Moin!
Ich will die Leistung der Ladepumpe (hat ein 0-10V Eingang) meines
Holzvergaser-kessels so regeln, dass ich eine möglichst konstant hohe
Kessel- / Vorlauftemperatur bekomme.
Es wird immer Wasser mit mindestens 72° in den Kessel gepumpt. Das soll
jetzt so langsam oder schnell dadurch fließen, dass unabhängig von der
aktuellen Kesselleistung 90° wieder heraus kommen.
Also anfangs minimale Pumpenleistung, und wenn 90° überschritten
werden, die Leistung hoch regeln.
Fällt die Temperatur, Leistung wieder reduzieren.
Da der Kessel gut 200 Liter Wasser fast, darf die Regelung auch nicht zu
schnell reagieren...
Irgendwelche Vorschläge wie ich das einfach realisieren kann?
Gruß
David
Das Problem ist eher intuitiv als rechnerisch zu loesen. Denn man hat
viele Parameter nicht. Einige muss man aufnehmen, andere schaetzen. Ich
wuerd folgende Temperatursensoren setzen :
Am Eingang des Kessels, dh Ruecklauf, am Ausgang des Kessels, dh
Vorlauf, die Kesseltemperatur selbst, die Aussentemperatur und
allenfalls die Kamintemperatur. Und dann einmal Daten aufnehmen.
Allenfalls kann man nachher etwas damit machen.
Die Erwaermung des Hauses wir nicht besser wenn man die Wassermenge
reduziert. Das bedeutet dann dass der Vorlauf konstant ist, und nach dem
ersten Radiator is schon kalt...
David Hünig schrieb:> Da der Kessel gut 200 Liter Wasser fast, darf die Regelung auch nicht zu> schnell reagieren...
Doch, schon, du musst direkt am Kesselausgang messen. Eigentlich reicht
eine an/aus Steuerung, der Rest ist Komfort.
Mit so was kannst du
+10V
|
PTC
|
+--- 0-10V
|
10k
|
GND
recht genau regeln, ein PTC
http://www.epcos.com/inf/55/db/PTC_12/PTC_Sensors_B59100_C100.pdf
wie B59100C090A070 hat eine scharfe Kennline.
Noch schärfer gibt's bei Epcos nur für 100 GradC
B59051D1100A040
aber vielleicht haben andere Hersteller welche für 90 GradC
David Hünig schrieb:> Irgendwelche Vorschläge wie ich das einfach realisieren kann?
Entweder mit einer analogen Rechenschaltung, oder mit einem
Mikrokontroller. 2 Temperatursensoren und ein analoger Ausgang hört sich
nit so schwierig an.
Auf meiner Werkbank käme ein Mikrokontroller als Rechenknecht hinein.
@dampfnilp: So Anlagen werden mit Pufferspeichern betrieben. Und da
macht es Sinn, mit hoher Temperatur einzuschichten....
@mawin:
Das schaut doch schon ganz gut aus.
Die einfache ein/aus Schaltung würde sicher gehen, aber bedeutet recht
hohen Stress für den Kessel, da ja immer stoßweise kälteres Wasser
zugeführt wird. Außerdem wird das heiße Wasser immer mit voller Leistung
stoßweise in den Puffer Speicher gepumpt und verwirbelt /
vsichdaeinzuschichtentatt sich ordentlich einzuschichten...
David Der Seemann schrieb:> Die einfache ein/aus Schaltung würde sicher gehen, aber bedeutet recht> hohen Stress für den Kessel, da ja immer stoßweise kälteres Wasser> zugeführt wird.
Faszinierend.
Alle wollen immer am Anfang 'ganz einfache SChaltungen, die sie auch
verstehen und realisieren können'.
Präsentiert man dann einfache Lösungen, dann finden sich sofort Haare in
der Suppe.
David Der Seemann schrieb:> @dampfnilp: So Anlagen werden mit Pufferspeichern betrieben. Und da> macht es Sinn, mit hoher Temperatur einzuschichten....
viel wichtiger ist noch, dass man keine Kondensation im Heizkessel
will...
MaWin schrieb:> Mit so was kannst du>> +10V> |> PTC> |> +--- 0-10V> |> 10k> |> GND>> recht genau regeln, ein PTC> http://www.epcos.com/inf/55/db/PTC_12/PTC_Sensors_B59100_C100.pdf
so einfach geht das nicht: Der Wärmeübergang zwischen
Wasser-Rohr-Temperatursensor ist recht begrenzt.
Man muss daher:
1. sicherstellen, dass die Pumpe immer läuft
2. bei erreichen/überschreiten der 90C die Pumpe auf Maximalleistung
geregelt wird
3. im Temperaturbereich zwischen (geschätz) 60-90C die Leistung der
Pumpe nur langsam verändert wird
4. Bei Störungsfall der Steuerung die Pumpe auf Maximalleistung geregelt
wird => Watchdog + Sensorfehlererkennung !!!!!
Ich würde da einfach einen ATtiny13 und etwas Hühnerfutter einsetzen.
Den Watchdog kann man entweder diskret aufbauen oder man verwendet dafür
auch ein passendes IC.
Hatte mal 'ne Idee den Heizstab im Ätzgerät bei der Unterschreitung
einer Schwelle einzuschalten und beim überschreiten auszuschalten. An R4
hing ein NTC. Mit einem PTC würde es aber besser funktionieren, dafür
müssten aber die Werte der Widerstände angepasst werden.
Zur Anregung poste ich den Schaltplan, der sicherlich noch
Optimierungspotential besitzt, einfach mal hier rein.
