Wie den Kessel auf lange Laufzeit optimieren...
Wo sind die Grenzen....
Lange Kessellaufzeit bedeutet
möglichst kleine Leistung bei hohem Wirkungsgrad über möglichst lange Zeit
kleine Leistung am Holzvergaser bei gegebener Geometrie ist am effektivsten durch eine Reduzierung der Drehzahl des Saugzuggebläses zu erreichen
Denn damit bleibt die Blance Sekundärluft zu Primärluft weiter bestehen ohne dass ein Eingriff an der Primär oder Sekundärklappe durch die Regelung erfolgen muss
Eine Eindrosselung des Kessels rein über die Primärluft-Klappe scheitert genau an diesem Punkt - die Primärklappe wird relativ weit zu sein - damit der Unterdruck im Kessel relativ groß - die Klappe pfeift
Damit bringt eine minimale Änderung an der Klappenöffnung eine recht große Änderung der Luftmenge mit sich - sprich der Regler tut sich schwer einen Sollwert sauber zu halten
Vor allem die Regelabweichung an der Sekundärluft wird problematisch
Drum Regelung der Leistung über die Drehzahl des Saugzuggebläses
In den Prüfberichten der österreichischen Prüfanstalt in Wieselburg fand ich folgenden Mess-Schrieb von einem Fröling S4 60kW
[Blockierte Grafik: http://www.bernhard-hartl.com/Bilder/ATMOSForum/FroelingPimSekRegelung.jpg]
Hier ist zu sehen dass Fröling das Saugzuggebläse (GRÜN)
Und den Primärluft-Belimo (BLAU)
ähnlich ansteuert - die Kurvenform ist identisch, nur etwas gestaucht und verschoben
Andererseits ist der Sekundärluft-Belimo (LILA) von der Kurvenform her VÖLLIG unabhängig
Damals hatte ich noch keinen Frequenzumrichter und fuhr noch mit dem Flammtronik-Dimmer-CAN-Modul
hier hatte ich nur die zwei Optionen
- entweder Primärklappe synchron mit Gebläsedrehzahl
- oder Primärklappe stets offen und Regelung nur über Gebläsedrehzahl
in beiden Fällen konnte ich den Mess-Schrieb der Sekundärklappe niemals vom Primärstellsignal entkoppeln. Die [lexicon]Flammtronik[/lexicon] musste immer sekundär nachregeln wenn sich primär etwas tat
Diese Unabhängigkeit der beiden Steuerklappen habe ich erst durch den Frequenzumrichter erreichen können. Denn im hier kann ich eine frei programmierbare Kurve hinterlegen bei welcher Ansteuerspannung welche Drehzahl am Lüfter gefahren werden soll
An dieser Kurve habe ich so lange gedreht bis das Primärsignal nicht mehr im Sekundärsignal sichtbar war
Der Primär-Belimo ist hierbei direkt vom Primär-Signal angesteuert
Das hat den Vorteil dass ein Regeleingriff auf die Lüfterdrehzahl und den Primärbelimo keinen Regelvorgang mehr auf der Sekundärseite nach sich zieht.
Durch die Rampen-Funktion im Frequenzumrichter konnte ich einstellen wie schnell die Drehzahl geändert werden kann
Ich wählte ein laaaaangsames anfahren des Lüfters
und ein SEHR laaaaaaaangsames abbremsen des Lüfters
Sprich wenn die Regelung auf einen Schlag von 0 nach 100% schaltet läuft der Lüfter dennoch nur ganz gemächlich hoch
Denn schnelle Änderungen sind für das Feuer so oder so ungut - Feuer braucht eine konstante Versorgung mit Luft
Ergebnis von Rampen und inliniarer Lüfter-Drehzahl-Kurve war dann dass mein Sekundär-MessSchrieb noch deutlich konstanter war als bei Fröling - sprich ein voller Erfolg...
Für was diesen ganzen Aufwand???
Durch dieses Ausbalancieren von Sekundär und Primärluft zueinander bin ich in der Lage den Ofen zu modulieren - sprich in der Leistung von 50kW runter zu nehmen auf 17kW ohne dass deshalb die Verbrennung schlechter laufen würde.
Ich betreibe den GSX50 derzeit so, dass in der geteilten Brennkammer vorne am Brennkammertürchen stets Temperaturen um 800...850°C herrschen. LEistung liegt dann etwa bei 20kW
In der oberen Etage der Brennkammer sind die Temperaturen nur etwa 50°C höher
Sprich die Temperaturen sind für's Schamott noch im grünen Bereich und ein Materialverschleiss an den Feuerfest-Materialien nicht feststellbar
Um die Temperaturen in der Brennkammer bei dem doch sehr reduzierten Durchsatz so hoch zu bekommen ist ein niedriger Restsauerstoff-Gehalt Voraussetzung. Die CO-Werte sind dank des langen Ausbrandweges der geteilten Brennkammer minimal. Sprich die Verbrennung läuft bestens
Eine heisse Verbrennung bei gleichzeitig niedriger Abgastemperatur(80°C) und sehr kleinem Restsauerstoff (1,5%) ist keine Illusion mehr - das ist Wirklichkeit
Dass dabei die Abbrandzeit des Kessels deutlich länger wird ist mir SEHR Recht. Ich heize etwa 50Stunden durchgehend und muss hierzu nur fünf-sechs mal nachlegen und kann auch in der Nacht durchheizen ohne aufstehen zu müssen
Sprich die Holzheizung ist schon SEHR komfortabel geworden und weist zudem einen extrem hohen Wirkungsgrad auf. 4,2kWh/kg Buchenholz sind bei mir die Regel - Schwankung von Abbrand zu Abbrand um die 0,05kWh/kg
Bernhard
PS. Würde man bei einem Werks-GSX50 einfach die Primärluft so weit drosseln würd er nicht mehr sauber brennen und von einem Flammabriss zum nächsten kokeln...
sprich der Wirkungsgrad wäre miserabel
