden die gemessenen Temperaturen größer, wird die Lüfterleistung kleiner. Der eigentliche Effekt hierbei ist der, dass sich der Kessel in ein Gleichgewicht aus Lüfterleistung und Abgastemperatur steuert, welches mit zunehmender Kesseltemperatur langsam aber gleichmäßig den Puffer lädt. Diese Gleichmäßigkeit bewirkt, dass im Kessel keine schlagartigen Druckwechsel erfolgen, was bei geschalteten Lüftern der Fall ist. Plötzliche Druckwechsel sind Gift für jedes Holzfeuer.

d.h. er hat die Abgastemperatur auch ein wenig geglättet - sonst wäre die Steuerung nach Abgastemp zu nervös und würde durch die Lambdaregelung beeinflusst. Die Leistungsregelung muß träge sein, damit das gut funktioniert (nicht schwingt). Das widerspricht halt ein wenig den Sicherheitsfeatures, die recht schnell die Luft abschalten müssen.

Zitat

Nein ohne das Blech, hab die Gebläseleistung auf 70% oder auf 100% gestellt und getestet auch verschiedene andere Einflüsse (du kennst ja Vollmars Regelung nicht?) siehe oben. Da das ganze sehr Provisorisch war ist das nicht unbedingt aussagekräftig, aber die Asche ist fast weis im Brennraum.
So hell war sie höchstens 1 mal vorher.
Ich wollte nur wissen obs geht und wie? bevor ich die Luft trenne.

Den Effekt kenne ich auch von mit "ohne" Lüfterblech. Allerdings ist dann die Leistung zu hoch und die WT zu klein und damit die Abgastemperatur zu hoch. Wenn man nach Abgastemperatur regelt versteckt man diesen Effekt - Das Gebläse läuft dann von der Abgastemperatur begrenzt bei 50-70% und die Sekundärluftdüsen bekommen nix ab.

Zur weißen Asche will ich wieder hin, aber mit verringerter Leistung durch angepasste Hardware - hab schon beschrieben wie.

beste Grüße,
Albrecht

Hallo Helmut!

Zitat

Wie gesagt - ich denke, das ist um den Zug sicher auszuschalten - wenn ich bei meinem 14.9er bei 75° die Pumpe ausmache, dann geht sich das bestenfalls knapp aus bevor die TAS auslöst. Ein wenig Restzug und der Kessel brennt weiter bis das Holz alle ist - bei laufender TAS.

Welcher Dummkopf schaltet denn bei 75° die Pumpe aus?

Jemand der nur Sicherheitsfunktionen vertraut, die er selbst getestet hat.

Was ist der Vorteil davon, nicht zu wissen was bei einem Strom- oder Pumpen- ausfall passiert ?
Bei uns kommen Stomausfälle durchaus vor - und dann gibt's nur mehr 80l kaltes Wasser im Windkessel, da auch unser Wasser per Pumpe aus dem Brunnen kommt.

Also teste ich das lieber im vorhinein, wenn ich dabei bin und eingreifen kann (beim Testen hatte ich natürlich noch Strom und hätte die Pumpe jederzeit wieder einschalten können.)
Dabei lernst man auch sehr viel über das System und warum die Regelung so programmiert ist.

Ich hab da alle gängigen Fehlerannahmen durchgespielt und mein System ist soweit eigensicher - wie sieht's mit Deinem aus ?

Wenn du so jemanden Dummkopf nennst, dann richtet sich das selbst.

Zitat

Das von dir beschriebene "Problem" in der Gegend von Null-Leistung sollte im Betrieb nicht auftreten - es sei denn man betreibt den Kessel ohne Puffer und hat zuwenig Abnahme.

Hab ich auch nicht geschrieben das der Kessel wegen Überhitzung auf 0 gehen soll.

Das ist eines der fundamentalen Sicherheitsfeatures - ich hoffe für Dich, daß Du das nicht ausgebaut hast.

Irgendwie kamst du darauf, daß es in der Gegend von Null ein regelungstechnisches Problem gibt (suboptimale Regelung).
Ich bleibe dabei, daß das im laufenden Betrieb irrelevant ist.

Zitat

Mal ein Ampermeter ans Gebläse halten dann sieht man was das Gebläse wirklich macht!

Keine Sorge ich war sogar mit'm Oszi dran.

