Wer hat Angst vorm schwarzen Mann...

Heute - nach 193 Tagen ohne Zusatzheizung - sah ich mich ob des desaströsen Wetterberichts dazu gezwungen, meinen Holzvergaserkessel anzuwerfen.

Dazu hieß es aber erstmal, den Kessel zu reinigen. Also die letzten Aschereste auch noch ausfegen, Brennerstein, Bodenplatte, Luftführung etc. ausbauen und reinigen, die vertikalen Züge und den Brennraum bürsten. Das ganze dauert zwar nur knapp 20 Minuten, aber die Hände, Arme und Atemluftwege sind danach doch recht schwarz. Einmal im Jahr reicht zum Glück völlig aus - der Kessel verschmutzt nur wenig.

Also auch von mit ein herzliches Willkommen in der Heizsaison, Guido

Modulation des Pelletkessels steuern

In diesem früheren Beitrag habe ich bereits beschrieben, wie der Biotech-Kessel moduliert (diese Info ist für das Verständnis des folgenden Beitrags wichtig). Mittlerweile habe ich verschiedene Verfahren getestet, wie ich mit dem Kessel den Puffer beladen kann. Ziel ist es einerseits, wenig Brennerstarts zu haben, weil diese beim Pelletkessel zeitaufwändig sind und Energie kosten, und andererseits die Integration mit der Solaranlage so zu gestalten, dass nicht zu viel Pellet-Energie in den Puffer gelangt, die vielleicht gar nicht benötigt wird.

1. Test - Beladen wie mit dem Ölbrenner
Der ehemalige Ölbrenner wurde angeworfen, wenn die Temperatur am Sensor Puffer.Mitte, der ungefähr bei 350 Liter des 600-L-Puffers sitzt, bis fast zur Solltemperatur des Heizkreis-Vorlaufs (HK-VL) gesunken ist. Der Ölbrenner lief dann, bis dieser Sensor auf HK-VL + 11K gestiegen ist, mindestens aber 20 Minuten (was meistens der Fall war). Dann war Pause, je nach Jahreszeit 0,5 bis 1,5 Stunden. Beim Pelletkessel war diese Betriebsart nicht brauchbar, auch wenn die Mindestlaufzeit erhöht wurde. Direkt nach Erreichen der Mindestlaufzeit schaltete der Brenner ab.

2. Test - 600-L-Puffer fast vollständig beladen
Der Sensor Puffer.Mitte2 saß dazu unten am ersten Puffer, in der Höhe des Kessel-Rücklaufs. Der Pelletkessel wurde wie oben angefordert und schaltete ab, wenn Puffer.Mitte2 8K über HK-VL meldete.
Vorteil: Ordentliche Laufzeiten - Morgens 2 Stunden, tagsüber 1-1,5 Stunden
Nachteil: Zu viel Energie im Puffer - pro Brenneranforderung wurden 20-30 kWh geladen. Dies ist mir zu "grob" und erlaubt keine genaue Abstimmung mit der Solaranlage.

3. Test - wie Nr. 2, aber Kessel auf 60% (8,7 kWh) gedrosselt, Drehzahl der Ladepumpe per Schalter reduziert
Vorteil: Noch längere Laufzeiten (3 Stunden morgens), geringere Abstrahlverluste des Kessels, geringere Abgastemperatur.
Nachteil: Wie Nr. 2, zusätzlich dauerte es merkbar länger, bis nach der Brenneranforderung warmes Wasser im Puffer an der Stelle ankam, wo es für die HK-VL wirksam werden konnte (bis zu 50 Minuten).

4. Test - Brenner moduliert
Nach diesen Tests versuchte ich, die Vorteile der einzelnen Verfahren zu kombinieren und die Modulationsfähigkeit des Kessels auszunutzen. Letztere kann der UVR1611 nur indirekt über die Kesseltemperatur steuern, und diese wiederum über die Ladepumpe. Daher steuere ich jetzt die Drehzahl der Ladepumpe über eine PID-Regelung. Zusätzlich wurde der Sensor Puffer.Mitte2 nach oben versetzt, etwa 120 Liter unterhalb von Puffer.Mitte. Zur Vereinfachung der Steuerung arbeite ich mit festen Temperaturwerten in der Regelung, da aufgrund der Mindesttemperatur des Pelletkessels von 55° die Ladetemperatur immer deutlich oberhalb des HK-VL liegt.

Das untenstehende Diagramm verdeutlicht das Prinzip:

• Der Pelletkessel wird wie üblich angefordert (Punkt A).

