Erfarenhet från lambdastyrning

[Icecap]

Nu har jag kört med lambdastyrning av brännaren under ett bra tag. Med tanke på att jag har tillgång till all mjukvara och dylikt är det ju ganska naturligt.

Och hur har det då fungerat?

Det är delat lite i den tekniska biten och den praktiska...

Men först en liten förklaring på hur värden har fastställts: I en Janfire NH kan man ställa fläkthastighet och cykeltid vid 3kW, 6kW, 9kW, 12kW, 15kW, 18kW och 23kW. Dessa värden sparas i minnet och kan ändras under drift osv. Vid effekter mellan dessa värden utförs en interpolation, alltså att datorn räknar ut vad värdet bör vara vid den givna effekten. Visuellt uttryckt drar den ett streck och avläser vad som gäller vid en viss effekt, om den t.ex. jobbar på 8kW kollar den på värden 6kW och 9kW och räknar på detta.

Med "cykel" menas en dosering + väntetid innan nästa dosering.

Jag har lagt till att vid samma effekter finns det ett värde för mängden O2, en lambdasensor är ju in grunden en syre-mätare så detta verkade mest vettigt. Dessa värden blir sedan interpolerat som de andra och jag vet att detta fungerar alldeles utmärkt.

Det tekniska: att styra doseringen baserat på önskat värde och mätt värde har fungerat alldeles ypperligt. Jag har experimenterat med olika mjukvarufilter för att få rätt mätvärde, mätvärden svänger ju under en cykel och jag har hittat ett bra sätt som ger stabila resultat.

För tillfället reglerar jag på doseringstiden, normalen är 1,00 sekund och den kan variera mellan 0,50 och 1,50 sekund i steg om 0,01 sekund.

Det har varit kul att testa att hälla på en ny pellets (annan tillverkare) och sedan se på loggningen hur värdet ändrar sig och blir stabilt igen. Och ja, jag loggar allt brännaren gör, varenda påfyllning från externförrådet blir sparat. Detta betyder att jag har data från hela 2010, hela 2011, inkl. utomhustemperaturer för var 5'te minut... Jag har även panntemperatur, brännkoppstemperatur osv. så det blir en del.

Det praktiska: Ja, det har varit intressant...
* Att montera sensorn där den får en "bra bild" av rökgasen har varit en utmaning. Jag har monterat den i rensluckan vid 90° böjen på toppen av pannan, svetsade fast en mutter osv. Det fungerar men då jag har monterat den lite offcentrerat från mitten har jag märkt att jag måste sätta den korrekt (upp eller ner typ) för att den ska mäta "rätt". Detta betyder helt enkelt att den mäter lite sådär men att det är pannans fel pga. Coanda-effekt, tjuvluft osv. Dragbegränsaren kommer först ~40 cm efter så den borde inte ställa till det allt för mycket.

* Min panna är en kombipanna. Det betyder att jag har en massa luckor så jag enkelt kan komma åt att rensa - men även att det finnas en massa otätheter i den! Jag har försökt täta den vid att lägga på värmetåligt silikon kom packning på kanterna och anpassa så att det strax innan det stelnade helt blev klämt åt så det passade och det verkar ha hjälpt, det har blivit mindre dåligt alltså.

* Sot. En korrekt inställd brännare ger en aning sot, iaf. så korrekt min brännare kan bli. Kollar man här under justeringar är det så att man ska ställa upp doseringen till den sotar synbart i röken och sedan stryper doseringen till den precis sluter.

Detta betyder att lambdasonden får sin beskärda delen av sot. Den värms upp internt till ~600°C så det bränner inte fast men hålet täpps igen efter ett (bra) tag! Jag uppmärksammade det då jag kollade status, då var doseringen skruvat helt åt fanders och brännaren gick maximalt fett. En snabb koll, ett blås på sensorn, "proppen" var borta och allt föll tillbaka till standard - så regleringen var OK.

