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(Beispielprogramm Kesselsteuerung TAPPS2:)
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Version vom 16. Januar 2017, 10:20 Uhr

Betriebsverhalten

Kessel T3.png

Ein HV kann mit verschiedensten "Verdauungsbeschwerden" aufwarten.

  • Glanzruß im BK- und WT-Rohrbereich:--> den HV durch BK-Temperaturen über 700° permanent im "Vergaserbetrieb" halten und nicht als Sturzbrandkessel missbrauchen;
  • Hohlbrand:--> viel Holzkohle vorhalten, dicht einstapeln, Luftdurchsatz reduzieren, evtl. kleinerer, angepasster Düsenquerschnitt, Füllkammer keramisch teilisolieren, Primärluftzufuhr "nach weiter unten" verlegen;
  • Verpuffungen:--> effizient anzünden und heiß anfeuern, die Vergaserflamme sollte ehestmöglich durchzünden;
  • Bollern, Brummen, diskontinuierliche Verbrennung:--> Resonanzen in Kamin (15-25Hz), zwischen Kesselkammern (50 - 80Hz) und in der Luftzufuhr;
  • anhaltend zu hoher, zu niedriger Lambdawert:--> SekLuft-Regelsystem beobachten, Funktion überprüfen und Parameter checken;
  • starke Siedegeräusche:--> BK-Decke evtl. isolieren oder BK-Auskleidung und Strömungsführung ändern, Kesselkreis unterdimensioniert;

Beispiel für die Betriebstemperaturen in einem HVS25LC

HE-Pumpen

In Neuanlagen dürfen gemäß EU-Richtlinie 2009/125/EG nur noch Hocheffizienzpumpen verwendet werden.
SBZ_Publikation
HE-Pumpen und UVR
Die Anpassung der Pumpenleistung geschieht über eine autonome Elektronik oder über ein externes Reglersignal mittels

  • PWM Ansteuerung
  • 0-10 V Ansteuerung


Mischergesteuerte Rücklaufanhebung

Literatur, Ursprüngliche Ausarbeitung

Wahllos gefunden:
Studium-Skripte-Literaturverzeichnis
http://www.delta-q.de/cms/de/fuer_studenten/heizungstechnik.html
Bei Bosy:
http://www.bosy-online.de/Hydraulik_in_der_Gebaeudetechnik.pdf
http://www.bosy-online.de/Ruecklauftemperaturanhebung.htm
Allgemein HVF
http://holzvergaser-forum.de/index.php?thread/29747-anleitung-f%C3%BCr-einsteiger-planung-einer-holzvergaseranlage/&postID=29747#post29747
http://holzvergaser-forum.de/index.php?thread/29747-anleitung-f%C3%BCr-einsteiger-planung-einer-holzvergaseranlage/&postID=29755#post29755
Aus einem 3-seitigen PDF soll hier eine grundlegende, rechnerische Betrachtung
des Kesselkreises mit RückLaufTemperaturAnhebung (RTA / RLA / RLTA) erstellt werden.
Die "einzudampfende" und zu ergänzende Datei befindet sich hier:
http://holzvergaser-forum.de/index.php?thread/16589-hvs25-lc/&postID=22691#post22691

Formeln

(Die Formeln werden in TeX gesetzt und als PNG-Screenshot abgespeichert)
http://wiki.holzheizer-forum.de/index.php?title=Formelsammlung
https://de.wikibooks.org/wiki/Formelsammlung_Physik:_W%C3%A4rmelehre
https://de.wikipedia.org/wiki/Hilfe:TeX

Formel 21.png

Betrachtetes Kesselkreis-Schema

Kessel schema 8.jpg

Die hier zunächst wiedergegebenen Befunde sind am Vigas HVS25LC beispielhaft dargestellt.
Zur Vollständigkeit sollen noch weitere Schemata eingepflegt werden.
Die Verrohrung des vorgestellten Kessels ist in 5/4" verzinkt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Verzinkung bei diesen Temperaturen Standfestigkeitsprobleme haben kann.
http://holzvergaser-forum.de/index.php?thread/30371-viele-probleme-ausdehnungsgef%C3%A4%C3%9F-plattenw%C3%A4rmetauscher-ect/&postID=30399#post30399
http://www.schadenprisma.de/pdf/sp_1996_1_2.pdf
Als Mischer wird ein ESBE-VRG131 DN32 Kvs16 (= eher zu groß für einen 25kW-Kessel - siehe Grafik)
mit einem ARA661-3P-Antrieb 230V 120s Laufzeit verwendet.
Die KK-Pumpe ist eine Grundfos U 55-32 mit einem max. Fördervolumen von 3,6 m³/h bzw. 1 ltr/s
In den etwa 2m langen KK sind zwei thermisch identische T-Stücke mit Messhülsen für VL und RL eingesetzt.
Kv-Wert Berechnung: http://www.samson.de/pdf_de/t00040de.pdf

Weitere Elemente

PID-Regler [*/HJH]

Zeitverhalten des Mischers auf den Regler übernehmen. Das macht man mit den 3 Einstellern eines Reglers:

  • P - Proportionalanteil [%],
  • I - Integralanteil [min],
  • D - Differentialanteil [%].