Was zeigt dein Amperemeter denn an bei einer PWM Ansteuerung die gerade regelt ?
Ich hoffe es war wenigstens ein true RMS und halbwegs schnell.

Grüße,
Albrecht

gutber schrieb:

Zitat

Bei Stromausfall ist auch das Gebläse aus und die Selbstzirkulation sollte reichen die Wärme abzuführen bis das erlöschende Feuer keinen Mumm mehr hat.

Da unterhältst du dich besser mit Jens (40er) dort hat selbst die Pumpe nicht gereicht um die Hitze abzuführen (zugegebenermaßen mit hydraulischem Problem).

Der 15er hat bis zu 60kW (siehe Typprüfungs-log). Bring das mal per Schwerkraft an den Mann - in den Puffer.

Zitat

Da ist ein Notstromagregat Pflicht, 80L Wasser ist so gut wie nichts in dem Fall.

Doch das reicht um den Kessel unter 100° zu halten, bis der sofort eingeleitete Sauerstoffentzug greift.
Den Rest packt dann die Schwerkraftzirkulation gerade noch - und ich hab 5/4" verrohrt.
Die TAS tröpfelt übrigens ziemlich dahin - 3 min für einen 10l Kübel.
Was glaubst Du warum ich das alles ausprobiert habe.

Ein Notstromaggregat verringert die Ausfallswahrscheinlichkeit nur geringfügig (zu komplex & anfällig).
Da steckt eine Menge Wartung dahinter, daß ein Notstromaggregat im Notfall auch wirklich zuverlässig startet.
Im Hausgebrauch zu vergessen: wenn Du's nach 1 Jahr wirklich brauchst funktioniert das sicher nicht.

Zitat

Wenn das eine Steuerung nicht kann, darf sie nicht eingesetzt werden und verdient den Namen nicht.
Deshalb wirst du den Ofen auch nirgends ohne Steuerung kaufen können, da die Sicherheitsanforderungen nur so erfüllt werden können.

Das mußt du Helmut erzählen - er macht so seltsame Andeutungen...

Zitat

Einen Mittelwert!

Hoffentlich - kommt auf das Verhältnis Meßzeitintervall / Signalperiode an. Da ist dann ein längerfristig integrierendes True RMS Gerät besser.
Wenn's aber nur ein sample & hold ist, dann mißt Du Mist (irgendein Wert im Intervall).
Kosten- & Verständnisfrage.
Ich halte es mit Shannon und verwende für schnelle Signale lieber deutlich schnellere Analysegeräte
Shannon gilt durchaus auch für Analogsignale - halt mit höherem Faktor.

Grüße,
Albrecht

Hallo Thomas!

Nicht alles was du mit "albrecht schrieb" zitiert hast ist wirklich von mir - da ist einiges von Erwin dazwischen und evtl auch von Helmut.

Danke für die Beschreibungen - vieles hatte ich mir schon zusammengereimt, aber die Klarstellung eliminiert unnötige weitere Diskussionen.

Zitat

albrecht schrieb:

Das muß nicht sein. Die eigentlichen Sicherheitseinrichtungen sind die TAS und der STB. Die reagieren beide auch nicht gerade schnell.
Damit die aber nicht anspringen -oder eben nur, wenn die Elektronik mal total kaputt geht, was noch nicht geschah- sind verschiedene Softwarefeatures drin. Einerseits kann man einen Kesseltemperaturwert einstellen, bei welchem der Lüfter komplett abschaltet. Andererseits geht er ab 95Grad auf irgendeiner Wassertemperatur immer aus. Ebenso unterbricht der STB den Lüfterstrom und zwar nur den. Die Pumpe(n) läuft(laufen) weiter.

Der STB kommt noch vor der TAS (die ist bei ca 95°).
Lang davor regelt die AK aber schon den Lüfter ab: "Regelung nach Gradient der Temperatur" heißt erste Ableitung der Temperatur bzw. Temperaturänderung, d.h. sowie die Pumpe ausfällt und die Temperatur rascher zu steigen beginnt, regelt die AK schon ab - und das recht heftig.

Das soll dafür sorgen, daß die TAS leicht zurecht kommt und das Druckventil möglichst nie anspricht.
Bei der AK funktioniert das sehr gut - Bei Vollast die Pumpe ausschalten braucht nur recht wenig TAS-Durchfluß um das System zum Stillstand zu bekommen.