• Ist Puffer.Mitte < 50°, wird eine Absolutwertregelung aktiv, die die Kesseltemperatur unter 60° hält. Dadurch läuft die Ladepumpe mit voller Drehzahl, der Kessel kommt nicht in den Modulationsbereich von 60°-70° und läuft mit 100% Leistung. (B)

• Wenn 50° an Puffer.Mitte anliegen, wird eine Ereignisschwelle in der PID-Regelung aktiv. Die Drehzahl der Ladepumpe und damit die Wärmeabnahme sinkt, der Kessel wird jetzt auf 70° eingeregelt (am Kessel selbst entspricht dies nur 65°, da unser Sensor einen anderen Wert als der Kessel-interne Sensor liefert). (C)

• Der Kessel moduliert dadurch auf 45-50% herunter. Da dies immer noch über der aktuellen Heizlast liegt, wird der Puffer langsam wärmer. Wenn schließlich Puffer.Mitte2 einen merkbaren Temperaturanstieg verzeichnet, wird der Brenner ganz abgeschaltet und das Haus weiter über den Puffer beheizt. (D)

• Nach dem Abschalten startet eine Vergleichsfunktion die Ladepumpe mit voller Drehzahl, um Restwärme bis auf den Mindestwert aus dem Kessel zu holen. (E)

Vorteil: Die Wärmeerzeugung ist besser an den Bedarf angepasst - vor allem bei Wintertemperaturen sollte dies zu sehr langen Laufzeiten und wenig Starts führen. Bei Solarbetrieb wird weiterhin der Brenner abgeschaltet (nach einer Mindestlaufzeit).
Nachteil: Bisher keiner zu erkennen, da Biotech-Kessel auch bei Teillast gute Abgaswerte und sogar einen höheren Wirkungsgrad haben.

Kollektorsensor jetzt wirklich defekt

Sie erinnern sich an die Probleme mit dem Kollektorsensor im August? Zwei Mal getauscht und immer noch Peaks im Diagramm? Damals stellte sich heraus, dass die Sensoren in Ordnung waren, sich aber ein Kabel am Regler gelockert hat.

Gut, dass ich die Ersatzsensoren noch nicht zurückgegeben habe (Sorry dafür...). Ausgerechnet während meines Urlaubs hat der noch eingebaute Ersatzsensor den Geist aufgegeben und wahre Gebirge in Solstat produziert. Zuweilen ist auch nachts der Primärkreis angelaufen, um die angeblichen 80° vom Dach zu holen. Nach einem schnellen Tausch des Sensors (mittlerweile bin ich ja geübt...) läuft alles wieder normal.

Jetzt muss auch die Pelletheizung ran

Bei diesem lausigen Wetter beginnt die Heizsaison und damit der richtige Einsatz der neuen Pelletheizung. Nach dem Einbau im April ist sie erst 5 Stunden gelaufen, bevor die Sommerpause anfing. In der letzten Septemberwoche war diese Pause schon zu Ende, da musste ich an zwei Tagen zuheizen. In den letzten Jahren bin ich ohne Zusatzheizung immer bis in den Oktober gekommen.

Jetzt beginnt auch das Ausprobieren, wie die Pelletheizung am besten zu betreiben ist. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten:

• Ich kann den ersten Puffer (600 Liter) entweder halb oder vollständig beladen lassen.
  
  
• Ich könnte die Kesselladepumpe eine Stufe langsamer laufen lassen, damit der Brenner schneller in den Modulationsbereich kommt, oder schnell, dann moduliert er weniger, oder zusätzlich durch Anheben der Kesselsolltemperatur dafür sorgen, dass der Brenner immer mit Volllast läuft.
  
  
• Eine weitere Alternative wäre es, denn Kessel per Software zu drosseln, beispielsweise von 15 kW auf 10 kW. Dann wären die Laufzeiten deutlich länger. Auch bei Teillast hat der Biotech gute Wirkungsgrade, aber längere Laufzeiten bedeuten auch, dass die Ladepumpe und die Gebläse länger laufen und damit mehr Strom verbrauchen. Bei kürzen Laufzeiten hingegen ist der Overhead zum Zünden und Ausbrennen höher. Gar nicht so leicht, hier die optimale Strategie zu finden.

Da ich schon mehrfach gefragt wurde, ob der UVR auch die Modulation des Biotech-Kessels regelt, hier für Interessierte eine kurze Erklärung:

Die Modulation wird vom Biotech-Kessel selbst gesteuert, der UVR fordert lediglich den Brenner über einen Kontakt an. Am Kessel wird eine Kesselsolltemperatur fest eingestellt, mögliche Werte liegen zwischen 70° und 95°. 10 K unter dem Soll fängt der Kessel automatisch mit der Modulation an, bei Erreichen der Solltemperatur schaltet er ab (was aber im Pufferbetrieb nicht vorkommen sollte). Zurzeit habe ich ein Soll von 70° eingestellt. Durch die Rücklaufanhebung auf etwa 55° wird der Puffer mit mindestens 55° beladen. Nach dem Aufheizen pendelt sich die Kesseltemperatur bei 60-62° ein, der Kessel läuft dann zwischen 80% und 100% Leistung. Steigt die Rücklauftemperatur aus dem Puffer, steigt auch die Kesseltemperatur auf 63-65°, der Kessel reduziert dann selbsttätig auf 50-60% Leistung. Würde ich die Ladepumpe langsamer laufen lassen, wäre die Kesseltemperatur noch etwas höher; der Kessel würden dann noch weiter die Leistung reduzieren. Würde ich dagegen die Solltemperatur auf 80° erhöhen, würde der Kessel erst gar nicht in den Modulationsbereich kommen und daher immer mit Volllast laufen.