Viessmann WB2B 19kW, Modulation geht nicht unter 33%

[DeltaEcho]

Die Heizsaison startet und meine Vitodens treibt mich in den Wahnsinn.... Probleme im Heizbetrieb. WW läuft einwandfrei.

Verbaut ist eine Vitodens WB2B mit 19kW (Herstellernummer 7419979). Angeschlossen an eine FBH.

Da ich die Heizung inzwischen per Homeautomation auslese fiel mir auf, dass die Modulation nie unter 33% absinkt, obwohl die Heizung bis auf 25% absenken können müsste. Der Heizbedarf ist so gering, dass die 33% nicht plausibel sind.

Folgendes Verhalten beobachte ich:

Der Brenner zündet, die Modulation pendelt sich nach kurzer Zeit auf 33% ein. Die Kessel-Soll-Temperatur liegt bei 26°C; die IST-Temperatur steigt bis auf etwa 35°C an. So läuft der Brenner etwa 15 Minuten und geht dann hart in die Abschaltung, weil die IST-Temperatur zu lange deutlich über der SOLL-Temperatur ist. Es folgt die Brennersperrzeit und das Spiel beginnt von neuem. Der Brenner wäre in der Lage die Wärme auch mit 25% Modulation bereitzustellen, macht er jedoch nicht. Der Mindestvorlauf ist auf 12°C eingestellt. Seitens Codierung hindert nichts die Steuerung daran auf 25% Modulation zu gehen.

Ich finde nicht heraus, warum die Modulation nicht unter 33% absinkt. Keine Fehlercodes vorhanden.

Folgendes wurde vom Heizungsbauer bereits getan:

- Brennraum gereinigt (Flammkorb ebenfalls gereinigt).

- Elektroden neu (und Abstände im Rahmen der Vorgaben eingestellt/geprüft)

- Ringspaltmessung einwandfrei.

- Abgaswerte einwandfrei.

- Gasdruck geprüft

Raum-Soll wurde testweise auf 29°C eingestellt. Die IST-Temperatur entsprach über 2 Stunden lang der SOLL-Temperatur und der Brenner lief durch, ohne Takten. Dass die Wärme nicht "weg kommt" würde ich also ausschließen.

Es ist fast windstill, so dass ich eine einsetzende Sturmschaltung ausschließen würde.

Meines Erachtens bliebe eigentlich nur noch der Gaskombiregler oder das Gebläse als Verursacher übrig. 

Beim Gebläse könnte ich mir vorstellen, dass der Motor es nicht mehr schafft auf niedrigster Stufe sauber zu laufen oder der Hall-Geber ein unsauberes Signal liefert, was die Steuerung als "Wind" interpretieren könnte (erkannter, aber nicht vorhandene Druckschwankungen).

Beim Gaskombiregler kann ich mir keine Ursache vorstellen; der hat ja nur ein Magnetventil, welches getaktet wird um die Modulation zu erreichen. Da dies Ventil öffnet (100% Modulation ist möglich) und auch komplett schließt (Abschaltung funktioniert) sollte er funktionsfähig sein.

Gibt es irgendetwas, das geprüft werden könnte, bevor das sinnlose Teiletauschen anfängt? Gaskombiregler und Gebläse sind nicht gerade die günstigsten Teile der Heizung. Kann man das Gebläse irgendwie durchmessen?

Wäre eine verdreckte Düse denkbar?

Mein Heizungsbauer möchte auch nicht auf gut Glück Teile tauschen und Kosten verursachen, die nicht nötig sind. Im Grunde ist es ein "Komfortproblem", da die Heizung die Bude wärmt und Warmwasser auch funktioniert. Mich persönlich stört das Takten und der damit einhergehende Verschleiß.

[Fiedel]

Hi,

ich kann mich erinnern, das wir hier schon identische Fälle mit dieser Thermengeneration hatten,

die ergebnislos geblieben sind. Diese Leute hatten auch sehr viel versucht und Werte mitgeschrieben.

Man kann wöhl auch den Modulationsgrad direkt als Wert ausgeben.

Gebläse und Gasregler wären nicht meine ersten Verdächtigen. Die Sturmschaltung sollte über den

Differenzdrucksensor gesteuert werden, dessen Signal man elektronisch bedämfen könnte. Um den

auszuschließen, speise einfach mal den gerade ausgegebenen Wert (Spannung) per Umschalter als

Festwert ein. Dann "wackelt" nichts mehr und die Sturmsch. sollte Ruhe geben. Liegt es daran,

hilft eine kleine zwischengeschaltete Platine, die schnelle Schwankungen wegbügelt (Tiefpassfilter).

Komplizierter wird es mit der Verbrennungsregelung. Hier lohnt sich ein Blick auf die genaue

Funktionweise (KI- Ausgabe siehe unten). Wenn die Elektrode, der Flammkörper (heißer

Austauschkandidat, da er durch Verschleiß den Ionisationsstrom verringert) und die Verkabelung

erneuert und penibel überprüft worden sind, könnte man durch Experimente mit dem Ionisationsstrom

(z.B. steuerbare Stromquelle) herausfinden, ob es sich lohnt in diese Richtung weiter zu forschen.

