/ Hydro-Switch Box

Innovation by Tuxhorn

Einsatzgebiete

Kraft-Wärme-Kälte

Schwankende Rücklauftemperaturen

Nähwärmenetze

Industrie

Fabrikat: Tuxhorn Blockheizkraftwerke GmbH

Die Hydro-Switch-Box ist ein externes Modul zur automatischen Umschaltung zwischen Brennwert- und Hochtemperaturbetrieb. Durch den Einsatz des Moduls wird ein wesentlicher breiterer Temperaturbereich erzielt, in dem ein BHKW betrieben werden kann. Ein weiterer Vorteil ist die höhere Effizienz bei wechselnden Systemtemperaturen. Da bei niedrigen Rücklauftemperaturen automatisch auf Brennwertbetrieb umgeschaltet wird.

Die Steuerung des Moduls übernimmt der BHKW-Controller. Der Betriebswechsel erfolgt fließend und ist abhängig von der Rücklauftemperatur. Die Hydro-Switch-Box wird an die Heizungsanschlüsse des BHKW-Moduls angeschlossen und elektrisch mit der BHKW-Steuerung verbunden. Der Heizkreislauf wird wie gewohnt am Modul angeschlossen.

Technische Daten

Hydro-Switch-Box für BHKW Modul E30S E50S / E50SW E100S / E100SE E150S-E250S
Abmessungen LxBxH 300x650x500 300x650x500 320x700x550 800x900x400
Anschlüsse BHKW 4 x 1 ¼“ 4 x 1 ¼“ 4 x 1 ½“ 4 x DN50
Anschlüsse V/R 2 x 1 ¼“ 2 x 1 ¼“ 2 x 1 ½“ 2 x DN50
Gewicht 11 kg 12 kg 14 kg 36 kg
Nennvolumenstrom 3,5 m³/h 5,5 m³/h 8,8 m³/h 16,1 m³/h
Max. Betriebsdruck 6 bar 6 bar 6 bar 6 bar
El. Anschluss (intern) 1~230V / 50 Hz 1~230V / 50 Hz 1~230V / 50 Hz 1~230V / 50 Hz
Temperaturbereich
Vorlauf mit HS-Box  85-93 °C  85-93 °C  85-93 °C  85-93 °C
Rücklauf mit HS-Box 20-73 °C 20-73 °C 20-73 °C 20-73 °C
Max. Spreizung V/R 35 K 35 K 35 K 35 K
Parameter Steuerung
Umschalttemperatur 53 °C (HR) 53 °C (HR) 53 °C (HR) 53 °C (HR)
Schalthysterese 6 K 6 K 6 K 6 K
Schalthäufigkeit < 10/d < 10/d < 10/d < 10/d

Mehrnutzen durch Brennwertbetrieb

BHKW BWT in kW pro Stunde 35 C
E30S 9
E50S 11
E100S 18
E150S 42
E200S 55
E250S 64

Praxisbeispiel

Im Folgenden Abschnitt möchten wir Ihnen anhand eines Praxisbeispiels den Regelbetrieb unseres BHKW-Modul E50SW mit installierter Hydro-Switch-Box darstellen.

Referenzbeispiel Nahwärmenetz am Niederrhein

BHKW Modul E50SW

Angebundende Parteien: 10 Doppelhaushälften, 12 Bungalows
Geplanter Ausbau: MFH mit 26 Wohneinheiten
Pufferspeichervolumen aktuell: 2 x 1.500 Liter, geplant sind zusätzlich 5.000 Liter an der Übergabestation des MFH
Leistung elektrisch: 50 kW (Nettoabgabe)
Leistung thermisch: 82 kW / 93 kW im Brennwert

01 / BHKW startet bei entladenem Speicher
Aufgrund des Pufferspeichermanagements startet das BHKW erst sobald die Entladung des Speichers vollkommen abgeschlossen ist, bzw. die Temperatur sich möglichst im Brennwertbereich befindet. Somit wird das gesamte Pufferspeichervolumen effizient genutzt.

02 / Betrieb in Brennwertschaltung
Die geregelte Heizkreispumpe (P1) fährt unser BHKW-Modul bei maximaler Spreizung. Durch die verzögerte Pufferspeicherbeladung und der damit verbundenen Temperaturschichtung erreichen wir eine „lange Brennwertphase“. Das ΔT beträgt hier >40K! In der Planung gehen wir von einer maximalen Spreizung von >35 K aus.

03 / Umschaltung in den Hochtemperaturbetrieb (bei steigenden Speichertemperaturen)
Die Speichertemperaturen steigen über Brennwertniveau auf >55 K an. In Abhängigkeit der Steuerung schaltet unsere Hydro-Switch-Box unter voller Belastung in den Hochtemperaturbetrieb (RL bis max. 73 K) um.

Anmerkung: Ein BHKW ohne Hydro-Switch-Box (in Brennwertschaltung) würde bei maximal 65 Grad abschalten.

04 / Hochtemperaturschaltungen
Das BHKW generiert jetzt zusätzliche Laufzeiten bzw. verzögert das Taktverhalten. Des Weiteren wird die Kapazität des Pufferspeichers erhöht.

05 / Temperaturniveau erreicht
Der Speicher ist vollkommen durchgeladen und das BHKW schaltet ab. Im Screenshot ist zu erkennen, dass die Temperatur im Speicher unten bereits über 80 Grad beträgt. Das BHKW müsste allerdings bei 73 Grad (RL) abschalten. Möglich ist diese Temperaturdifferenz nur, weil unsere Steuerung den unteren Fühler lediglich als Referenz für den Start verwendet. Zum Abschalten nutzt unsere Steuerung jedoch den Geräte Internen Fühler. Diese Messmethode minimiert die Störanfälligkeit (entstehend durch Messabweichungen), bzw. maximiert die Laufzeit.

06 / Speicherentladung
Der Speicher wird vollständig entladen um erneut das volle Speichervolumen zu nutzen. Mit der Entladung wird begonnen, sobald am oberen Fühler 70 Grad gemessen wird.

07 / Der Zyklus beginnt von vorne

Kleine Box, große Wirkung 

Vollautomatische Umschaltung zwischen Hochtemperaturbetrieb und Brennwertbetrieb
Unsere Hydro-Switch-Box wird in Abhängigkeit der Rücklauftemperatur angesteuert und ermöglicht die vollautomatische Umschaltung zwischen Hochtemperatur und Brennwertbetrieb. Durch ein Rücklauftemperaturfenster von 30-73 Grad erreichen wir nicht nur Laufzeitverlängerungen, sondern nutzen auch die Möglichkeit den Pufferspeicher bedarfsgerecht zuladen bzw. die Kapazität zu erhöhen.

Mehrnutzen durch Brennwertbetrieb

BHKW BWT in kW pro Stunde

E30S 9
E50S 11
E100S 18
E150S 42
E200 55
E250S 64