* Ändring över tid. Sonden åldras, inget konstigt med det, jag har kunde trimma om styrboxen så den mätte rätt ändå men sensorn slits! Men eftersom pannan blir mer "skitig" sedan senaste rensning ändrar tjuvluften(?) sig och det önskade O2-värde borde då ändra sig också. Det gör det såklart inte och det är ju egentligen pannan som är skit till detta (också), ändringen är inte seriös stor men den finns.

Konklusion: Att ha en självjusterande brännare är guld! Inget tjafs, inget problem med hur man gör, det är bara att hälla på pellets och se till att det finns ström till den, sedan klarar den resten! Man ska aska/sota ibland men det ska man ju ändå! Ställ effekten och brännaren klarar resten själv och driver man det hela på sin spets och lägger till en panntemperatursensor och rätt mjukvara kan man t.o.m. ha en brännare som automatisk kan hitta rätt effekt att köra på och som justerar förbränningen automatisk och kontinuerligt.

Men att bara mäta syre är inte den ideella vägen att gå! Det är inte en fel väg att gå men det är inte den bästa. Jag har hört att det finns en sensor som mäter båda O2 och CO (OK, vara lite inblandat i testen via mjukvara) och då kan en brännare som kan ta dessa två värden kolla förhållanden mellan dom och reglera mycket bättre och entydigare. Med en ren syremätning blir tjuvluft alldeles för stort ett problem till att det fungerar bra i alla lägen.

Justeringen av önskade O2-värden har varit intressant. Att jag skriver om tjuvluft beror på att det finns en ganska stor skillnad i O2-värdet mellan 6kW och 9kW och en ganska liten mellan 9kW och 12kW, alltså kommer det in en "fast" mängd extra syre oberoende på effekt och då finns det bara tjuvluft kvar. Och då mängden av denna tjuvluft verkar ändra sig med hur ren pannan är (eller annan faktor) blir det inte helt perfekt.

Och med bra/perfekt menar jag just detta! Lamdajusteringen är bra - men inte perfekt! Jag skulle dock tro att många ville ha stor nytta av en kontinuerlig lambdajustering av deras brännare, det ville bli mycket bättre men inte perfekt.

Under sommaren eldade jag upp en hel del isoleringsspån från vinden då jag inte orkade att först fylla det i säck, sedan dra till tippen med dessa säck och till på köpet få betala för pellets till varmvatten. Spånen var av trä, den kan brinna och ge värme - och det var ett ypperligt tillfälle att jävlas med systemet! Jag testade först att bara mata brännaren med ren spån men det brann ut så snabbt att elden slutade innan nästa dosering kom så jag fick blanda i pellets för att hålla elden vid liv. Runt 60% spån och 40% pellets fungerade OK men lambdaregleringen försökte dosera mer än maximalt hela tiden, brann gjorde det dock.

Då spånen tog slut och brännaren återgick till ren pellets återställde regleringen doseringen till normalen och allt var bra.

[André]

Så nu säljs Janfire med lambdastyrning som standard??

[Torsten]

Verkligen intressant läsning!
Hur blir det vid eldning med 6 kW i en brännare gjord för 18 kW. Kommer det inte förbi en del luft i det alldeles för stora rostret så att det blir samma symptom som vid läckande pannluckor, alltså visar för högt lambdavärde?
Kopplat till det, vad händer i en brännare som inte har uraskning när den gått 5-6 dagar och aska satt igen hålen på rostret? Behöver automatiken öka fläkten för att få rätt förbränning?
Det är onekligen mycket man kan få reda på med din utrustning.

[Icecap]

André: Det skrev jag väl inget om? Jag har fördelen av att ha designat styrningen till Janfire NH, alltså designat av elektroniken och programmen till den, det är jag bra på. Janfire har berättat vad de vill ha och hur styrningen skulle göra, det är de bra på.

Och med all källkod i handen har jag en del möjligheter för att leka...

