Holzheizer Wiki >>> Vigas Tuning: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 4. Januar 2018, 18:15 Uhr

Vigas Steuerung

Will man an Kessel und/oder Steuerung Tuningmaßnahmen durchführen, sollte man auch die verfügbaren Kenntnisse zur Steuerung und ihrer Parametrierung mit einbeziehen.
Beispielsweise wird gerne der AGT-Fühler versetzt oder in den Abgaskernstrom verschoben. Die Steuerung ist jedoch auf die serienmäßige Fühlerposition abgestimmt.

Bislang gibt es in den Vigas-Kesseln 3 Steuerungsgenerationen.

AK2005 T
thermische Beeinträchtigung der Steuerungsplatine

AK3000 E
AK3000 LC

AK4000

Vigas Tuning

Die Vigas-Wikibeiträge können und sollten jederzeit aktualisiert werden.
Wer nicht selbst Wikiautor werden will, kann Linkvorschläge, Artikelentwürfe oder Korrekturen über PN einreichen.
Autorennennung bei Textbeiträgen und alsbaldiges Einpflegen ist zugesichert.
Allerdings sollte wohlwollende Neutralität und lesezeitsparende Aussage die Maxime sein. Das ist ein Wiki und keine Verkaufsshow.
Hammax
Was darf/kann/sollte man an den Vigas-Kesseln anstellen, um bessere Performance zu erreichen?

Hier noch der Verweis auf ein Berechnungstool von HB53
https://www.holzheizer-forum.de/index.php?thread/48788-holzverbrennung/#51251
Tool Zip-Datei

Düse

In den Vigaskesseln wird die aus Feuerbeton gegossene 6-Loch-Düse standardmäßig eingesetzt. Bei diesem typischen Verschleißteil bietet sich ein Ersatz durch werkstoffmäßig verbesserte und aerodynamisch optimierte Düsen an. Vorteilhaft hat sich eine Anpassung der Durchlassquerschnitte an die Kesselleistung und eine Multiplizierung der SekLuftbohrungen/-einlässe herausgestellt. Als Materialien kommen standfestere Feuerbetonmischungen, Feuerfestkeramik und Metallguss infrage.
Will man Düsen mit mehr SekLuft-Bohrungen bauen, muss ein seitlicher Luftverteilerkanal angebracht werden, da die Zuführungen im Zwischenboden dann nicht mehr auf das Bohrbild passen. Es sind auch schon Düsen im Einsatz, bei denen die Bohrungsreihen durch Spalte ersetzt wurden.
Friedrich-Gussdüse
hammax-Keramikdüsenbau
Kritische Betrachtung 1
Kritische Betrachtung 2
Farago

Turbulatoren, Wirbulatoren, Abgasturbos, Abgasbremsen ...

Turbulatoren in den WT-Rohren und seitlich zwischen BK und wasserführender Kesselwand sollen den Abgasstrom zu intensiver Turbulenz anregen.
Die Wärmeübertragung in der wandnahen Grenzschicht wird effizienter, weil Weg und Verweilzeit des Abgasstroms verlängert werden.
Hiervon kommt auch die etwas unglücklich gewählte Bezeichnung "Abgasbremsen" für die Turbos. Prinzipiell sollte man die lokalen Druckverluste eher minimal halten.

Es gibt verschiedene Bauarten insbesondere für die WT-Rohr-Turbos.

• Helix, verdrillte Blechstreifen, z.T. mit Bohrungen und ausgeklinkten oder aufgeschweißten Schikanen,
• Stauscheiben, Scheibensegmente oder alternierende Zuschnitte aus Scheibe-Ringsegment-Scheibe-usw., die auf einer Gewindespindel montiert sind,
• ZickZack-Strukturen,
• Kettenglieder mit Funktionskörpern,
• Schraubenfedern, die an den Wänden anliegen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Turbos zur Reinigung einfach zu entnehmen sind oder noch besser gleich als mechanisch betätigbare Reinigungsmechanismen dienen.
Beispiel-Links:
Turbo-Eigenbau-Thread
Wagenrad-Turbo-Thread
Zickzack-Turbos
HB53-Turbos
und was es noch so gibt
Woodstoker
Orlan Turbos

Brennkammermodifikationen

Wenn die in der Füllkammer erzeugten Holzgase (CO, H₂, CH₄ usw.) als Primärgas "glühend" (600° - 900°) durch die Düse strömen, wird noch einmal Luft zugemischt, um eine Sekundärverbrennung zu erzeugen.
Es gilt die TTT-Regel (Time/Zeit, Turbulenz, Temperatur).

