Schlussbericht
(Deutsch)
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Mit dem Messprojekt «Kaisten» (Kanton Aargau) wurde eine bivalente Holzheizungsanlage ohne Speicher untersucht. Die Standard-Schaltungen von QM-Holzheizwerke beschreiben vier unterschiedliche Regelkonzepte für Anlagen ohne Speicher, und von den Holzkesselherstellern wird oft noch ein fünftes Regelkonzept angewandt. Mit dem Messprojekt sollte durch vergleichende Untersuchungen geklärt werden, welche Resultate die unterschiedlichen Regelkonzepte bringen. Untersucht wurden vier der fünf obgenannten Regelkonzepte:
– Hauptvariante mit Regelung auf die Feuerungsleistungen
– Hauptvariante mit zusätzlicher Austrittstemperaturregelung beim Ölkessel
– Regelung auf die Ventilhübe der Kesselkreisventile
– Original-Regelkonzept des Holzkesselherstellers
Obwohl die Implementation der Regelkonzepte in die SPS und die periodische Datenübertragung problemlos abliefen, ergaben sich leider trotzdem Probleme: Die Datenaufzeichnung über das Leitsystem lieferte über längere Zeit keine brauchbaren Daten und der viel zu milde Winter 2006/2007 hatte zur Folge, dass kaum je ein Dauerbetrieb mit 100% Holzkesselleistung und stetiger Teillast des Ölkessels stattfand. Somit ergibt sich folgende Situation für die unterschiedlichen Betriebsarten:
- Dauerbetrieb des Holzkessels auf 100% Maximallast und Folgeschaltung auf stetige Teillast des Ölkessels: Aus den obgenannten Gründen keine Daten vorhanden.
- Stetiger Betrieb des Holzkessels zwischen 30% Minimallast und 100% Maximallast und kurzzeitige Spitzenlastabdeckung durch den Ölkessel: 3 der 6 untersuchten Beispiele wurden mit bestmöglicher Datengrundlage in dieser Betriebsart untersucht.
- Holzkessel zeitweise auf Zweipunktbetrieb 0%/30%: Die Hauptvariante und die Variante mit Regelung auf die Ventilhübe wurde noch zusätzlich in dieser Betriebsart untersucht. Das Original-Regelkonzept des Holzkesselherstellers liegt nur für diesen Lastfall vor.
Bei allen untersuchten Beispielen wird deutlich, dass nicht Aussentemperaturänderungen Probleme bieten, sondern plötzliche Durchflussänderungen auf der Verbraucherseite: Der Verbraucherdurchfluss liegt während eines grossen Teil des Tages beispielsweise bei 1...2 m3/h, um dann um 03:00, 07:00, 17:00 und 21:00 Uhr auf bis zu 10 m3/h anzusteigen. Diese Verfünfachung des Durchflusses reisst die Temperatur des Holzkessels zusammen und lässt diesen für kurze Zeit in Rücklaufhochhaltung gehen. Wenn dann der Holzkessel auch noch für eine minimale Zeit auf 100% Feuerungssollwert kommt, wird auch noch der Ölkessel hinzugeschaltet. Dass der Holzkessel kurzzeitig auf Rücklaufhochhaltung läuft, ist für den Schutz des Kessels notwendig und kann nicht vermieden werden. Hingegen kann das Zuschalten des Ölkessels bis zu einem gewissen Grade durch grössere Verzögerungsglieder und ein zusätzliches Aussentemperaturkriterium optimiert werden. Ein wirklich ruhiger Betrieb kann bei solchen Anlagen mit grossen Durchflussänderungen jedoch nur erreicht werden, wenn ein Speicher vorhanden ist. Starke Durchflussänderungen bei den Wärmeabnehmern haben zur Folge, dass im Bypass eine Durchflussumkehr stattfindet. Dadurch sinkt die Hauptvorlauftemperatur – also die Hauptregelgrösse – bei der Regelung auf die Ventilhübe (Messung nach dem Bypass) viel stärker ab als bei der Hauptvariante (Messung vor dem Bypass). Die Folge sind stärkere Schwankungen des Reglers bei der Regelung auf die Ventilhübe. Ob durch eine Optimierung der Einstellungen bei der Regelung auf die Ventilhübe noch ein ähnlich gutes Reglerverhalten wie bei der Hauptvariante erreicht werden kann, konnte leider nicht mehr festgestellt werden.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Gabathuler AG, Beratende Ingenieure
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Gabathuler,Hans Rudolf
Mayer,Hans
Zugehörige Dokumente
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