Fragen und AntwortenZwischenstand Optimierung DC40GSE
HKruse antwortete vor 13 Jahren

So ich habe nun etliche Abbrände gemacht mit Briketts und Stückholz. Hier nun das „Endgültige“ Ergebniss.

Verfeuert wurden:

Birke: 18,8KG mit ~23% Restfeuchte
Erle: 29,3KG mit ~23% Restfeuchte
Mit einer ausbeute von: 156KWh

Jetzt die bisherige Rechnung:
18,8*4,3=80,84KWh
29,3*4,1=120,13KWh
Wirkungsgrad= 100%*156KWh/200,97KWh= 77,62%

Ich habe mich gewundert warum ich mit Briketts immer bei 80-85% gelandet bin, je nach Starttemperatur des Ofens… Also hat mich die Neugier gepackt und ich habe ein wenig nachgeforscht.

Jetzt habe ich mir mal die Mühe gemacht und alles genauestens durchgerechnet:

Rechnerischer energiegehalt Birke bei 23% Feuchte: 3,79KWH/Kg
Rechnerischer energiegehalt Erle bei 23% Feuchte: 3,66KWH/Kg

schon schrumpft der Gesamtenergiegehalt der Füllung auf nurnoch: 71,25+107,24 = 178,49KWh

Erneute Wirkungsgradbrechnung: 100%*156KWh/178,49KWh= 87,40%

Wenn man jetzt auch noch die Aufheizverluste berücksichtiegt:
Kesslstarttemp: 30°C
Laddomat Stop Temp nach Abbrand: 77°C
Delta T: 47°C
Kesselwasser: 120L
Rechnung: 120L*47°C*4182/3600/1000
Anheizverlust: 6,55Kwh

Verbleiben nur noch: 171,94KWh

Erneute Wirkungsgradbrechnung: 100%*156KWh/171,94KWh= 90,73%

Also bin ich jetzt nach meiner Rechung bei ~91% angekommen. Oder findet jemand einen Fehler ?

Umbaumaßnahmen: Steuerung der Primärluft nach der Temp im unteren Seitlichen Abgaskanal (680°C / AGT ~145°C). In jedem Kanal eine Ø38mm Förderspirale zum Verwirbeln + einen Original Turbolator Ø60 aus dem WT. Im Wärmetauscher sind jetz 7x Ø60 Förderspiralen mit Ø36,5mm Kern und 40mm Steigung, im Kern der Spiral hängt je eine 8mm C-Gliederkette (je 450mm Lang) und im 8 Rohr sind nur 2 Ketten verbaut (montage der Spirale wegen der AHK nicht möglich). Dann wurde der Brennraum Zweigeteilt und vorne zur hälfte verschlossen.

Was mir sehr doll aufgefallen ist, das ich nach dem einbau der Spiralen im WT dem Ofen viel mehr Primärluft geben musste. Normal war die Schubstange ganz drin, jetzt ist sie ca. 12mm raus.



16 Antworten
HKruse antwortete vor 13 Jahren

Hallo silver !

Einen Wärmemengenzähler hab ich nicht,
bei unserem eigenen Mischholzfüllungen soll die stabile Brennraumtemperatur (650°C vor dem seitl. Abgaskanal) die „saubere“ Verbrennung liefern,
die Wärme gibts dann als „Beipack“.

Je nach primLuftbedarf(Gasgeschwindigkeit) der Scheitholzmischungen erreiche ich bei 4% Rest-O2-Wert (am LC eingestellt) 130°C EndrohrAGT, meistens um 135°C in der „ruhigen“ Abbrandphase.

Die Brennraumfrontplatte (20cm breit, senkrecht von oben runter bis in die Asche) reicht mir erstmal.
Unser 2009er gse40 hat keine seitlichen Abgasbremsen, mein Baustahl“geflecht“ will ich diesen Winter durch zwei Streckmetall-„Aschesammler“ ersetzen, möglichst hochgeklemmt unter die „Decke“.