Der Nebeneffekt ist, daß die AK sehr "nervös" wirkt: durch die starke Koppelung an die Ableitung führt jede kleine Änderung zum Ausschlag.

Es ist halt ein trade-off: gleichmäßigere Regelung mit Vollmar und mehr auf TAS, STB, und Druckventil verlassen, oder "nervösere" Regelung per AK, dafür ist TAS und STB wirklich als stille Reserve für den Notfall (was ich provoziert habe ist ja der GAU- das kriegt man nicht so schnell zusammen).

Zitat

Das mit der Gleichmäßigkeit der Verbrennung halte ich für sehr wichtig, weshalb die Steuerung darauf getrimmt ist.

Ist eben eine Design-Entscheidung - s.o. Beides hat seine Vorteile - deine Lösung im normalen Regelbetrieb (sauberer)

Zitat

Ich war letzte Woche wieder in Großenhain bei SL, um dort den großen Vergaser zu testen. In zwei Stunden 150kWh erzeugt - macht 75kW Wärmeabgabe. Nachdem nun der Brennraum optimiert wurde, brennt der bei 90-92% Feuerwirkungsgrad(volle Lüfterleistung) mit weniger als 50ppm CO und O2 bei 6-9%. Wenn da der Lüfter ständig auf- und abgeregelt oder gar geschaltet würde, könnte man solche Werte vergessen.

Ich hab 106 ppm CO bei 5,7% O2 - noch ohne Eingriffe in die Regelung - der Lüfter läuft konstant auf 100% - dazu hab ich ja die Puffer. Da fehlt's immer noch ein wenig an Sekundärluft.

Zitat

albrecht schrieb:

Ich bin zwar hydraulisch überhaupt nicht fit, aber dennoch folgende Begebenheit:
O.g. Kessel ist für max. 150kW ausgelegt. Frühere Messversuche sind gescheitert, weil die Wärme mit "Hausinstallation" nicht wegzubringen war. Jetzt hat man umgebaut und geklotzt, nicht gekleckert. Vor- und Rücklauf sind jetzt 80er oder 100er Rohre. Die gehen von einer Art hydr. Verteilung durch eine große Fertigungshalle in die Puffer. Haben also selber schon eine Menge Wasservolumen. Sie sind an der Decke verlegt, ohne Höhenunterschiede. Der einzige Höhenunterschied ist von de dieser Verteilung an die Decke hoch, ca. 2,50m. Das alleine reichte für die Zirkulation, dass wir die Kesselpumpe erst nach 1,5h eingeschaltet haben. Und auch da nur die kleine Pumpe.

Tja die 100er-Verrohrung ist hier der Schlüssel. Da geht der Fließwiderstand gegen Null während das transportierte Volumen sehr groß ist. Zusammen mit der großen Wärmekapazität von Wasser reicht dann ein minimaler Antrieb, daß man enorme Wärmemengen wegbekommt.
Bei DN100 kann's sein daß du per Schwerkraft auf 2.5m Höhe ein größeres Volumen bewegst als mit einer kleinen Pumpe, die zwar intern höhere Fließgeschwindigkeiten hat, aber halt bei DN20-30 - wenn du das auf DN100 umrechnest bleibt nix über. Eine DN100 Pumpe wiederum würde den Kessel binnen einer Minute kalt machen, sofern die Rücklaufanhebung nicht einschreitet.
Wenn die 100er Rohre nicht isoliert sind, dann reicht allein die Oberfläche der 100er Rohre quer durch die Halle (sind gleich einmal 100m) um die Wärme wegzubekommen.

TAS...

Zitat

Ich habe Kesselgesehen, wo binnen 2min der Kessel (Forster 30kW) kalt war.

Na klar: 8° kaltes Wasser hat schon in geringen Mengen ganz schöne Wirkung. Soviel Wasserinhalt hat ein 15er(25er!) Kessel ja auch wieder nicht.
Solange keine Wärme nachkommt (O2 abgesperrt). Wenn zusätzlich die Glut unter die Brandtemperatur abgekühlt wird ist das Feuer schnell aus. Das brauch ich aber gar nicht - ist übertrieben und geht aufs Material.