• Je nach Düsenstruktur und Geometrie ergibt sich eine spezifische Vermischungszeit. Eine grobe Düse mit wenigen, großen Sekluftbohrungen braucht einen großen Brennraum, um hinreichend Zeit für eine komplette Reaktion zu gewährleisten. Der aus der Düse austretende "Flammschweif" sagt zusammen mit dem Verbrennungsgeräusch viel über die Verbrennungsgüte aus.
  
• Die Strömungsgeschwindigkeiten von Primärgas und SekLuft werden von den Druckdifferenzen Füllkammer-BK und SekLuft-BK bestimmt. Hier muss man nochmals differenzieren zwischen "Gleichdrucksystemen" (Saugzug bzw. Druck-Lüfter) und "Lufttrennung" (separate Drucklüfter für Prim- und Sek-Luft). Jedenfalls sind die druckdifferenzbedingten Strömungsgeschwindigkeiten zusammen mit den Kanalgeometrien ursächlich für die Turbulenz und die daraus resultierende Durchmischungseffizienz.
• Das Zusammentreffen von heißem Primgas und eher kalter Sekluft führt zu einer turbulenten Diffusionsflamme. Je kleinräumiger die agierenden Volumina sind, umso schneller ist die Verbrennung abgeschlossen. Bei dieser Reaktion erhöht sich noch einmal die Temperatur und das Volumen des Gasstroms. Da im HV vorrangig CO bei der Sekundärverbrennung verheizt wird, ist eine Mindesttemperatur von gut 700° erforderlich. Hier liegt die dritte Aufgabe der Düsen-BK-Konfiguration. Eine thermisch stabile, hinreichend große und zudem möglichst heiße Kaverne zu bilden, in der das durchströmende Gasvolumen "ausbrennen" kann.

Keramikauskleidung

Keramikauskleidung kann vielerlei bedeuten:

• Schamottesteine und -mörtel https://de.wikipedia.org/wiki/Schamotte
• Diverse Feuerbetonrezepturen http://www.baunetzwissen.de/standardartikel/Beton-Feuerbeton_1310807.html
• Vermiculit https://de.wikipedia.org/wiki/Vermiculit
• Feuerleichtsteine http://www.rath-group.com/produkte/feuerleichtsteine/
• Feuerfeste Keramikmassen, auch zum Selberbrennen (z.B. Witgert 922)
• Al₂O₃ Platten oder Matten (Ofenisolationen)
• SiliziumCarbidVerbund (HighTech und teuer)

Reale Dinge, wie Verfügbarkeit, Preis und Verarbeitbarkeit bedingen hier zunächst die Auswahl.
Aber auch die Stoffeigenschaften, wie thermische Standfestigkeit, Alterungsbeständigkeit, chemische Beständigkeit, Isolationseigenschaften und spezifische Wärmekapazität sollten berücksichtigt werden.
Feuerbetonschädigung durch Alkalibursting

Lufttrennung

Der Begriff Lufttrennung beim HV hat inzwischen eine sehr spezifische Bedeutung, da hierunter ausschließlich die separat geregelte Zufuhr von Primär- und Sekundärluft mittels zweier Lüfter verstanden werden will.
Hingegen bestimmt bei Saugzug- und Singledrucklüfterkesseln immer Gleichdruck auf der "Einströmseite" über ein Klappen- oder Drosselelement den spezifischen Luftdurchsatz.
Üblicherweise wird der Primärluftbedarf anhand der Abgastemperatur AGT und die Sekundärlufteinspeisung über den Restsauerstoffwert Lambda geregelt.
Ein Lüfter lässt sich elegant und flink über Drehzahlelektronik regeln. Zudem können mit deutlich unterschiedlichen Druckniveaus aerodynamische und verfahrenstechnische Störungen oder Systemschwächen überwunden werden.
Man bewegt sich hier in Bereichen von 15 Pa Kaminzug bis 300 Pa max. Lüfterdruck.
Lufttrennung realisieren

