Flammtemperatur messen und regeln !

MadDarkStar · Mar 19th 2013

Hi,

erstmal stell ich mal mein Umbau vor. Ich habe gestern im DC 30 GSE eine Themoelement Typ K samt Messverstärker an die UVR 1611 angeschlossen und die Sonde im Kessel eingebaut.

Ich habe folgende Teile verbaut:

Mantelthermoelement Tyk K, 500 mm lang, 3 mm Durchmesser, bis 1200° C
Messverstärker MU-SEM203TC, 0-1200° C, 4-20 mA, Betriebsspannung 10-30 V DC

Kalibriert hab ich die UVR mit einem Yokogawa CA 12 Thermoelement Simulator, der mir bei TYP K die Temperatur 1200° C ausgeben kann. Diesen konnte ich auch als Messgerät parallel zum Thermoelement zum Abgleich der UVR im laufenden Betrieb nutzen.

Die Sonde habe ich vorne durch den Rand auf dem die Tür aufliegt eingebaut. Dazu habe ich die rechte Seitenverkleidung ausgebaut. Von dort geht die Sonde oben durch den rechten Rauchgaskanal direkt unter die Düse.

Die Betriebsspannung für den Messverstärker / Transmitter habe ich am Lambdacheck Netzteil abgegriffen und die UVR als Strommessgerät in Reihe gehängt.

Ich habe jetzt folgendes Problem:

Die an der Sonde abgelesene Temperatur ist steht irgendwie in keinem direkten Zusammenhang mit der Abgastemperatur hinterm Ofen.
Beim ersten Abbrand habe ich versucht die Flammtemperatur über 800°C zu halten. Als Sollwert habe ich 850° C genommen. Nach einiger Zeit stieg die hintere AGT auf 235° C, die Flammtemperatur senkte sich immer weiter gegen 700°C und der Sollwert konnte nicht mehr erreicht werden. Die Primärluftklappe war in diesem Zustand voll auf und der Ventilator lief auf 100%.

Dann ging ich auf AGT hinten Regelung 205° C über. Die Flammtemperatur stieg wieder, obwohl die die AGT abgesenkt habe. Die Flammtemp. blieb für einige Zeit über 800° C und fiel dann wieder für den Rest des Abbrandes auf 700-750°C mit stärkeren Schwankungen, obwohl die Temp hinten relativ konstant blieb.

Ist der Einbauort für die Sonde schlecht gewählt? Währe die Ecke vorne an den Abgaskanälen besser? Gibts in der Flamme selbst so starke Temperaturschwankungen? Für eine Regelung kann ich diese Temperatur jedenfalls nicht nutzen.

Wieso liegt eigentlich die Temperatur der Flamme so niederig. Sollte diese bei 6% Restsauerstoff nicht immer über 800° liegen. Ansonsten brennt der Kessel sauber ohne Ruß und sonstige Rückstände. Die untere Keramik ist immer hell und weiß, was ja auf eine sehr saubere Verbrennung hindeutet.

Im Moment hab ich den Kessel voll Fichten Restholz Bretter, sauber geschichtet und meine Flammtemperatur liegt bei 670°C @ 205° C AGT hinten. Plötlich schießt die Flammtemperatur auf 850°C / 205° C. Ich verstehe das ganze Verhalten nicht. Die AGT hinten ist irgendwie nicht direkt abhängig von der Flammtemperatur ?!?

Was kann ich (außer neuen Wirbulatoren) machen um die Flammtemperatur bei niedriger AGT zu erhöhen, oder ist das so alles in Ordnung. Besser hätte ich dieses blöde Thermoelement nie eingebaut. Jetzt mach ich mir echt Gedanken darüber, ob meine Verbrennung nicht in Ordnung ist.

timex · Mar 19th 2013

Hallo Frank,

nur mal so aus der "Hüfte geschossen", ich denke dein Ofen läuft gut nur wirst du dort an dieser Stelle wohl immer Schwankungen der Temperatur haben. Ich denke die Flammenkerntemperatur wird ein Stück weiter unten erreicht, du musst auch Bedenken das es eben ein Holzvergaser ist und die Flamme mal so oder so Brennen kann.
Probiere das Thermo mal ein Stück weiter unten aus und eventuell es besser in die Flamme biegen- mit der Flamme.