Zitat

Schlimmer ist es eher, wenn der Kessel vollesRohr powert und plötzlich der Lüfter ausgeht. Das kannn dann zu den schönsten Verpuffungen führen. Hab ich ach schon erlebt.

Hab ich bei meinen Versuchen auch erlebt - ist aber nicht so schlimm. Klingt halt dramatisch wenn die Klappen klappern oder sich eine stehende Welle im Rauchfang bildet. Das muß der Rauchfang abkönnen. Hat ja oben eine große Öffnung.

Zitat

albrecht schrieb:

...

Das war definitiv von Erwin.

Zitat

albrecht schrieb:

Meine Steuerung arbeitet nicht mit PWM. Wäre nicht bezahlbar. Der Lüfter wird per Phasenanschnitt angesteuert. Und ich bin mir ziemlich sicher, dass das die AK-Steuerung grundsätzlich auch nicht anders macht.

Sorry - nachdem auch diverse Hersteller das alles in einen Topf werfen verwende ich das auch nicht immer exakt richtig.

Meistens ist's Phasenanschnittsteuerung oder Puls-Modulation (Thyristor oder TRIAC)
Beim Thyristor ist's dann ja eigentlich eine Phasenabschnittssteuerung.
Der Triac schaltet einzelne Halbwellen auf.
Manchmal auch eine echte PWM in SW(!), die per TRIAC halt einige Halbwellen aufschaltet und dann wieder Pause macht.
(billigste Methode!)

Zitat

Ein vernünftiges Meßgerät sollte den Effektiv- und alternativ den Spitzenwert anzeigen. Der angezeigte Effektivwert ist zumindest annähernd der über die Halb-, bzw. Vollwelle integrierte Mittelwert und somit mittelbar aussagekräftig über die Leistung, die der Lüfter gerade kriegt.
Mittelbar, weil dazu ja Strom UND Spannung gehören und man einen Blindanteil via Multimeter üblicherweise nicht ausgwiesen bekommt.

Und welcher Heimbastler nennt so ein Meßgerät sein eigen? Da ist die Lambdaregelung billiger als so ein Meßgerät. Deswegen meine Zweifel an der "Amperemetermessung". Ich bin da sicher nicht repräsentativ mit meinem Hang zu gutem Werkzeug und der Möglichkeit Profiwerkzeg zu borgen / zu verwenden.

Deine Regelung ist sicher sehr gut Je mehr ich darüber höre, desto mehr schätze ich die Entwicklungszeit die darin steckt - auf jeden Fall regelt sie stabiler als die AK.
Ich hoffe Du bist mir nicht böse, wenn ich sie trotzdem nicht kaufe - in meinem Fall erwarte ich mir keine Verbesserungen, da mein Kessel als Vollastkessel läuft und ich durch die besondern Umstände (Brunnenpumpe) mich nicht zu 100% auf die TAS verlassen will.
Ich will die Vollast-Leistung durch mechanische Eingriffe etwas herunterbekommen und dann wieder die gleiche Verbrennungsqualität erreichen wie bisher. Dafür muß ich Luftführung & Düse ändern - wenn die passen bringt mir die andere Regelung keine Verbesserung mehr.

beste Grüße,
Albrecht

hw55 schrieb:

Zitat

....und dann ist das Kühlwasser für die TAS weg :woohoo:

Gruß Helmut

Bis die 1500l aus den 2000l Puffern durch das oben liegende Überdruckventil verdampft sind, müsste ich mehr als 10x nachlegen. :woohoo:
Dieser SuperGAU ist dann schon schwer unrealistisch :laugh: Dazu bin ich zu faul :blush:

Ich füll halt nicht so gern Wasser nach, also bleib ich bei der SW-Lösung und schau daß ich TAS, STB und Ventil möglichst nicht brauche. Ist doppelt & dreifach sicher und bis auf das Ventil auch alles getestet.

BTW: es gibt ein Atomkraftwerk in Frankreich, das sie bei Niedrigwasser leistungsreduziert fahren müss(t)en, weil sonst das Kühlwasser im Fall eines mittleren Unfalles nicht reicht.:blink: Darüber mach ich mir mehr Sorgen.

Grüße,
Albrecht :lol:

Hallo Thomas!

Zitat

Im billigsten Fall wird die Meßgröße gleichgerichtet, geglättet und runtergeteilt. Raus kommt aber immer der Effektivwert, da die Glättung die Integration bewirkt. Vor zwanzig Jahren konnte ich solchen Quatsch mal mathematisch herleiten. Naja, ist halt lange her.