Primärluftführung

Der obenliegende Füll- bzw. Vergaserraum wird beim Vigas per Drucklüfter mit der benötigten Verbrennungsluft aufgeladen. Über AGT (und KesselVL-Temperatur) wird der Luftdurchsatz geregelt. Die Luftzufuhr erfolgt bei den älteren Kesseltypen über beidseitig im Betonzwischenboden verlegte Rohre. Bei den aktuellen Typen gelangt sie unter den Schrägblechen zur hinteren Kesselwand. Von dort wird sie über Kanäle bis unter die Kesseldecke geleitet. Die bildlich gesprochen von oben "herunterfallende" kühlere Luft beaufschlagt die brennende Holzfüllung und/oder das Glutbett mehr oder weniger gleichmäßig. Bildet sich allerdings über der Düse im Laufe des Abbrands ein bevorzugt ausbrennender Gluttrichter (Caldera), ist ein Kurzschluss zur Brennkammer vorgegeben und man hat Hohlbrand. Um dies zu vermeiden wurden diverse Versuche und Anordnungen ersonnen, die Primärluft seitlich in Höhe des Glutbetts einzublasen. Die Holzfüllung wird bei beidseitig gleichmäßiger Luftbeaufschlagung großräumiger pyrolysiert und bildet deshalb einen homogeneren Glutstock = Festbettreaktor aus. Isoliert man dann noch die Kesselwanne mit Keramikeinlagen, wird der Feuerbeton geschont und die Temperatur im Glutbett homogenisiert.
Primärluft seitlich einblasen
PrimLuft seitlich mit Keramikauskleidung

Düsenrost

Der Standarddüsenstein hat im Einlass einen Querschnitt von 17,1 x 2,3 = 39,3 cm². Nach alsbaldigem Verschleiß der Kanten sollte man also grob mit 40 cm² rechnen. Da der Primärdüsenspalt sich nach unten mit einem 6°-Winkel erweitert, kann man die Anordnung entweder als Entformungsschräge für den Betonguss oder als aerodynamischen Diffusor interpretieren. Jedenfalls wird alles was an Asche, Schlacke und Holzkohlestücken kleiner als der Eintrittsspalt ist, durch diesen hindurchfallen. Größere Teile bleiben oben liegen und reduzieren den effektiven Querschnitt. Die Folge ist eine geringfügige Druckerhöhung durch Drosselung bzw. eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit. Rätselhaft bleibt noch der Sinn der zum Spalt konzentrischen Vertiefung an der Oberseite des Düsensteins. Möglicherweise war sie als Sammlerraum unter einem Rost gedacht. Das hätte aber nicht viel gebracht, da die nur 10mm tiefe Mulde sehr bald mit Asche angefüllt wäre.
Bei Überlegungen zu einer Rostanordnung sollte man bedenken, wofür er genutzt wird.

• Rückhalt von Partikeln, die größer als der Düsenspalt sind,
• Schutz des Düsensteins vor mechanischer Beschädigung,
• Bereitstellung eines großflächig wirkenden Sammlerraums für das Primärgas,
• Druckausgleich und Beruhigung des Gasstroms vor dem Eintritt in die Düse.
  

