Verringerung des Verbrennungsluftvolumens durch Kennlinienänderung
Nach den Tests zur Luftmengenmessungen war klar, dass durch die starre Kopplung "Verbrennungsluft:Warmluft" = "1:10" eine lambda-Reduzierung bis zur Rußgrenze nur schwer möglich sein wird, da man dadurch relativ schnell in die Übertemperaturabschaltung läuft. Ich habe es trotzdem mal ausprobiert.
Zur Erläuterung:
Ich habe die Kennlinien über einen y=M*x+N - Ansatz geändert. M ist die Steigung in "Drehzahl/Öl [Hz]", M der Offset in "Drehzahl" für 2kW und 11ml-Pumpe.
Die Luft-Temperatur wurde am Rohrende gemessen. Erfahrungsgemäß schaltet meine Heizung bei ca. 75-80°C an dieser Stelle ab. Ich habe die Versuche nicht bis zur Abschaltung fortgeführt, sondern vorher abgebrochen.
"V" ist das Ölvolumen.
In den letzten Versuchen habe ich zusätzlich den Stromverbrauch aufgenommen, welcher erwartungsgemäß mit der Lüfterdrehzahl steigt. Daraus ergibt sich eine zusätzliche Verlustleistung der Heizung. Steht die Stromversorgung innerhalb des zu beheizenden Raums spielt das praktisch keine Rolle - wird ja letztendlich alles in Wärme umgewandelt.
Hier meine Versuche:
Die "Fette 600er" Kennlinie
| M= | 600 | 1,5 | 1500 | |||
| N= | 600 | 4,9 | 3540 | |||
| Öl | T-Anzeige | Luft [°C] | Strom [A] | Drehzahl | V [l/s] | V [ml/h] |
| Start | - | 31 | - | - | ||
| 1,5 | 2xrt | 71 | 1500 | 1,7E-05 | 61 |
Kein rußen erkennbar, nicht fortgesetzt wg. zu hoher Temp.
Die 700er Kennlinie
| M= | 700 | 1,5 | 1500 | |||
| N= | 450 | 4,9 | 3880 | |||
| Öl | T-Anzeige | Luft [°C] | Strom [A] | Drehzahl | V [l/s] | V [ml/h] |
| Start | - | 13 | - | - | ||
| 1,5 | 1xrt | 59 | 1500 | 1,7E-05 | 61 | |
| 2,0 | 1xrt | 66 | 1850 | 2,3E-05 | 81 | |
| 2,5 | 2xrt | 74 | 2200 | 2,8E-05 | 102 |
Kein rußen erkennbar, nicht fortgesetzt wg. zu hoher Temp.
Die 800er Kennlinie
| M= | 800 | 1,5 | 1500 | |||
| N= | 300 | 4,9 | 4220 | |||
| Öl | T-Anzeige | Luft [°C] | Strom [A] | Drehzahl | V [l/s] | V [ml/h] |
| Start | - | 31 | - | - | ||
| 1,5 | 2xge | 57 | 1500 | 1,7E-05 | 61 | |
| 2,0 | 1xrt | 63 | 1900 | 2,3E-05 | 81 | |
| 2,5 | 1xrt | 68 | 2300 | 2,8E-05 | 102 |
Kein rußen erkennbar, nicht fortgesetzt wg. zu hoher Temp.
Die 900er Kennlinie
| M= | 900 | 1,5 | 1500 | |||
| N= | 150 | 4,9 | 4560 | |||
| Öl | T-Anzeige | Luft [°C] | Strom [A] | Drehzahl | V [l/s] | V [ml/h] |
| Start | - | 13 | - | - | ||
| 1,5 | 2xge | 52 | 1500 | 1,7E-05 | 61 | |
| 2,0 | 1xrt | 59 | 1950 | 2,3E-05 | 81 | |
| 2,5 | 1xrt | 64 | 1 | 2400 | 2,8E-05 | 102 |
| 3,0 | 1-2xrt | 68 | 1,2 | 2850 | 3,4E-05 | 122 |
| 3,5 | 2xrt | 70 | 3300 | 4,0E-05 | 142 |
Kein rußen erkennbar, nicht fortgesetzt wg. zu hoher Temp.
Die 1000er Kennlinie
| M= | 1000 | 1,5 | 1500 | |||
| N= | 0 | 4,9 | 4900 | |||
| Öl | T-Anzeige | Luft [°C] | Strom [A] | Drehzahl | V [l/s] | V [ml/h] |
| Start | - | 26 | 2,9 | - | - | |
| 1,5 | 2xge | 50 | 0,7 | 1500 | 1,7E-05 | 61 |
| 2,0 | 2xge | 55 | 0,9 | 2000 | 2,3E-05 | 81 |
| 2,5 | 1xrt | 60 | 1,1 | 2500 | 2,8E-05 | 102 |
| 3,0 | 1xrt | 64 | 1,3 | 3000 | 3,4E-05 | 122 |
| 3,5 | 1xrt | 66 | 1,6 | 3500 | 4,0E-05 | 142 |
| 4,0 | 1xrt | 68 | 2 | 4000 | 4,5E-05 | 163 |
| 4,5 | 2xrt | 70 | 2,4 | 4500 | 5,1E-05 | 183 |
| 5,0 | 2xrt | 72 | 2,8 | 5000 | 5,7E-05 | 203 |
Kein rußen erkennbar, 5Hz ist ungefähr die Öl-Obergrenze für die 2kW-Heizung
Erkenntnisse:
- die Senkung von lambda ist rein über die Kennlinie nicht möglich, selbst bei "sinnlosen" Arbeitspunkten
- der simple y=M*x+N-Ansatz ist nicht sauber, d.h. die reale Kennlinie geht nicht durch die eingegeben Punkte, z.B. 1,5-1500, 4,9-4900
Die zweite Aussage lässt sich durch den Temperaturvergleich bei 1,5Hz belegen. In der Spalte Drehzahl steht die theoretisch über die Kennlinien-Formel ermittelte Drehzahl. Diese ist überall gleich. Die Temperaturanzeige unterscheidet sich aber wesentlich, d.h. die Lüfterdrehzahl muss auch extrem unterschiedlich (und nicht immer 1500) gewesen sein. Leider habe ich hier keine Anemometer-Aufzeichnungen durchgeführt, um hinter das Kennlinien-Geheimnis zu kommen.
