Logik der wärmegeführten Steuerung mit Pufferspeicher

  • Guten Tag in die Runde,

    ich lese hier schon einige Zeit mit und habe schon vieles lernen dürfen. Nun ist es an der Zeit, dass ich gerade einen Knoten im Kopf habe und etwas Unterstützung in meiner Denkweise bräuchte.
    Und zwar modelliere ich ein BHKW mit Pufferspeicher. Batteriespeicher ist auch dabei aber der Spielt in der wärmegeführten Betriebsweise und in meiner Fragestellung keine Rolle.

    Und zwar möchte ich zwei Modis implemetieren. Der Erste ist eine modulierender Betrieb. Die Nutzwärme des BHKWs passt sich der Last an. Ist die Last größer, läuft es natürlich auf Volllast und bei geringerer Last folgt es dieser ebenfalls. In meinem Modell ist es so, dass es bis zum kleinsten Wärmebedarf runterregelt. Das hat keine Bezug zur Realität aber der Fokus liegt hier auch auf dem Erstellen eines passenden Modells. Im Nachhinein kann eine Grenze eingefügt werden bis wohin es modulieren kann (z.B. 70, 50, 30%)

    Im zweiten Modus ist ein Pufferspeicher parallel geschaltet. Dieser Modus läuft so, dass bei Nutzwärme>Last der Pufferspeicher mit der Differenz geladen wird. Ist Last>Nutzwärme, wird nicht beladen und die Last bedient. Das geht so lange, bis der Pufferspeicher das Signal "1=voll" gibt. Voll habe ich so definiert, dass in der untersten Schicht oder am Boden des Speichers 90% der max. Vorlauftemperatur erreicht sein müssen (hier 85°C)(wenn ihr andere Bedingungen besser findet, gerne nennen).


    Nun zur Fragen, wie es weiter gehen soll: Ab diesem Punkt kann das BHKW ausgeschaltet werden und die Last wird vom Puffer bedient, bis er das Signal "0=leer" gibt. Allerdings beginnt hier der Knoten. Ist die Last kleiner P_th_max, dann ist es kein Problem. Ist die Last aber größer, dann könnte theoretisch der Puffer mit einem höheren Massenstrom wieder entladen werden, um die Last zu bedienen. Dementsprechen müsste das BHKW wieder eher eingeschaltet werden. Oder der Pufferspeicher wird mit dem selben Massenstrom entladen und bedient ausschließlich die Last bis zur max. Nutzwärme. Der Rest müsste dann mit einem Spitzenlastkessel bedient werden. Der gehört aktuell nicht zum Modell, daher lasse ich den außen vor.

    Ich hoffe ihr habt ein paar Anregungen, wie es am geeignetesten ist. Viele Dank schon mal.

    Noch einige Daten zum BHKW:
    P_th: 540 kW

    T_el: 550 kW

    Temp_RL: 70 °C

    Temp_VL: 85 °C

    mdot: 8.66 kg/s

    Vol_Puffer: 1000m^3

  • Die Betriebsweise eines BHKW ist aktuell weniger technisch getriggert als viel mehr kaufmännisch. Was kostet Stromzukauf, wie hoch ist die Einspeisevergütung welche Kosten fallen für Wärme aus einem zweiten Erzeuger an.

  • Danke. Das glaube ich gerne. Es es soll aber erstmal um die technischen Vorgänge gehen. Ob die Grenzen und Schaltungen abhängig von Tempereturen sind oder Kosten, ist erstmal egal.

  • Technisch gibt es nur eine Einschränkung um die herum du tun kannst was du möchtest : Das BHKW läuft nur wenn die erzeugte Wärme abgenommen wird.


    Zu deiner speziellen Frage : hat das BHKW weniger thermische Leistung als der/die Verbraucher benötigen mußt du mit Spitzenlastkessel arbeiten. Du schreibst von höherem Volumenstrom was aber in der Praxis nicht taugt da die VL Temperatur in den Keller geht, was nicht gewollt ist.

    Voll habe ich so definiert, dass in der untersten Schicht oder am Boden des Speichers 90% der max. Vorlauftemperatur erreicht sein müssen (hier 85°C)

    wie passt das mit Temp_RL: 70 °C zusammen ?

  • Danke alikante

    hier war der Knoten. Das mit dem Volumen Strom ergibt Sinn.
    Heißt ich würde nun die Steuerung so gestallten, dass das BHKW bei geringerer Last mit der differenz zu P_th_max den Speicher geladen wird. Ist dieser voll, schaltet das BHKW aus und der Pufferspeicher liefert wärme bis maximal P_th_max vom BHKW. Unterschreitet der Speicher eine bestimmte Grenze, schaltet das BHKW ein und der Modus beginnt von vorne, also läd wieder den Speicher mit der Differenz.
    Wäre es auch Sinnvoll, dass das BHKW auf einen min. Wert moduliert wird (sagen wir 50%). Und der Pufferspeicher übernimmt dann den Rest der Last? Dadurch würde es konstant laufen, wenn die Last kontinuierlich über 0.5*P_th_max.

  • wie passt das mit Temp_RL: 70 °C zusammen ?

    Die Ein- und Auslässe im Speicher sind so: VL geht oben in den Speicher ein und unten ist der Auslass. Also bei Ladebetrieb. Beim Entladen wird der RL unten in den Speicher geführt und oben geht er raus.