Gruß Frank

MadDarkStar · Mar 19th 2013

Hmm, bin schon die ganze Zeit am überlegen, ob ich in den heißen Brennraum greifen kann um die Sonde noch etwas runterzubiegen *schwitz* *verbrenn*

Edit: So, war im Keller und habe unter einsatz meines Lebens und erheblicher Holzgas Belastung im Keller die Sonde etwas rausgezogen und ungefähr 8 cm nach unten gebogen....

...Die Brennraumtemperatur "folgt" jetzt der AGT (bzw. umgekehrt). Höher ist die Temperatur allerdings nicht. Die Schwankungen scheinen weniger.

Woodstoker · Mar 19th 2013

Hallo MDS,
ich hab nicht viel Zeit heute,deshalb halte ich mich kurz.
Du wirst mit der Regelung des Kessels über die Düsentemperastur nicht viel Erfolg haben,denn dieser Wert ist schnell schwankend und deshalb gibt es hier große Regelprobleme.
Ich hatte früher die Temperatur an der Düse gemessen,aber sonst nichts mehr damit probiert.Der Grund liegt an den Schwankungen. Manche wollten es probieren aber da hat man nichts mehr davon gehört.Die AGT am Kesselausgang ist der Regelrelevante Wert der wichtig ist. Das andere kostet dich nur Geld und Nerven.Geld für die Theroelemente die du hier verheizt und Nerven weil es nur schwer als Einzelwert zu regeln ist.Man kann den Düsentemperaturwert in eine komplexere Regelung mit einfließen lassen, aber nur mit dem Wert wird das nix.

MadDarkStar · Mar 20th 2013

Ich hab mir das Thermoelement eigentlich nur eingebaut, damit ich mit anderen Turbulatoren einen Temperatur Richtwert habe, mit dem ich wenigstens einigermaßen die Verbrennung beurteilen kann. Jetzt warte ich eigentlich nur noch auf eine Rückmeldung von Karl

HartlBe · Mar 20th 2013

Quote from MadDarkStar

Ich hab mir das Thermoelement eigentlich nur eingebaut, damit ich mit anderen Turbulatoren einen Temperatur Richtwert habe, mit dem ich wenigstens einigermaßen die Verbrennung beurteilen kann.

Hallo Frank
die erste regelbare Temperatur ist die Heissgastemperatur vorne am Brennkammertürchen kurz vor dem Eintritt in die Heissgaskanäle links und rechts neben der Brennkammer
Wen Du die originale Brennkammer verwendest dann ist auch hier die Temperatur etwas zappelig
wenn Du allerdings den Ausbrandweg mittels Teilung der KAmmer in zwei Teile verlängerst dann ist das eine recht ruhige Größe die sich gut regeln lässt

die zweite Temperatur die sich sehr gut zum Regeln eignet ist die Temperatur an der hinteren unteren Putzklappe noch vor den großen Wärmetauscherröhren
an dieser Stelle regle ich persönlich meinen Holzvergaser primärseitig. Auch die Lamda-Sonde habe ich hier eingebaut.
diese Stelle reagiert träger als die Heissgastemperatur vorne am Brennkammertürchen
aber sie ist wesentlich schnellerals die Abgastemperatur

die dritte Temperatur die meist zum Regeln verwendet wird ist die Abgastemperatur mit der das Abgas den Ofen verlässt und in den KAmin geblasen wird
die Primärluft über die Abgastemperatur zu regeln funktioniert gut so lange eine gute Kopplung zwischen Feuer und Abgastemperatur besteht
verbessert man allerdings den Wirkungsgrad der Wärmetauscher so wird die Kopplung Feuer-AGT immer schwächer und die Kopplung Kesseltemperatur-AGT schlägt immer mehr durch
da ich mittlerweile mit 85°C AGT fahre ist die AGT an meinem Ofen nicht mehr zum regeln der Primärluft geeignet was z.B. bei 150° problemlos möglich ist...

Bernhard

timex · Mar 20th 2013

Hallo,

@ Woody
habe mir schon gedacht das du das schon mal versucht hast und dann wieder fallen lassen hast.

@ Frank
sehe das auch so wie Woody, die Flamme ist zu nervös, um dort genaue Werte zu bekommen und wenn du Pech hast und triffst wirklich mal eine richtig heiße Stelle in der Flamme na dann ist eventuell das Thermo verheizt... Was du noch probieren kannst ist, du machst dir einen Würfel aus Stahl mit 3,2mm Loch und Steckst dort das Thremo rein und lässt die Flamme drauf brennen, das ist zwar ziemlich träge aber ergibt einen Stabilen Wert.