Ich bin weg!
Ist mir zu hoch, aber chapeau für dein Wissen und die Arbeit die du dir gemacht hast.
lg
flüstermann alias Harald
Okay, da bin ich ebenfalls raus 🙂 Ich bin aber auch nur Techniker / Reiseblogger - und nicht Ingenieur.
Danke g2t, dein Beitrag offenbart ein tiefes Verständnis von der Materie. Ich bin sicher, daß die Tabelle und die gewonnen Erkenntnisse einmal jemanden helfen werden. Scheint die Grundlage zu sein, wenn z.B. eines Tages jemand dabei geht und eine eigene Steuerung baut.
Zitat von driver am 23. Februar 2022, 9:46 UhrDanke g2t, dein Beitrag offenbart ein tiefes Verständnis von der Materie.
Danke für die Blumen, aber nein eigentlich gar nicht. Ich versuche nur das Schulwissen (Geradenkennlinie), ein paar Messgeräte, meine praktischen Erfahrungen und LibreOffice zu nutzen, um etwas schlauer aus dem Verhalten und den im Internet zu findenden Aussagen über die Heizung zu werden. Bin zwar Ing., aber alle verwendeten "schlauen Worte" (Rußgrenze, Lambda, stöchiometrischer Luftbedarf) findet man bei Wikipedia 🙂.
Ich habe gesehen, dass die Tabellen (einfach kopiert aus LibreOffice) auf dem Smartphone katastrophal aussehen. Gibt es da eine bessere Lösung?
Gruß Thomas
Moin in die Runde,
@gt2: mach doch sonst einfach einen Screenshot von der Tabelle, dass könnte doch erstmal ein kleiner work around sein.
Zum Forum selbst: danke an DRIVER für die Mühe und an alle Beteiligten. 🙂
Ich selbst habe eine 5kw auf dem Boot die sehr gut läuft und eine 2kw im Auto die nach einem Start mit viel Qualm und geringe Temperatur die ausströmt im Anschluß nach ca 3-5 min mit e08 oder e10 sich verabschiedet.
Am Anfang lief sie bis dann mal vermutlich Luft gezogen hatte (Tank war auf Reserve).
Habe mir aus Verzweiflung eine weitere bestellt und will diese mal nach dem Tausch zerlegen. Vermutlich verrußt.
Grüße,
Marco
Hi,
Interessanter Ansatz.
ich gehe mal davon aus, daß du mit "Labda- Reduzierung" die theoretisch zugeführte Luftmenge im Verhältnis zur eingebrachten Brennstoffmenge meinst, also Lüfterdrehzahl / Pumpentakt x Fördermenge
Ist das so richtig?
Nach meiner Erfahrung haben diese Chinaböller ein großes Problem mit Verrußung im minimalen Leistungsbereich.
Im Übrien: In der Strömungsmechanik ist eine Lüfterdrehzahl im Verhältnis zum Volumenstrom nicht wirklich proportional.
Hallo @canis, nein ich meine schon die "praktisch" zugeführte Luftmenge. Der "minimale Leistungsbereich" ist nicht zu verwechseln mit einer geringeren Lüfterdrehzahl, um Lambda zu reduzieren. D.h. man könnte vereinfacht gesagt mit viel Öl und wenig Drehzahl arbeiten, d.h. im hohen Leistungsbereich. Dann würde es trotzdem kein Rußproblem (im Abgas) und kein Verrußungsproblem geben. Das scheitert aber an der Wärmeabführung, wäre also nur rel. kurz oder mit zusätzlicher Luftführung möglich. Zum zweiten habe ich schon mal ein paar Experimente gemacht. Ist aber noch zu früh, um mehr darüber zu schreiben.
Zur Proportionalität: Ja, und das ist sicherlich stark von der Lüftergeometrie abhängig. In den obigen Tabellen steht "Drehzahl", was aber evtl. nicht korrekt ist. Ich habe nämlich die Drehzahl gar nicht gemessen, das war nur eine spontane Annahme, da auf dem Lüfterrad 2 Magneten zur Drehzahlerfassung befestigt sind. Falls das doch 1:1 die Drehzahl wäre, ist für den Lüfter hier doch eine gewisse Proportionalität zum gemessenen Durchfluss erkennbar.
Danke für deine Nachfrage, ich hoffe das konnte ich klarstellen.