Wir betreiben einen Fröling T4 Hackschnitzelkessel mit einer drehzahlgeregelten Wilo Stratos Umwälzpumpe (0–10 V Steuersignal). Der Kessel ist außerdem mit einem Rücklaufmischer ausgestattet. Wir verfügen über einen 3000-Liter-Pufferspeicher. Wir verwenden Hydrauliksystem 4 mit vier Pufferspeichertemperatursensoren.
Der Kessel läuft beim Heizen einwandfrei, aber im Leerlauf/bei ausgeschalteter Feuerung spielt die Pumpensteuerung verrückt. Kurz nach der Feuerung schaltet sich das Pumpensteuersignal kontinuierlich ein und aus, oft nur für etwa eine Sekunde. Die beigefügten Oszilloskop-Fotos zeigen das Pumpendrehzahlsteuersignal über einen längeren Zeitraum und ein vergrößertes Beispiel. Beachten Sie, dass die Pumpe ständig mit Strom versorgt wird, aber über das Drehzahlsteuersignal ein- und ausgeschaltet wird.
In Beispiel 2 decken die kleinen Abbildungen den Kesselbetrieb vom Heizbeginn über „Stöber aus“, „Wartezeit Abschaltung“ bis hin zum „Standby“ ab. Die kleinen Abbildungen 51 bis 54 decken das Pumpensteuersignal etwa eine Stunde nach der Feuerung ab. Man sieht, dass das Drehzahlregelsignal der Pumpe sehr schnell ein- und ausgeschaltet wird – viel schneller, als die Wilo Stratos nach Aktivierung des Drehzahlregelsignals starten soll. Nach einigen Stunden beruhigt sich das Regelsignal, die Kesseltemperatur sinkt auf die Puffertemperatur und darunter.
Diese Art der Pumpenregelung widerspricht den Spezifikationen von Wilo. Ich vermute, dass dieses ständige Ein- und Ausschalten die Pumpe ausfallen lässt. Wir haben innerhalb von sechs Betriebsjahren zwei Pumpen verloren, während andere Pumpen seit 45 Jahren problemlos laufen.
Seit dem Ausfall der zweiten Pumpe habe ich das Pumpenregelsignal vorübergehend angepasst. Auf den Fotos ist zu sehen, dass das Regelsignal immer bei 3 V oder darüber liegt. Das bedeutet, dass die Pumpe tatsächlich dauerhaft mit Mindestdrehzahl oder mit höherer Drehzahl läuft, wenn der Kessel eine höhere Drehzahl anfordert. Ohne diese Mindestdrehzahl von 3 V würde das Regelsignal noch stärker schwanken. Ziel war es, das ständige Ein- und Ausschalten der Pumpe zu vermeiden. Später habe ich diese Schaltung leicht modifiziert, sodass die Pumpe abschaltet, wenn das Kesselsteuersignal für etwa 20 Minuten oder länger ausfällt. Dies ist jedoch nur eine vorübergehende Lösung zum Schutz der Pumpe.
Soweit ich weiß, schaltet der Kessel die Pumpe im Standby-Modus ein, sobald die Kesseltemperatur die Pufferspeichertemperatur um etwa 2 Grad überschreitet. Das Problem scheint zu sein, dass überhaupt keine Hysterese vorhanden ist. Unser Techniker vor Ort weiß nicht, warum sich die Pumpendrehzahlregelung so verhält. Das Werk hat bisher keine Hilfe geleistet (ich habe vor zwei Jahren zum ersten Mal um Hilfe gebeten). Mir wurde gesagt, dass der Hydraulikmodus mit zwei Pufferspeichersensoren gut funktioniert. Ich verstehe nur nicht, warum sich der Standby-Modus vom Hydrauliksystem 4-Modus unterscheiden sollte. Soweit wir wissen, scheint es keinen Parameter zu geben, der das Verhalten beeinflusst, weder einen Hystereseparameter noch sonst etwas, das helfen könnte (weder im Standard-Benutzermodus noch im -x-Benutzermodus).
Google hat mir mitgeteilt, dass mindestens zwei weitere Fröling-Kunden (US-Markt) das gleiche Problem haben und beide den Hydraulikmodus 4 nutzen. Sie haben das Problem mit einem Pumpenzeitrelais gelöst, verwenden aber eine Kesselumwälzpumpe mit fester Drehzahl. In Kombination mit dem 3-Wege-Mischer sollte es eine bessere Lösung geben.
Ich frage mich, ob jemand aus dem Hauptmarktgebiet von Fröling dieses ähnliche Problem bei der Nutzung des Hydraulikmodus 4 beobachtet und eine Lösung dafür gefunden hat.
In English if you prefer:
We have a Fröling T4 wood chip boiler with a Wilo Stratos variable speed circulation pump (0-10 V control signal). The boiler is also equipped with a return feed mixer. We have a 3000 litre buffer tank. We use hydraulic system 4 with 4 buffer tank temperature sensors.
The boiler runs perfectly when heating but in idle/fire off state the pump control is crazy. Soon after fire off the pump control signal turns on and off continuously, often on for about once second only. The attached oscilloscope photos show the pump speed control signal over a longer period and a zoomed in example. Note that the pump has power all the time but is switched on and off via the speed control signal.
On example2 the small figures cover the boiler operation from start of heating to "stoker off", "shutdown wait" and finally "standby". Small figures 51 to 54 cover the pump control signal about an hour after fire off. One can see that pump speed control signal turns on and off very rapidly, much faster than the Wilo Stratos is supposed to start after speed control signal activation. After a few hours the control signal calms down, the boiler temperature drops to the buffer top temperature level and below.
This kind of pump control is against the specifications Wilo gives for the pump. I believe this continuous on and off control makes the pump fail. We have lost two pumps within 6 years of operation while we have other pumps that have been running continuously for 45 years without any problem.
Since we lost the second pump, I have modified the pump control signal temporarily. On the photos one can see that the control signal always stays at 3V or above. This means the pump actually runs continuously at minimum speed or at a higher speed if the boiler asks for a higher speed. If this 3V minimum speed was not added, the control signal would be fluctuating even more on and off. The intention was to avoid switching the pump continuously on and off. Later on I have modified this circuit a bit so that the pump turns off if the boiler control signal is off for some 20 minutes or more. Still just a temporary fix trying to protect the pump.
My understanding is that the boiler starts to turn the pump on in standby mode when the boiler temperature exceeds the buffer tank top temperature by some 2 degrees. The problem seems to be that there is no hysteresis at all. Our local dealer technician does not know why the pump speed control behaves like this. The factory has not provided any help at least so far (I have requested help 2 years ago for the first time). I've been told the two buffer tank sensor hydraulic mode works well. I just don't understand why the standby mode operation should be any different from that in hydraulic system 4 mode. There does not appear to be any parameter that affects the behaviour, no hysteresis parameter or anything else that might help as far as we understand (not in standard user mode or the -x user mode).
Google tells me at least a couple of other Fröling customers (US-market) suffer from the same issue, both using hydraulic mode 4. They have handled the issue with a pump timer relay but they use a fixed speed boiler circulation pump and together with the 3-way mixer a better solution should exist.
I wonder if anyone from the main Fröling market area has observed this similar issue when using hydraulic mode 4 and if anyone has found a solution to fix the issue?