Gruß Heinrich

Kessel 1: ( 2009.40gse ) > eta (30)20 2024
Kessel 2: (1987.öl) > thermia soleWP 2023
Regelung: (2009< LambdaCheck--BRT > Lüfterdimmer) >ist gut + brauchbar<
Puffervolumen: 3100 L
Silverdriver antwortete vor 13 Jahren

Hallo Heinrich.

Also ich bin jetzt auch zufrieden. Die letzten 10% Rauszuquetschen ist eh „unmöglich“ nach dem jetzigen stand der Technik denke ich mal.
Und um noch 2-4% zu holen müsste man warscheinlich noch unsummen investieren und alles mögliche umbauen 😀

Der DC40GSE läuft jetzt bei 680°C und 145°C AGT evtl. kann ich da ja noch etwas runter. Den CO habe ich auf 4,0% gestellt, wie weit ich da runter kann weis ich leider nicht… kein messgerät vorhanden… :-/
Mit der heutigen Füllung von 48KG bin ich auf 7h Abbranddauer gekommen das macht dann 6,85KG/h und die Durchschnittliche leistung war bei 28KWh.
Ich würde die Abbranddauer gern noch etwas rauszögern, aber wie ?

Ach und was ich noch sagen kann, durch den Umbau der Turbolatoren ist der Kessel sehr viel ruhiger und besser zu Regeln geworden. Normalerweise neigt mein Modell sehr schnell zum „Wummern“ das konnte ich aber nach dem umbau noch nicht wieder beobachten.

Aber so wie es ist ist es gut genung für mich

Das einzige was mich noch Wurmt ist der Anheizverlust aber für diese 6-8kw will ich nichts teures mehr Umbauen zumal das ganze dann auch irgendwie Frostsicher gemacht werden muss…

Hahneko antwortete vor 13 Jahren

Silverdriver,

Deine Ausbeuteberechnungen sind nachvollziehbar und m.E. auch korrekt, zumal der heizwert von Holz immer etwas schankt und in unterschiedliche Quellen auch etwas unterschiedlich angegeben wird.

Silverdriver:

Das einzige was mich noch Wurmt ist der Anheizverlust aber für diese 6-8kw will ich nichts teures mehr Umbauen zumal das ganze dann auch irgendwie Frostsicher gemacht werden muss…

Da ist sicher noch etwas zu holen, siehe diverse Diskussionen zum Thema Restwärmenutzung. Wäre nicht viel Aufwand, eine zusätzliche Pumpe, die nach Abbrand noch eine Viertelstunde nachläuft und gut.

Aber noch etwas einfaches gilt es zu verbessern: 23% Restfeuchte ist zu viel! Das verbrennt zwar auch, aber Du hast ja selbst errechnet, wieviel Heizwert Du dadurch schon im Vorfeld verlierst.

Hahneko

Gust antwortete vor 13 Jahren
Hahneko:
Silverdriver,

Deine Ausbeuteberechnungen sind nachvollziehbar und m.E. auch korrekt, zumal der heizwert von Holz immer etwas schankt und in unterschiedliche Quellen auch etwas unterschiedlich angegeben wird.

Silverdriver:

Das einzige was mich noch Wurmt ist der Anheizverlust aber für diese 6-8kw will ich nichts teures mehr Umbauen zumal das ganze dann auch irgendwie Frostsicher gemacht werden muss…

Da ist sicher noch etwas zu holen, siehe diverse Diskussionen zum Thema Restwärmenutzung. Wäre nicht viel Aufwand, eine zusätzliche Pumpe, die nach Abbrand noch eine Viertelstunde nachläuft und gut.

Aber noch etwas einfaches gilt es zu verbessern: 23% Restfeuchte ist zu viel! Das verbrennt zwar auch, aber Du hast ja selbst errechnet, wieviel Heizwert Du dadurch schon im Vorfeld verlierst.