Bis jetzt wurden nur metallische Roste erprobt. Die Belastungen, denen der Rost ausgesetzt ist, sind nicht nur thermischer Natur. Auch das chemische Umfeld setzt dem verwendeten Werkstoff zu. Es genügt hier nicht einfacher Baustahl, VA oder Guss, sondern es muss eine zunderbeständige und thermisch stabile Legierung sein. Wir haben abwechselnd reduzierende/aufkohlende und oxidierende Betriebszustände. Hinzu kommt noch der Alkalianteil in der Brennholzasche. Ganz gut hält sich die W.Nr.1.4841 (Thermax4841), austenitischer, hitzebeständiger Edelstahl, 25%Cr 20%Ni zunderbeständig bis 1150°C. Bei welcher Temperatur der Rost sein Dasein fristet, sieht man mitunter an der Glühfarbe.
Svenis Duesenrost

Rüttler (HKS, HolzgasKontrollSystem oder Holzkohleschubser)

Da die Brennholzfüllung eine sehr multiple Konsistenz haben kann, Hartholz bis Weichholz, Astholz bis Holzbrikett, knorrig bis rund, Scheitholzlänge bis Stapeltechnik, usw., zeigt sich auch unterschiedliches Verhalten bei der Pyrolyse und Verkohlung des Füllkammerinhalts in den verschiedenen Abbrandphasen. Wohlmeinende Kesselhersteller liefern auch immer mindestens einen Schürhaken und einen Schaber mit, damit der glückliche Besitzer was zum stochern und rütteln hat, wenn die Kesselfüllung mal wieder gar nicht in sich zusammenfallen will. Da liegt es nahe, diesen Vorgang automatisch und mit einer geeigneten Mechanik ausführen zu lassen.
Das Bewegen der Füllung, um sie zu verdichten oder Hohlbrand kollabieren zu lassen, erfordert einigen Aufwand, sowohl am Antrieb als auch auf der Steuerungsseite. Tatsächlich lässt erst mit fortgeschrittenem Abbrand der pyrolysebedingte Festigkeitsverlust des Brennstoffs zu, dass Zerkleinerung, Kompaktierung und Konzentration über der Düse erreicht werden können. Bislang ist die Anwendung eines Rüttlerrahmens ähnlich der alten Rüttelroste bekannt. Eine weitere Variante ist eine greiferähnliche Zange, die innen an den beiden Kesselseiten etwa in halber Höhe angelenkt ist und kurze Hübe über dem Zwischenboden in Richtung Düse ausführt. Denkbar wäre auch noch ein dem "Stochern" ähnlicher Eingriff von oben, bei dem die Füllung beispielsweise durch kettenähnliche Mechaniken "niedergeknüppelt" wird.
Friedrich HKS
Rüttler

Breitbandsondennachrüstung

Die von vielen Kesselsteuerungsherstellern immer noch eingesetzte Sprungsonde (LSM11) ist für Kfz und eigentlich gar nicht für Heizkessel konzipiert. Sie ist ein relativ teures Ersatzteil und der Messbereich "konzentriert" sich auf Werte um Lambda = 1. Die Breitbandsonden (LSU4.2 und LSU4.9) sind dank Harald Buß (Lambdasonde) inzwischen die erste Wahl für Lambda-Anzeige und Regelung des Sekluftbedarfs. Die modernere LSU4.9 ist etwas teurer und eher von Kfz-Tunern zu bevorzugen, für den HV genügt die LSU4.2 in jeder Hinsicht.
Lambdacheck
Wiki-Lambdacheck
Wiki-Flammtronik
Innovate-MTX-Modul
Knödler-Modul
TA Sauerstoffsonde
Zukunft? Lamtec-Multisensor

CO-Sondennachrüstung

Die zweijährige, kostenpflichtige Erkenntnis über den CO-Ausstoß unseres HVs erfordert den Einsatz eines mehrere k€ teuren Geräts seitens des BKM.
Der private Wissensdurst und Kompetenznachweis verlangt für quantitative Messungen Kleingeräte wie Greisinger, Testo usw., die auch nicht eben billig sind. Hinzu kommen noch der Aufbau mit Pumpe, Kühler, Kondensatabscheider, Filter und Verrohrung.
Es wird auch eine Bastellösung gezeigt, die "nur" eine qualitative Abschätzung des CO-Gehalts im Rauchgas liefert. Dafür ist der finanzielle und maker Aufwand gering bis reizvoll.
Greisinger vs Figaro