Torsten: Har faktisk inget svar där. Jag ser att det är vid lägsta effekten som tjuvluft är störst problem och att det ändrar sig eftersom pannan smutsar ner sig. Då jag aldrig rengör brännaren och då skrapningen aldrig kommer upp på hålen i sidan (ett fåtal i övrigt, långt de flesta är i botten) blir de inte rensade då heller, alltså borde deras bidrag inte ändra sig eftersom pannan skiter ner sig. Men att de bidrar är nog ganska klart, frågan är hur mycket... Det finns 7 st 5mm hål ung 12 mm över brännkoppens botten, resten är i själva botten som ju askas ut med och då brännaren kör just nu kollar jag inte antalet men det är många fler.

[André]

Märkligt bara att dom nu har så förträffligt styrsystem men inte börjar sälja det
Kanske får börja anställa lite personal igen o sälja lite om dom inför detta, Du har ju skrivit om detta i några år nu o tycker dom borde fått ut något av det..

[Icecap]

Nja... en lambdasensor med styrförstärkare kostar "lite" pengar (eKontroll E2K-1000), sensorn tar de också bra betalt för och en investering på minst 12.000kr (lågt räknat) skulle få de flesta pelletsbrukare att tacka nej. Det ville vara en vinst med det hela men det ville ta en hel del år att räkna hem detta.

Jag har tankar om att försöka utveckla en lambdasond-förstärkare som är mindre dyr men tiden ska räcka till...

[Jakob]

Ice: Hatten av för ett intressant inlägg.

Torsten: Finns det nån brännare som har variabelt roster?

mvh

[Rol-bi]

Bra att det finns en på forumet med kunnskaper om O2-styrning.
Skall forsöka få tid denna veckan att installera Lamda styrning på min nye Scotte brännare som blev monterad förre veckan i min 10-11 år gamla Biomatic. Köpte en lamdastyrning för att testa lite, kostade 2200 danske kroner. Har kopplat in Bluetooth så jag har nu kontinuerlig översikt över förbränning och temperaturer på min dator. Just nu kör den med 9,4kW och den modulerar från 3kW till 20kW. Panntemperatur är nästan konstant hela tiden.
Från manualen ser jag att man vid 3kW skall ställa inn så den styrar mot 12-15% O2, ved 10kW 10-13% O2 och 7-10% vid 20kW. Detta överensstämmer med den "tjuvluft" som Torsten/Icecap skriver om.
Blir spännande att se hur Lamdastyrning fungerar och vilka fördelar/nackdelar detta har för ett värmeanlegg.

[Jakob]

Jag har en kompis i Estland som kör scotten i 30kW-variant i en sån där blackstar laddpanna. (kärt barn har många namn).

Han har lambda och mjukvara från danskarna på sin PC och kan logga och justera det mesta. Lambdakittet är inte så dyrt - inte i närheten av 12.000 SEK - men hållbarheten återstår att se då han bara kört i ett år ca. Jag ska se om jag kan ta reda på mer när jag är på besök nästa gång!

Jag tror han betalade 6000 EUR inkl. scotte, laddpanna, OSO 200 L VVB, 22 säcks veckoförråd, skruv mm installerat och klart.

Jag tycker att scottebrännaren blir mer och mer intressant ju mer man läser om den....byggd som en B16 i hårdvaran, avancerad som en NH i mjukvaran - till ett lågt pris!

mvh

[Honda]

Har nu kört med lambdareglering sen oktober. Tyvärr gick sonden sönder för några veckor sedan, eller den mäter nog, men vid kalibrering så hamnar den utanför godkänt intervall så regleringen är inte aktiv tillsvidare. Förhoppningsvis så har jag bara otur, att byta sond med 4 månaders mellanrum är ju inte speciellt ekonomiskt.
Scotte/biocomfort reglerar som jag har förstått det numera fläkten mot lambdavärdet. Efter att ha lusläst danska forumkommentarer så har jag kommit till att tidigare styrningar reglerade pelletmatningen, men i senare versioner har de ändrat till att reglera fläkten. Har du icecap provat reglera luften istället för matningen? Det borde ju iallafall möjliggöra en snabbare reglering.

Sonden är en bosch lsm11, inte en riktig bredbandssond, men som jag förstår saken ändå gjord för ändamålet, dvs att mäta höga lambdavärden.