Gruß Frank

uz_ohio · Mar 21st 2013

moin moin,

ich habe nun auch ein thermoelement verbaut, es ragt bis kurz vor die düse

der optimale einbauort scheint evtl. vor/im seitenkanal zu sein

hier mal die temperaturen vom letzten wochenende, wobei das thermoelement noch kalibriert werden muß

ich habe zur zweit noch keine zusätzlichen abgasbremsen/turbulatoren eingebaut, ich sammle erst daten mit dem istzustand, um dann einen vergleich zu haben, nur so kann ich sehen was das ganze bringt

die agt im abgasrohr ist wie am lineal gezogen, die temperatur vor den wt hat schon mehr dynamik, der wert in der brennkammer schwankt zu stark und eignet sich meiner meinung nach nicht zum steuern, so hat es auch bernhard schon geschrieben

als nächstes werde ich das thermoelement kalibrieren und dann vor dem linken seitenkanal platzieren, dann werde ich mit den neuen unteren wirbulatoren testen, dann mit den in den tauscherröhren und dann komplett, ich bin echt auf die ergebnisse gespannt, leider wird das einige zeit dauern, ich kann nur am wochenende heizen

grüße
uwe

MadDarkStar · Mar 23rd 2013

Erster Versuch Hintere AGT mit Primär Belimo auf 205°C geregelt. Danach Primär voll auf und per Ventilator Drehzahl auf 550°C Seitenkanal Temperatur. Mitlerweile auf 600°C.

Heute Abend mehr.

Woodstoker · Mar 23rd 2013

Hallo MDS,
das könnte ein Weg sein zumindest die Seitenkanaltemperatur zu regeln,da der Ventilator sehr schnell anspricht und eine schnell fallende Temperatur dann auch abfangen kann.
Zu berücksichtigen ist allerdings bei solchen Regelaufgaben mit Holzverbrennung, das jeder Eingriff den du machst die endgültige Reaktion 5 bis 10 Minuten später bringt.
Für die AGT Regelung ist das mit dem Ventilator zu schnell, da muß der Regler äusserst träge reagieren was einer Seitenkanalregelung zugute käme.
Deine Aufzeichnung sieht schon ganz gut aus.
Aber generell ist die Flammentemperatur für die Leistung des Kessels nicht alleine relevant sondern der Massenstrom (Luftumsatz) bei einer gewissen Mindesttemperatur.(die Masse machts) Der Massenstrom muß so groß sein das alle Tauscherflächen auch optimal ausgenutzt werden.
Ist der Massenstrom zu groß geht mit der AGT mehr in den Kamin.
Die Mindesttemperatur der Flamme muß parallel mit dem Massenstrom gewährleisten das der Füllraum durch die Ansaugluftvorwärmung für die Primärluft mit dementsprechend heisser Luft beausschlagt wird um die "Pyrolyse" den eigentlichen Hauptprozess mit in Gang zu halten und den Kessel auf Nennleistung zu bringen und dort zu halten.

Bin gespannt wie du das in den Griff kriegst.

MadDarkStar · Mar 23rd 2013

Hallo Woody,

nichts leichter als das

Mit Ventilator Stufe 7 habe ich einen minimalen Luftdurchsatz. Die Flammtemperatur bleibt aber gleichzeitig hoch.

Die Temperatur von 560-570°C scheint mir etwas niedrig. Allerdings sitzt das Thermoelement nicht im Kernstrom sondern eher oben am "Dach" des Kanals. Meine Keramik ist immer schön weiß, also scheint die Verbrennung auch zu stimmen. Beim nächsten Abbrand versuche ich das Thermoelement mittig in der Kanal zu kriegen.

Ich brauch unbedingt ein paar neue Wirbulatoren

Woodstoker · Mar 23rd 2013

Quote from MadDarkStar

Die Temperatur von 560-570°C scheint mir etwas niedrig. Allerdings sitzt das Thermoelement nicht im Kernstrom sondern eher oben am "Dach" des Kanals.