Hahneko

Hallo zusammen,
ich würde eine Restwärmenutzung zur Minimierung des Anheizverlustes wie folgt ausführen:
RWN automatisiert
Ich hole dadurch bis zu 9 kWh pro Abbrand heraus, bei ca. 35°C notwendigem Heizungsvorlauf kann ich damit ca. 2 Std heizen, (je nach Außentemperatur) ohne die Puffer zu entladen.

Gruß
Gust

timex antwortete vor 13 Jahren

Hallo Gust,

Wäre es nicht viel einfacher ein Dreiwege Zonenventil zu nehmen und je nach situatition den Weg vom Puffer oder vom Atmos zu öffnen und die Pumpe dafür wäre nur deine Heizkreispumpe. Könntest du eine Pumpe sparen oder diese „frei“ Pumpe zur Vorwärmung nehmen, also von unten in den Kessel mit heißem Wasser rein?

Gruß timex

Gust antwortete vor 13 Jahren
timex:
Hallo Gust,

Wäre es nicht viel einfacher ein Dreiwege Zonenventil zu nehmen und je nach situatition den Weg vom Puffer oder vom Atmos zu öffnen und die Pumpe dafür wäre nur deine Heizkreispumpe. Könntest du eine Pumpe sparen oder diese „frei“ Pumpe zur Vorwärmung nehmen, also von unten in den Kessel mit heißem Wasser rein?

Gruß timex

Hallo Timex,

im Prinzip hast du völlig recht, wäre jedoch bei mir nachträglich nur sehr schwierig umsetzbar gewesen, da sich der HV in einem anderen Raum als die Heizkreispumpe befindet.
Eine Vorlauf- Heizungs- Leitung war in nächster Nähe verfügbar.
Ich wollte so wenig wie möglich an der bestehenden Hydraulik ändern.

Die Vorwärmung habe ich ohne extra Pumpe realisiert, siehe
Vorwärmung

Gruß
Gust

Silverdriver antwortete vor 13 Jahren

Ja das stimmt.

Das Holz was ich jetzt verfeuern muss ist das schlechteste was ich bisher gemessen habe mit 22-24% Restfeuchte im Sägeschnitt (Stücke Halb durchgeschnitten und gemessen). Aussen hat bei mir das Holz 15-18% aber ist ja logisch das der Rand schneller trocknet als der Kern.

Theoretisch gehen mir dann schonmal ca. 10% (3rm) verloren durch die schlechte Holzqualität.

Und nochmal ca 3% (1rm) durch das Aufwärmen des Ofens.

Das heist für mich als greifbarer Wert das ich 4rm mehr verheizen muss als eigentlich nötig, das ist eine halbe „Gummiwagen“ ladung…
Wenn man jetzt noch dran denkt das man das Holz min. 7 mal anfassen muss bis es verbrannt ist…

timex antwortete vor 13 Jahren

Hallo Gust,

ist natürlich dann klar das du das so bauen musst.
Ich könnte mit dem bisschen Restwärme was mein Ofen (DC22s) noch drin hat mein Haus ca. 1 Stunde heizen (Fußbodenheizung) 0,058m³x Delta t 40°C x 1,163= 2,7kw was dort noch zu holen wäre.
Ist nicht viel… mal sehen ob ich es trotzdem umbauen werde.

Gruß timex

Gust antwortete vor 13 Jahren
timex:
Hallo Gust,

ist natürlich dann klar das du das so bauen musst.
Ich könnte mit dem bisschen Restwärme was mein Ofen (DC22s) noch drin hat mein Haus ca. 1 Stunde heizen (Fußbodenheizung) 0,058m³x Delta t 40°C x 1,163= 2,7kw was dort noch zu holen wäre.
Ist nicht viel… mal sehen ob ich es trotzdem umbauen werde.