Thermoelement-Module

Der Vigas AGT-Fühler steckt tiefenverstellbar seitlich im Rauchrohrstutzen. Einstecktiefe und Position sind wohl bewusst so gewählt, damit der PT1000-Fühler nicht gegrillt wird, wenn mal die Flammen beim Nachlegen zu heftig durch die offene AHK schlagen. Da sind im Kernstrom gerne mal 400° geboten. Das ist in etwa auch die max-Spezifikation der glasseideisolierten Fühler. Auch dürfte der Lüfterregler der AK auf die in dieser Position gemessenen Temperaturen abgestimmt sein.
Wer unbedingt die Kernstromtemperatur wissen will, muss wohl zu Thermoelementen greifen. Das ist sinnvoll, wenn man z.B. loggen will oder gar eine andere Steuerung verwendet. Typisch ist eine Signalübergabe an eine UVR mittels eines THEL-Messwandlers. Bislang war der THEL mit K-TE auf max.800° beschränkt. Inzwischen ist auch ein Messwandler mit DL-Busanschluss verfügbar, der bis 1200° loggt. Für Temperaturmessungen wie z.B. in der Brennkammer, sind Messwandler bis 1200° erforderlich.
ENDA-TEModul

Türdichtung

Die in einer nahezu rechteckigen Nut eingepresste Dichtschnur (25 x 25 mm, ca. 1,5m) altert und verhärtet über die Jahre. Insbesondere die Füllkammerdichtung die einen Überdruck von 50Pa aufwärts abdichten soll, macht dann im Leckagefall von Rauchgestank bis CO-haltigem (!!!) Qualmaustritt erhebliche Probleme. Hier manifestiert sich der Unterschied zwischen Saugzügler und Drucklüfterkessel recht drastisch. Nachstellen der Türe in den Scharnieren hilft nicht mehr, man muss die nicht eben billige Dichtschnur dann wenden oder besser auswechseln. Verschiedene Verfahren, mit Silikon nachzubessern, werden auch beschrieben.
Dichtungsreparatur und -ersatz
Türdichtung wenden

Türöffnungswinkel vergrößern

FK- und BK-Türe lassen sich beim Vigas nur max. 100° öffnen. Da der Rahmen für die zweischichtige Türisolation recht tief gebaut ist, hat man mitunter Probleme z.B. sperrige Einbauten wie Seitenturbos in die BK zu schieben. Auch beim Nachlegen ist die rußige und heiße FK-Türe recht nahe am Ellbogen. Es ist mit geringem Aufwand möglich, den Öffnungswinkel der Türen zu vergrößern.
Türscharniere nacharbeiten

Brennkammerspion / Schauglas

Das Öffnen der BK-Türe während des Betriebs gehört nicht unbedingt zu den nobelpreiswürdigen Forschungsaktivitäten. Besser man baut sich mit einfachen Mitteln einen BK-Spion in die Türe ein. Die Feuerbetonplatte kann mit einem handelsüblichen Fliesenkronenbohrer etwa im oberen Drittel mittig aufgeschnitten werden. Dahinter befindet sich ein mit Mineralwolle gefüllter Isolierspalt. Die Öffnung in die 4mm Stahltür bringt man am einfachsten mit einer kreisförmigen Bohrungsreihe ein.
Die meisten User verschrauben für die Fensteraufnahme aus 5/4" oder 1 1/2" Material hergestellte Tempergussfitting-Teile und Rohrstücke. Für die Glasscheiben gibt es diverse Bezugsquellen. Selbstverständlich müssen die Glasteile spannungsfrei eingedichtet und möglichst weit außen montiert werden. Oft wird beklagt, dass sich die Scheiben beschlagen, deshalb Schmutz sammeln und häufig gereinigt werden müssen. Hier hilft das System der Doppelverglasung mit einem Zwischenring. Das ist zudem auch sicherer bei eventueller Rissbildung. Je dünner desto spannungsärmer - man braucht bei 20 - 50 Pa Unterdruck kein Panzerglas.
Woodstoker-Glas