Dazu sollte man wissen: JEDER Regler hat im Eingang eine Subtraktion sitzen. Hier wird der Sollwert vom Istwert subtrahiert. (IST-Soll) Das Ergebnis ist ein negativer oder ein positiver Wert. Damit legt der Regler seine Wirkungsrichtung (mehr/weniger) fest. Die Höhe des Wertes bestimmt die mit den PID Parametern die Höhe der Stellgröße Y.(Reglerausgang)

Zuerst sollte man den Einfluss von I und D ganz zurück nehmen. Der Hersteller des Reglers gibt in der Regel an bei welchem Wert dies erfolgt. Alle 3 Einstellparameter werden einzeln berechnet und ergeben dann addiert die Stellgröße Y.(Ausgangsignal des Reglers)

Dann nur mit dem P Anteil versuchen ein Regelergebnis zu erreichen. Der Anteil ist immer proportional der Regelabweichung (Ist-Soll), verringert sich die Regelabweichung verringert sich der P Anteil. Je nach Hersteller reagieren größere Werte mal schneller oder langsamer, muss man testen. Geht der Regler ständig über seinen Sollwert hinaus (schwingt), den P Anteil zurück nehmen bis der Regler kurz vor dem Sollwert stehen bleibt.

Dann den I Anteil aktivieren. Dabei gilt: Nachstellzeit kleiner --> Regler wird schneller. Dieser Anteil reagiert auf die Regelabweichung (Ist-Soll) und wird immer größer (addiert sich) bis auf 100%. Ist die Regelabweichung negativ, läuft das Signal nach einer Seite, ist das Ergebnis positiv läuft das Signal nach der anderen Seite. Ist die Regelabweichung Null, bleibt das Signal da stehen wo es steht. Wird der I-Anteil aktiviert, muss der P Anteil wieder etwas reduziert werden. Muss getestet werden.

Der D Anteil ist nicht immer notwendig, muss man austesten. Der Anteil generiert sich aus der Änderungsgeschwindigkeit des Istwertes. Gibt es keine Änderung mehr (obwohl Sollwert noch nicht erreicht wurde) geht das Signal wieder zu Null.

Das war jetzt Kurzlehrgang für Regler. Das Dumme an einem Regler ist, dass man die Einstellung verstehen muss und man Zeit benötigt. Zeit und Verständnis (lernen) ist aber bei ungeduldigen Leuten manchmal nicht vereinbar. Sollte auch in der heutigen Zeit selbsteinstellend sein.

HJH
HJH_Schema
[/*HJH]

Ventile

DWV-Kennlinie.png

Dreiwegeventile/DWV
http://www.delta-q.de/export/sites/default/de/downloads/dreiwegeventile.pdf

Auch soll betrachtet werden

Regelungsproblematik

nur mit Mischer
Bei der Wahl des Mischers ist auf den Kvs-Wert zu achten.
Kleiner Kvs-Wert erzeugt Drosselwirkung = Druckverlust und gebremster Kesselkreislauf
Großer Kvs-Wert bewirkt bereits bei kleinen Mischer-Stellungsänderungen viel Effekt.
Die vom Mischer erzeugten RL-Temperaturänderungen kommen mit Verzögerung (ca.60s) an der VL-Temperatur an.
Diese "Totzeit" kann bei P(ID)-Reglern zu Schwingungen führen (ZickZack-Verlauf der Temperaturen).
http://holzvergaser-forum.de/index.php?thread/21301-uvr1611-regelung/&postID=56050#post56050

zusätzlich mit Pumpendrehzahl
Das Schwingen lässt sich durch eine VL-geführte Regelung der Pumpendrehzahl abfangen.

verschiedene Kompakt-Rücklaufanhebungen

Nomogramm
ESBE, http://www.esbe.eu/de/de-de/produkte/produkte-fur-feste-brennstoffe/ltc200
Laddomat, http://www.termoventiler.de/index.php?sida=produkter&undersida=laddomat&produkt=laddomat_21-60&lang=de
Oventrop, http://www.oventrop.de/ArticleOverview.aspx?pg=6&wg=060-3

WärmeMengenZähler-Anwendung (WMZ)

mit Volumenstromgeber
ohne Volumenstromgeber



UVR-Anwendungsbeispiele

Beispielprogramm Kesselsteuerung TAPPS2:

Kulissensteuerung

Datei:3Punkt Kulisse.zip

Einbindung einer Lambdasonde mit Spannungsausgang

TAPPS_2_Beispiel

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. Im Winsoldiagramm wird somit das Lambdasignal mit dem Faktor 100 verstärkt über den anderen Grafen dargestellt.
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".

TAPPS_2_Beispiel



Lüfterdrehzahlregelung nach AGT

TAPPS_2_Beispiel

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

TAPPS_2_Beispiel

Der Parameterwert kann auch in einfacher Weise über das Funktionsmenü verstellt werden.
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° übergeben.

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.

UVR-Symbolesammlung

Bei der Erstellung von Onlinegrafiken mittels TA-Designer bezieht man die Symbole aus einer von TA bereitgestellten Grafikbibliothek. Sie enthält Bilder im PNG-Format (Portable Network Graphics). Man kann die Sammlung jederzeit durch Eigenkreationen erweitern (hierbei auf die "Hintergrund-Transparenz" achten!). Das png-Format ist eine komprimierte Bitmap ähnlich zu jpg oder gif, jedoch lässt es sich sauberer skalieren, da verlustfrei komprimiert. Man kann es mit Bildbearbeitungsprogrammen (z.B. IrfanView) nachbearbeiten und/oder ergänzen.
Will man selbst anspruchsvollere Symbole und zeichnungsähnliche 2D-Grafiken erstellen, greift man zu "Designern" wie z.B. das mächtige "Inkscape". Das Programm kommt aus der Linuxwelt, ist daher Freeware und arbeitet im svg-Format (Scalable Vector Grafics). Aus diesem Programm werden die verwendeten PNG exportiert. Will man solchermaßen erstellte Grafiken nach/weiterbearbeiten, hält man sich besser an den "Baukasten" nämlich die SVG-Datei.
Inkscape 0.91

Neu

Hammax (Diskussion) 11:16, 16. Dez. 2015 (CET)