Gruß timex

Zu den 58 Litern Kesselwasserinhalt ist ja noch der gesamte Schamott- sowie der Eisenanteil des Kessels hinzuzurechnen, welche ebenfalls Wärme speichern. Dein Kessel wiegt ja so ca. 319 kg.

Schätze mal, das sind dann schon noch ca. 7 kWh, die eine RWN bei dir herausholen könnte.

Gruß
Gust

dobia antwortete vor 13 Jahren
HKruse:
Hallo silver !

Einen Wärmemengenzähler hab ich nicht,
bei unserem eigenen Mischholzfüllungen soll die stabile Brennraumtemperatur (650°C vor dem seitl. Abgaskanal) die „saubere“ Verbrennung liefern,
die Wärme gibts dann als „Beipack“.

Je nach primLuftbedarf(Gasgeschwindigkeit) der Scheitholzmischungen erreiche ich bei 4% Rest-O2-Wert (am LC eingestellt) 130°C EndrohrAGT, meistens um 135°C in der „ruhigen“ Abbrandphase.

der saubern Verbrennung bei 650°/135° möchte ich die aussage von hartlbe aus einem anderen beitrag gegenüberstellenstellen. er verfügt über ein CO-meßgerät:

in der Flamme hab ich weder vor noch nach dem Umbau gemessen
ich messe dagegen stetig die Temperatur des Heissgases mit einem 6mm NiCrNi-Fühler der direkt in der Brennkammertür sitzt
(bis vor zwei Wochen mit dem Fühler der seitlich vor der Brennkammertür reingebohrt war)

Dabei habe ich beobachtet dass das CO ansteigt wenn ich unter 700° gehe und immer weiter ansteigt je weiter die Heissgastemperatur fällt…
Deshalb hab ich den Regler auf 320°C (untere Putzklappe) eingestellt. Das entspricht bei mir 800…850°C Heissgastemperatur am Türchen

Freilich wird es an den heissesten Stellen in der Brennkammer sicher 1000°C haben oder mehr.
Das ist mir ehrlich gesagt aber einerlei da der ideale Betriebspunkt für meinen Ofen bei den 800…850° liegt.
Wenn ich mit aller Gewalt aus dem GSX50 50kW oder 60kW pressen wollte dann müsste ich das untersuchen (dann würden die 800° nicht mehr ausreichen)

Die Leistung brauche ich aber nicht – ich will den optimalen Wirkungsgrad des Ofens bei guter Materialschonung erreichen
Und da sind 800° am Türchen der für mich technisch ideale Betriebspunkt

Bernhard

ich für meinen teil werde eine heißgastemperatur von 750° in der hauptbrandphase nicht unterschreiten.

grüße
dobia

HKruse antwortete vor 13 Jahren

Hallo dobia !

seit 2009 habe ich das analoge Thermo(bimetall) im unteren Reinigungsdeckel.
ich bin als Anfänger in dem ersten Winter mit ner EndrohrAGT von über 180°C gestartet- digital und analog gemessen.

unter den HeckWTs hatte ich um die 400°C vor dem atmos-M.
ich habe einen ca 0,3 kg Aluwinkel,zwischen der O2sonde im atmos-A und dem Brennraumausgang ,
bei dieser Temperatur wachsartig verflüssigt und zusammensacken lassen, also über 600°C etwa 10cm „dichter“ zum Brennraum.

vor anderthalb Jahren habe ich die Temperaturverteilung hinter dem Brennraum „vermessen“ :
550°C bis 300°C vor dem atmos-S(thermo-K Draht)

In diesem Temperaturbereich bin ich immer noch.

Ich habe bei der Brennkammertemp aber anders als die üblichen (meistens 2 meter von der Verbrennung entfernten) Steuerungen
keine „Ausreißer“ mehr nach unten, die frontale Regelung kann sehr direkt auf die „Holzgasproduktion“ reagieren.