Anheizklappe

Die Anheizklappe/AHK wird über einen federvorgespannten, bistabilen Hebelmechanismus bedient. Sie soll drehbar und locker auf dem Andruckhebel gelagert sein. Da hier lediglich eine flach dichtende Scheibe auf einem Rohrrand aufliegt, können durchaus Undichtigkeiten entstehen, die insbesondere bei Lambdasteuerung die Werte verfälschen. Auch kann es bei Verpuffungen in der Füllkammer (typisches Fauchen) vorkommen, dass sich die Klappe lockert und ein Spalt entsteht. Ablagerungen oder Splitter am Dichtrand sind ebenfalls mögliche Ursachen für Undichtigkeit.
Einschleifen
Dichtung

Alternative Kesselsteuerung

Einbindung einer Lambdasonde mit Spannungsausgang

Das Lambdasonden-Modul liefert beispielsweise eine lambdaproportionale Spannung von 0 - 5V. Diese wird auf einen Spannungseingang mit angepasster Skalierung gegeben. In einem nachgeschalteten Analogmodul SUMME kann das Signal mit Offset korrigiert oder mit anderen Werten überlagert werden. Auch eine Verstärkung ist möglich, indem man den Eingang zwei oder mehrere Male auflegt. Hier wurde als Größe der Einfachheit halber "Temperatur" gewählt.
Statt eines stetigen Stellantriebs dürfte auch ein 3Punkt-Mischerantrieb einsetzbar sein. Jenseits von Lambda=1,5 wird nicht mehr nachgestellt und bei Freigabe-AUS schließt der "Mischer".

Lüfterdrehzahlregelung nach AGT

Bei einer Kesselsteuerung kann ein Einzellüfter nach verschiedenen Einflussgrößen drehzahlgeregelt werden. Aus Sicherheitsgründen soll die jeweils niedrigste Stellgröße dominant sein. Die anstehenden Stellgrößen werden in einer Min-Funktion verglichen und die kleinste Stellgröße an den Drehzahlausgang übergeben.

• Zügige Rücknahme bei Überschreitung der Kesselvorlauftemperatur K-VLmax
• Rücknahme bei Überschreiten der Abgastemperatur AGTmax
• Der Anheizvorgang benötigt u.U. ein anderes Luftmengenmanagement als der Hauptbrand
• Vorgabe einer (stufenweisen) Drehzahlreduzierung bei Ausbrand
• Ist keines der Rücknahmekriterien aktiv, dominiert maximale Stellgröße (z.B. 30)
• Wird der STB aktiviert, muss zwingend der Lüfter abschalten

Override über Parameterverstellung im Funktionsübersicht-Menü

Ein Parameterwert kann in einfacher Weise über das Funktionsmenü verstellt werden. Zu bevorzugen, da kein Eingang beansprucht wird.
Dazu muss in TAPPS2 der in der fraglichen Summefunktion gelistete Ausdruck "Parameter" in die Funktionsmenüspalte gezogen werden.
Dabei darauf achten ob E=Experte, F=Fachmann oder A=Anwender Zugriff haben darf.