Hallo MDS,
ich hab mein Thermoelement ebenfalls im Seitenkanal rechts,und es sitzt auch oben wie du es beschreibst.
Bei mir treten dort bei einem normalen Abbrand mindestens 620°C auf,meistens sind es 670°C bis 730°C in der Spitze.
Dann dürften in der Flamme selber ungefähr 1050°C bis 1100°C sein.
Die AGT kann aber wie bei meinem heutigen Test "nur" bei 145°C liegen und im Seitenkanal sind es fast 700°C.

Quote

Beim nächsten Abbrand versuche ich das Thermoelement mittig in der Kanal zu kriegen.

Das kannst du mal als Referenzmessung zu oben machen, aber sonst würde ich es oben lassen.
Sonst geht dir das Thermoelement bei der Reinigung der Seitenkanäle im Weg um, bei mir war es jedenfalls so.

Quote

Ich brauch unbedingt ein paar neue Wirbulatoren

Wenn du die hast darfst du beim Ventilator wieder Gas geben.

MadDarkStar · Mar 23rd 2013

Hi Woody,

heute Abend gegen 21:00 hat sich mein Thermoelement verabschiedet. Vor dem Exitus hatte ich knapp über 500°C dort. Warscheinlich hatte es vorher schon einen knacks weg. Jetzt werde ich mal versuchen das Teil auf Garantie zu reklamieren. Hat ja immerhin 2 Abbrände gehalten.
Was hast du für ein Thermoelement verbaut? kommt das durch die Tür oder durch eine Bohrung unterm Türfalz?

Woodstoker · Mar 24th 2013

Quote

heute Abend gegen 21:00 hat sich mein Thermoelement verabschiedet.

Hallo MDS,
das hatte ich befürchtet, allerdings bei Anwendung in der Flamme.
Wenn du allerdings hier "Chinaware" benutzt ,dann können Ausfälle auch bei niederen Temperaturen erfolgen.

Hier hast du die Herstellerseite von dem ich die Teile habe............Klick............http://www.roessel-messtechnik.de/rm-de/index.php

Diese Art verwende ich mit dem Typ K .............Klick...........http://www.roessel-messtechnik…/mantelthermoelemente.php

In folgender PDF Datei findest du meine Thermoelemente auf Seite 5 oben ..............

http://www.roessel-messtechnik…PI%20071_Mantel-TE%20.pdf

Mit fest angeschlossener Leitung und LEMO - Rundkupplung Ausführung : ALS

Die LEMO Rundkupplung mit den Goldsteckern hält zwar nur 150°C aus,dafür hab ich aber den Fühler lange genug um an die Messstelle zu kommen.

Quote

kommt das durch die Tür oder durch eine Bohrung unterm Türfalz?

Ich hab an der Seitentür eine 1,5 mm Bohrung gesetzt und dort wird es eingeschoben.
Das Teil selber hat 1mm Durchmesser und macht aber sicher schon 2000 Stunden bei mir Dienst.

MadDarkStar · Mar 25th 2013

Mal sehen, ich hab heute mal bei www.sen...shop24.de reklamiert, ob ich Ersatz kriege. Vieleicht hats ganz am Anfang in der Flamme schon einen Knacks abgekriegt. Deshalb hatte ich vieleicht auch die niedrige Seitenkanal Temperatur.

Woodstoker · May 25th 2013

Quote

ich hab heute mal bei www.sen...shop24.de reklamiert, ob ich Ersatz kriege.

Hallo MDS,
hast du Ersatz bekommen ?
Hast du irgendwie weiter gemacht ?

MadDarkStar · Sep 28th 2013

Hallo woodstocker! Bin seit langem zum ersten Mal wieder im Forum.

Ich habe total unkompliziert Ersatz für das zerstörte Thermoelement gekriegt.

Das neue sitzt jetzt im Seitenkanal. Auch dort krieg ich eine funktionierende Regelung nicht hin. Ich regele immer noch mit dem Abgastemperatursensor im Ofenrohr.

Ich hätte jetzt gerne für die neue Heizsaison neue Wirbulatoren. Würdest du bei meinem Kessel eher auf Zackenwirbulatoren oder die neuen Scheiben mit Reinigung zurückgreifen?

Auch will ich noch den Brennraum mit Schamottsteinen verlängern, hab aber keine Bezugsquelle für Schamottsteine.

Viele Grüsse

Frank

Flammtemperatur messen und regeln !

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