Die Verbrennung findet ja hinter der Brennraumfrontplatte im „Kugelraum“ statt… meine 650° werden dort sicher deutlich überschritten.
Gruß Heinrich

Kessel 1: ( 2009.40gse ) > eta (30)20 2024
Kessel 2: (1987.öl) > thermia soleWP 2023
Regelung: (2009< LambdaCheck--BRT > Lüfterdimmer) >ist gut + brauchbar<
Puffervolumen: 3100 L
dobia antwortete vor 13 Jahren
HKruse:

Die Verbrennung findet ja hinter der Brennraumfrontplatte im „Kugelraum“ statt… meine 650° werden dort sicher deutlich überschritten.
Gruß Heinrich

wie gesagt, hartlbe hat mit dem CO-meßgerät bei dieser konstruktion den grenzwert von 700° festgestellt.

es ist auch die verweildauer der in der temperaturzone wichtig, um einen guten ausbrand der gase zu gewährleisten. und da könnten die 650 schon zu kalt sein.

was helfen ein paar grad niedrigere abgastemperatur wenn vielleicht noch chemische energie im abgas ist. ich fahre wie hartlbe 320° an der unteren reinigungsklappe und über 750 vor dem seitlichen tauscher (gemessen durch mein guckloch).

nebenbei; ich war heut mal die temperatur am kaminkopf messen. die rauchgase hatten abolut keinen beißenden anteil. man monnte direkt in das abgas hineinsehen. wer schon mal lagerfeuerrauch abbekommen har, weiß was ich meine. ob das bei niedriger abgastemperatur auch noch so ist, glaub ich nicht.

grüße
dobia

HKruse antwortete vor 13 Jahren

Du hast mit deinem Einwand Recht, Dobia !

Als ich letzten Winter mit dem PT im unteren Deckel geregelt habe, war die Brennraum-Tür-Temp immer noch stärker schwankend.

Der eine „Schritt“ im Abgasweg hat mich daran gehindert, eine stabile Brennraumtemp zu fahren.

Ich bin nicht der „long distance“ Regel-Könner,
an PC und Regler eher Richtung -„null“Ahnung.

Ohne den direkten Zugriff auf die zu regelnde Temperatur würde ich das alles nicht können, schaffen und umsetzen.

Mit der unteren „Heckregelung“ war ich meist bei ner EndrohrAGT von 160°C, weiter runter habe ich mich nicht getraut.

Jetzt 130-140° bei ner stabilen Brennraumtemp geht in Ordnung,
noch ein wenig mehr „verwirbeln“ bei konstanter Reglertemp. und gut is….

Gruß Heinrich

Kessel 1: ( 2009.40gse ) > eta (30)20 2024
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HKruse antwortete vor 13 Jahren

ich bin am pc zu langsam.. mehr als zwei meter..

unten habe ich immer noch je nach Gasgeschwindikkeit 330° bis 370°C. 350- 370° war meine PT-Regler temp !!
Ich habe den Kessel NIE mit 320°C geregelt gefahren im letzten Winter !!!

Wenn das deine Temp ist, kann ich ja auf 600° runter gehen, ohne Probleme…

mit dem Schorni ist abgesprochen, daß er im Frühjahr ein Tuch für den Kamin und seine Tränen mit bringt…

Gruß Heinrich

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HartlBe antwortete vor 13 Jahren
dobia:
wie gesagt, hartlbe hat mit dem CO-meßgerät bei dieser konstruktion den grenzwert von 700° festgestellt.