Ich habe zwar wenig Ahnung aber einen Vorschlag:
Ein Mikrocontroller misste jeweils nach einem festen Zeitintervall die
Kesseltemperatur. Ist die Temperatur unter 90 wird die Pumpe mit einer
festen Schrittweite mehr angesteuert, beispielsweise abgestuft in 0.5V.
Den Zeitintervall kann man ja mit 30s bis 60s probieren.
Wenn die Schrittstufen für die Ansteuerung klein genug und die
Zeitintervalle lang genug sind, sollte sich eine sehr weiche Regelung
einstellen.
Könnte ich mir vorstellen.
Kurt schrieb:> Könnte ich mir vorstellen.
Kann zu motorbootfahren der Pumpe führen, also ständigem auf- und
abregeln nicht nur um 1 Schritt.
Schreiber schrieb:> so einfach geht das nicht:
Interessanterweise erfüllt die Schaltung 3 deiner 4 Bedingungen, und die
4. müsste bereits die Pumpensteuerung erfüllen, schliesslich könnte das
Kabel zu ihr auch ab sein oder Kurzschluss aufweisen.
David Hünig schrieb:> Irgendwelche Vorschläge wie ich das einfach realisieren kann?
Das was du eigentlich willst, ist in der Solartechnik als MPP Regler
bekannt: aus einer schwankenden Quelle soll immer maximal viel Energie
herausgeholt werden.
Bei dir ist es ähnlich: aus einer unzuverlässigen Wärmequelle soll immer
eine maximale Wärmemenge (Volumenstrom) herausgeholt werden. Dass die
Temperatur dabei konstant sein soll, ist nur ein kleiner Nebeneffekt...
Aber dein Ansatz ist doch schon recht gut:
> Also anfangs minimale Pumpenleistung,
Erst mal dafür sorgen, dass tatsächlich die Kesseltemperatur gemessen
wird.
> und wenn 90° überschritten werden, die Leistung hoch regeln.> Fällt die Temperatur, Leistung wieder reduzieren.
Passt.
> Da der Kessel gut 200 Liter Wasser fast, darf die Regelung auch nicht zu> schnell reagieren...> Irgendwelche Vorschläge wie ich das einfach realisieren kann?
Die Regelstrecke in sich ist so unglaublich nichtlinear (Wieviel Holz
brennt wie gut? Welche Rücklauftemperatur kommt rein?), dazu kommt noch
eine Totzeit, sodass ein möglichst einfacher Ansatz sinnvoll ist. Wenn
das System dann schwingt, kann man immer nochmal schauen.
Schreiber schrieb:> Der Wärmeübergang zwischen Wasser-Rohr-Temperatursensor ist recht> begrenzt.
Das ist in der Praxis irrelevant. Ein Sytem, das auf so mickrige
Schwankungen reagiert, ist untauglich.
> 1. sicherstellen, dass die Pumpe immer läuft> 4. Bei Störungsfall der Steuerung die Pumpe auf Maximalleistung geregelt> wird => Watchdog + Sensorfehlererkennung !!!!!
Unnötig, weil so ein System immer eigensicher sein muss. Denn sonst
würde ja mit gut geheiztem Kessel bei einem Stromausfall der Super-GAU
eintreten...
Blöde Frage: Was soll das ganze bringen?
Oder andersrum: Evtl. zu kurz gedacht?
Wenn mindestens 72°C reingehen kann doch die Kesseltemperatur maximal
zwischen 72 und gut 90°C schwanken, oder? Ich kenn jetzt Holzvergaser
nicht, aber irgendwann wird der ja auch abregeln. Die 20°C Schwankung
sollte der Kessel schon abkönnen.
Aber nehmen wir mal an, dass Du bei z.B. 80°C Kesseltemperatur den
Durchfluss deutlich reduzierst. Dann wird der Kessel zunächst schneller
die Zieltemperatur 90°C ansteuern....
Wenn es aber draußen kalt ist, dann brauchst Du die Wärme ja im Haus.
Die Heizkörperventile machen voll auf, die Rücklauftemperatur fällt -
deutlich - unter deine 72°C. Dann muss wiederum aus dem Vorlauf
zugemischt werden...
Der Kessel wird trotzdem - wegen des geringen Durchflusses, bzw. der
geringen Wärmeabgabe - die 90°C ansteuern. Dann wird aber die vmtl.
vorhandene Regelung des Vergasers anspringen und die Leistung
reduzieren.
Am Ende hast Du dann wohl eine Kesseltemperatur von 90°C, der Vergaser
läuft noch auf 30% Leistung (Kessel ist ja schön warm) und das Haus wird
immer kälter...
Wenn die "Brenner-Regelung" nicht was ganz schlaues ist wird ein
einfacher P-Regler das Beste sein. Bei 65°C aus, bei 80°C 100%. Dann hat
der "Brenner" selbst noch etwas Luft zum Regeln.
Bei geringer Wärmeabgabe (z.B. druckgesteuert) ggf. zusätzlich abregeln.
Stephan
Ich denke bei so etwas gibt es zwei Optionen.. entweder die simple
Ein-Aus Schaltung (so wie bereits von MaWin sehr praktisch präsentiert)
oder ein fertiger Regler aus dem Fachhandel. Bei etwas von dieser
Wichtigkeit würde ich wohl eher auf den Fachhandel zurückgreifen, da im
Worst Case Szenario (nämlich dass dir die Bude abfackelt) wohl die
Versicherung bezahlen würde.