Verwendung von Override-Potentiometern

Mitunter will man ohne Umweg über Onlineschnittstellen, CAN-Monitore oder Betätigung des Reglerdisplays Parameter bzw. Einstellungen korrigieren. Beispielsweise kann man die Lüfterdrehzahl auch unmittelbar und schnell von Hand nachstellen, insbesondere wenn man Tests fährt. Bei der Platinenversion befindet sich auf Ausgang_16 eine 5V-Spannungsquelle für Sensoren. Bei geeigneter Beschaltung und unter Beachtung der Belastungsgrenze von 20mA könnten auch die Analogausgänge A15 und A16 der Konsolenversion als Spannungsquellen zweckentfremdet werden.
Beim dargestellten Beispiel wird ein 10Gang-Poti mit 1kOhm + 7kOhm Vorwiderstand verwendet. Gleich ein 10kOhm-10Gang-Poti wäre wohl die bessere Empfehlung. Auf dem Schleifer liegt der Sensor, so dass in Nullstellung 0V anliegen. Der UVR-Eingang wird als Spannungseingang konfiguriert und bedarfsgerecht skaliert = Messgröße. Als Prozessgröße kann "dimensionslos" gewählt werden. In diesem Fall wird die reine Zahl übergeben. Legt man diese jedoch auf einen "Temperatureingang" wird z.B. aus 50 nur 5°. Wenn man bei der UVR die Handhabung der Kommastelle übersieht, ist "Verwirrung" vorprogrammiert. Konfiguriert man den Ausgang jedoch als Temperatur, wird tatsächlich z.B. 50,1° gelesen.

Lüfterrücknahme bei Kesselvorlauf-Überhitzung

Ein sicherheitsrelevanter Teil der Lüfter-Drehzahlregelung ist die Rücknahme bei Überschreitung einer vorgegebenen maximalen Kessel-Vorlauf-Temperatur K_VLmax. Fährt der Kessel über diese Temperatur, ist etwas nicht in Ordnung und die Heizleistung muss zügig reduziert werden. Im Extremfall soll der Lüfter bis zum Stillstand herunterfahren bevor auch noch TAS und STB aktiviert werden.

Thermoakustik

Schwankungen bei der Flammenleistung/Verbrennung im Umfeld der HV-Düse und/oder Druckschwankungen in den vor und nachgeschalteten Kesselräumen können zu einer instationären Verbrennung führen, die je nach Intensität und Frequenz den Kessel zu einer respektablen Schallquelle macht.
Das typische Brummen eines HVS25 lässt sich mittels der Formel für den Helmholtzresonator beispielhaft für die Füllkammer und Düsenabmessungen bestimmen.
In der simplen Formel stecken die temperaturabhängige Schallgeschwindigkeit vs, der "Düsenquerschnitt" A , sowie das Volumen V der Kammer und die "Düsenlänge" L.
f (in Hz) = vs/(2*Pi) * Wurzel(A / (V * L))
Höhere Schallgeschwindigkeit bei höherer Temperatur und größerer Düsenquerschnitt => höhere Frequenz.
Größeres Füllraumvolumen und größere "Düsenlänge" => niedrigere Frequenz
Beispiel: Wenn man mit gespitzten Lippen pfeift, verändert man mit der Zunge das Kammervolumen und damit den Ton.
Es lassen sich auch Resonanzen im Kamin (15-25Hz), zwischen den Kesselkammern FK-BK (50 - 80Hz) und womöglich auch in der Luftzufuhr vermuten/finden.
Diss. C. Bender KIT
Schwallweise
Brummen
Hohlraumresonatoren
Diskontinuierliche oder instabile Verbrennung hat am ehesten ihre Ursache in der Flamme selbst, sie ist der Energielieferant. Eine zufällige (Bollern) oder resonanzartige (Brummen) Rückkopplung mit dem Durchstrom in der Düse bzw. dem Bauteil in dem die Verbrennung hauptsächlich statt findet, führt zu Druckschwankungen, die wiederum auf die Strömung einwirken.
Außer der Helmholtz-Resonanz (geschlossene Kammer) gibt es auch noch die "Stehende Welle" in einseitig offenen Kammern (Rohr - Beispiel Orgelpfeife) und in beidseitig offenen Kammern. Die einfachere Frequenzformel für Rohre könnte für den Kamin gelten.
f = vs/(4 * L) einseitig offen
f = vs/(2 * L) beidseitig offen
Welche Frequenzen auftreten und wie intensiv sie wirken, ist mittels Frequenzanalyse anhand von Tonaufnahmen feststellbar.
Wenn man weiß, wo der Schall erzeugt wird, kann man auch über die Schalldämpfung und ihre Geometrie nachdenken, wie z.B. gelochte Vorsatzwände mit Vlieshinterfütterung.

Hammax