Brännaren online sen i förrgår. Jag lämnade bort loggningsprogrammet då jag beställde brännaren, främst för att de gjorde reklam bara för windowsversionen, så jag skrev ihop något eget istället. Sedan såg jag i en faq på nätsidan att de nog har en linuxversion också för nedladdning. Protokollspecsen finns på nätsidan, det är något som övriga brännartillverkare gärna får ta efter!

[Icecap]

Att reglera fläkten är det samma som att reglera effekten! Målet för mina experiment har varit att få en brännare som kan justera sig själv helt och hållit, inte att styra hastigheten på fläkten under en doseringscykel.

Grejen är att när man har mätt att det är fel är det ett tag efter att felet uppstod. Reglerar man då på detta är det ganska stor risk att hela regleringen hamnar i självsvängning - och det är ju ändå för sent att reglera, "felet" har ju redan hänt.

Därför har jag gjort det hela så trögt att den enbart reglerar efter 3 doseringar och ett filter tar ett hyggligt genomsnitt av alla mätvärden däremellan och den reglerar bara om är-värdet avviker en viss del från bör-värdet.

Men det är mycket enkelt att reglera fläktens värde - men i mina ögon inte rätt.

[Honda]

Jag ser det som att det viktiga är inte effekten, där finns ju 150 liter vatten som ett mycket effektivt "lågpassfilter". Det viktigaste är ju att luftmängden är möjligast korrekt till den mängd pellet som ligger på rostret hela tiden, så varför då inte reglera den parameter som går snabbast att ändra? Naturligtvis finns det en dödtid i systemet, men den är ju mycket längre om du reglerar pelletmatningen, vilket gör att regleringen måste vara långsammare för att inte börja självsvänga. Dessutom så reglerar ju min brännare effekten steglöst (inom gränser som jag fritt bestämmer själv alltså (och det gör visst din också?)), så jag kan inte se det som lambdasondens uppgift att hålla konstant effekt med olika pelletkvaliteter.

Men du har ju en brännare med intern dosering, då kanske doseringen är så exakt så att det inte finns nåt annat att reglera bort än skillnader mellan pelletleveranser! Vi andra får leva med att matningen varierar lite från ena minuten till andra, och jag ser det som en del av lambdaregleringens uppgift att ta hand om sådana variationer.

Lambdaregleringen är av PI typ och P och I justerbara i styrningen. Max reglerutslag kan ställas i procent skilt för låg, mellan och hög effekt, för att förhindra att det går åt skogen om sonden ger upp antar jag.

Men jag kan ju inte säga om det ena är rättare än det andra, jag bara konstaterar att danskarna har övergått till enbart fläktreglering i nyare mjukvara.

[Honda]

Angående min "trasiga" lambdasond. Provade igår att ta loss den och blåsa av med tryckluft (igen), ingen skillnad. Som en sista åtgärd innan jag definitivt kasserade den så provade jag att försiktigt värma den med en liten gaslåga i några minuter. Och plötsligt var kalibreringen inom godkänt intervall igen! Även efter att den hade svalnat till normal arbetstemp alltså. Tydligen orkade den inte bränna undan sotet på egen hand, får se hur länge det håller i sig då.

[Rol-bi]

Det borde ju vara så att Lamdakontroll skall göra livet enklare med brännaren, ge bättre eldningsekonomi, mindre rens och service. Om det tar en massa tid med inkörning och Lambda ger en extra felkälla som är svår att hitta, så är det kanske bättre att köra med enklare styrning.
Jag tror att en fläkt ger det man kalibrerar den till, matningen är den som är svår att justera om den är ojämn. Tror det är viktigt att matningen är jämn oavsätt.
Har inte kopplat in min Lambda än men ser fram i mot att testa.

[Icecap]

Honda: Det kan vara frågan om när värmen till den släpps, det måste ju finnas en viss tid med eftervärme vid eldningsstopp, under tiden elden slocknar kommer det ju fortfarande lite skit. Jag har 10 minuter.