Hallo Dobia,

wenn man Grenzwerte als solche „festlegt“ muss man auch die Randparameter zur Kenntnis nehmen

Ich messe das CO im ppm-Bereich. 20 30 ppm ist für mich OK, 100 ist mir zu viel 500 viel zu viel 1000ppm da reisse ich schnell das CO-MEssgerät aus der Ansaugvorrichtung um nicht drauf warten zu müssen bis sich der Sensor wieder gefangen hat

20ppm CO im Rauchgas ist so gut wie garnichts. In Luft mit 20ppm kann man als Mensch stundenlang arbeiten – das ist unter jeglichen Grenzwerten für den dauerhaften Aufenthalt von Menschen in der CO betroffenen Luft

Wenn die Brennkammer nicht umgebaut ist, dann ist der Weg von der Düse um die Ecke in die Kühlstrecke sehr kurz. Dann reicht ein kleiner Huster des Ofens um eine gaaanz schön große Menge unverbranntes CO um die Ecke und damit direkt in den Kamin zu husten…
Dieses husten hat mir ohnbe Umbau immer wieder die Flamme ausgeblasen und sie hat bei Abgastemperaturen unter 130° nicht mehr selbständig gezündet – es hat gekokelt…
Das gibt es mit der umgebauten Brennkammer nicht mehr. Kein Husten mehr. Kein Flammabriss mehr. Viel ruhigerer Abbrand. Da sind die Wege viel viel länger- Die Brennkammer im GSX50 ist 50cm lang. Dazu kommt der Weg nach hinten – und dann noch der Weg am Türchen entlang. Das gibt dann in Summe im Schnitt einen Meter Ausbrandweg in glühend heisser Umgebung mit etlichen größeren Verwirbelungen. Da gibt es für das CO fast kein Entrinnen mehr…
Drum funktioniert das mit nur 2% Restsauerstoff und gleichzeitig sooo dermaßen kleinem CO-Wert…

650° im Heissgas ist immer noch für das CO eine zündfähige Temperatur – es braucht aber mehr Restsauerstoff-Überschuss um bei nicht modifizierter Brennkammer auf Werte um die 100ppm CO zu kommen…
Dann ist es aber nicht mehr möglich die Abgastemperatur so weit zu drücken – das ist bei etwa 150°C Schluss

Je weiter ich den Restsauerstoff drücken konnte bei gutem CO-Wert desto weiter konnte ich die Abgastemperatur ungestraft drücken. Das ist der Hintergrund warum ich sooo scharf auf einen niedrigen CO-Wert war. Ich wollte eine heisse Verbrennung bei möglichst kühlem Abgas

Das ist wie beim Fliegen – Ein Flugzeug fliegt schnell man irgendwie – wenn man aber mit einem Flieger die Schallgeschwindigkeit durchbrechen will dann muss man sich viel viel intensiver mit der Materie auseinandersetzen wie wenn man als Schulbub einen Papierflieger baut… Und auch die Grenzen sind viel enger und härter…

Bernhard

HKruse antwortete vor 13 Jahren

moin Bernhard, moin Dobia !

Die Pneumatik sieht bei mir so aus :

Die vorderen ca 8cm der Düse habe ich stillgelegt,
50kw-Düse brauche ich im 40gse eigentlich nicht.
Die nicht überströmten secLuftbohrungen bleiben passiv,
Airbrush-Effekt,Fixativspritzenverhalten,
ein nicht angepusteter Flaschenhals liefert auch keinen Ton.
Der Gasweg in der Brennkammer ist bei mir etwas verlängert.

Unser 50cm Brennraum funktioniert sehr gut im 30er bzw neuen 25er Kessel.
Mit der direkten Regelung und daher konstanter Temperatur bei gezielt niedriger Gasgeschwindigkeit im Brennraum bin ich bei 4%Rest-O2, geregelt, auf gutem Weg.

Gruß Heinrich

PS: ich bin mit 700°C frontal geregelt angefangen,
da hatte ich wie in „wildesten“ RGT-II Zeiten hinten unten wieder 400°C und 10cm hinter dem Kessel über 160°C…

Kessel 1: ( 2009.40gse ) > eta (30)20 2024
Kessel 2: (1987.öl) > thermia soleWP 2023
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