Das erste Problem ist das gleichrichten -ein AC signal in der Gegend des zero-crossings ist dann 0, das nächste die unbekannte Zeitdauer in der das gemacht wird - Interferenz mit dem Signalverlauf, die dritte ist dann, daß billige slope-ADC's ziemlich lange brauchen um das Signal zu konvertieren - in der Zeit ist die "Integration" aus. Es ist wie eine Pulsweitenmodulation des Meßsignals, bevor man mißt. Wenn die Frequenz blöd zum Signal passt, dann mißt man Mist.

Daß jeder Motor prinzipiell als Generator funktioniert stimmt leider nicht mehr, seit man draufgekommen ist, daß man beide Magnetfelder elektrisch erzeugen kann. Der Restmagnetismus in einem Kurzschlußanker ist dann halt zu klein für nennenswerten output.
Alle Motoren die für effiziente Rekuperation gedacht sind haben z.b. eine 3. Kohle. Bei den 2 existierenden Kohlen stimmt der Winkel perfekt für den Antrieb - für Generation ist er mehr als bescheiden.

Die Situation heute ist irgendwie pervers: wir vergeuden einiges an elektrischer Energie, weil es einige Zeit lang einfacher war große magnetische Feldstärken elektrisch zu erzeugen.
Mittlerweile haben wir seit 10 Jahren superstarke Neodym-Magnete und nur in Spezialanwendungen werden sie in Motoren eingesetzt:
Bsp1: Solarpumpen müssen mit dem wenigen PV-Strom hocheffizeint agieren -> z.B. Laing Pumpen haben Neodym-Magnete.
Bsp2: Flugzeugmodellbaumotoren müssen ebenso effizient mit der beschränkten Akku-Leistung umgehen - sie müssen die Akkus ja auch noch in die Luft heben -> ebenfalls Neodym.

Modellbaumotoren haben wenige Betriebsstunden/Jahr.
In einer Fabrikshalle wird man keinen einzigen Neodym-Motor finden auch nicht dort wo es schon ginge (Größe) - die laufen ja nur in 3 Schichten rund um die Uhr.

Grüße,
Albrecht

Hallo Helmut!

hw55 schrieb:

Zitat

Hallo Vollmar,
da hast Du das wichtigste vergessen und zwar das einbeziehen der Temperatur von der Sekundärbrennkammer, jedenfalls als Option zuschaltbar wer es machen will.

Das Ergebnis war ja zu sehen, ein Schornstein der von Anfang an nicht qualmt. Oder anders gesagt wenn man nicht weiß das der Kessel in Betrieb ist denkt man wo kein Rauch ist brennt auch nichts. Zweitens ist dies für mich sehr wichtig weil meine Nachbarn in dem gegenüberliegende Gebäude, 100 m lang und fünf Stockwerke hoch nur aus Sesselfurzern bestehen die aus Langeweile den ganzen Tag auf mein Schornstein schauen.

Ja, ja, die lieben Nachbarn! Das erklärt einiges von dem Aufwand den du getrieben hast.
Bei uns rauchen die Nachbarn full-time so wie wir beim Anheizen.
Im Betrieb sieht man bei uns nur mehr ein wenig Flimmern.

beste Grüße,
Albrecht

hallo spacy
das nenne ich exzelente arbeit.
ob sich das negativ auswirkt mit der ungleichheit der schieber ist schon möglich.
du bläst ja von einer seite mehr sek.luft als von der anderen.dem belimo mit der lambda wird das aber nichts ausmachen,die lambda mißt ja im rauchrohr.
der öffnungswinkel beim anheizen ist zu,bis zum abbrandende wirst du bemerken,wie oft sich die klappe neu einstellt.laut lambda soll ab einen wert von ca.15% restsauerstoff wieder geschlossen werden.könnte mir auch einen etwas niedrigeren wert vorstellen.

@ erwin
auch mit der lufttrennung,wenn in der abbrandphase die 6-6,5% gehalten werden, ist irgenwann ende.dann steigt der wert wieder an.wie oben schon geschrieben soll dann auch der 2.ventilator seinen betrieb einstellen,da es ja nichs mehr bringt sek.luft zuzuführen.
gruß horst! B) B)