Gruß

Fiedel

[Fiedel]

Ki- Ausgabe:

Das Lambda Pro Control System arbeitet als geschlossener elektronischer Regelkreis, der die Verbrennung permanent in Echtzeit überwacht und korrigiert. Anstatt sich auf feste mechanische Voreinstellungen zu verlassen, misst die Heizung die Qualität ihrer eigenen Flamme und stellt sich selbst optimal ein. [1, 2, 3]

Der genaue Ablauf dieses Prozesses lässt sich in vier Phasen unterteilen:

1. Die Messung über den Ionisationsstrom

Das Herzstück des Systems ist die Ionisationselektrode, die direkt in die Flamme ragt. [1, 2]

• Bei einer Verbrennung entstehen elektrisch geladene Teilchen (Ionen) in der Flamme.
• Legt man an die Elektrode eine kleine elektrische Spannung an, fließt ein minimaler Strom (der Ionisationsstrom) durch die Flamme zum Brennerkörper.
• Die physikalische Regel: Die Stärke dieses Stroms hängt direkt vom Mischungsverhältnis aus Gas und Luft (dem Lambda-Wert λ) ab. Ein maximaler Stromfluss signalisiert ein bestimmtes, exakt definiertes Gas-Luft-Gemisch.

2. Der Kalibrierungsschritt (Die Referenzmessung)

Da sich Gasqualitäten (z. B. der Energiegehalt von Erdgas H oder L) oder der Luftdruck verändern können, muss das System wissen, wo der aktuelle Bestpunkt liegt: [1, 2]

• In regelmäßigen Abständen (oder nach Netztrennung) führt der integrierte Gasfeuerungsautomat eine Kalibrierung durch.
• Dabei wird das Gasgemisch kurzzeitig absichtlich "angefettet" (mehr Gas), bis der Punkt des maximalen Ionisationsstroms exakt erfasst wird.
• Dieser gemessene Maximalpunkt dient der Elektronik als feste Referenz für die aktuelle Gasbeschaffenheit. [1, 2]

3. Das Verschieben in den Optimalbereich (Der Lambda-Wert)

Eine Verbrennung genau am Punkt des maximalen Stroms wäre nicht ideal, da sie zu heiß liefe und extrem viele Schadstoffe (Stickoxide) erzeugen würde.

• Das System nutzt den ermittelten Referenzpunkt und rechnet den Wert auf das gewünschte, magere Gemisch um.
• Es steuert das Gemisch so ein, dass es im thermodynamischen Optimum bei einem Luftüberschuss von λ = 1,24 bis 1,44 arbeitet. In diesem Bereich verbrennt das Gas maximal effizient, schonend für den Wärmetauscher und mit minimalen Schadstoffen. [1]

[Fiedel]

KI- Ausgabe:

4. Die permanente Nachregelung im Betrieb

Wenn sich während des normalen Heizbetriebs Bedingungen ändern, reagiert das System sofort: [1]

• Sinkt oder steigt der Gasdruck im Netz oder ändert sich die Lufttemperatur, verschiebt sich der Ionisationsstrom.
• Das Steuergerät registriert diese Abweichung sofort und gleicht sie aus.
• Die Korrektur erfolgt dynamisch: Der Regelkreis verändert die Drehzahl des Brennergebläses und passt über den Schrittmotor des Gasventils die exakte Gasmenge an, bis der Stromwert wieder perfekt mit dem Soll-Wert übereinstimmt. [1, 2]

Warum das beim Typ WB2B so wichtig ist

Der Vitodens WB2B nutzt dieses System, um im Modulationsbetrieb (wenn der Brenner weit heruntertaktet) absolut stabil zu brennen. Es verhindert ein "Abheben" oder "Abreißen" der Flamme und sorgt dafür, dass die Heizung trotz schwankender Qualitäten im Erdgasnetz über Jahre hinweg denselben hohen Wirkungsgrad von bis zu 98 % beibehält. [1, 2]

Möchten Sie wissen, wie man im Servicemenü der Regelung die aktuellen Ionisationswerte (in µA) ausliest, um den Zustand Ihrer Elektrode zu prüfen?

Um den aktuellen Ionisationsstrom in Mikroampere (µA) an Ihrem Viessmann Vitodens 200-W (WB2B) abzulesen, müssen Sie bei laufendem Brenner in das Diagnose-Menü navigieren. [1, 2]

Da der WB2B im Laufe seiner Bauzeit mit zwei verschiedenen Regelungstypen (Standard-Bedienfeld mit Drehknöpfen oder die neuere Vitotronic mit Schwarz-Weiß-Display) ausgeliefert wurde, wählen Sie die Anleitung für Ihr Bedienteil: [1, 2]

[Fiedel]

Ki- Ausgabe:

Variante A: Vitotronic Regelung (Display mit Klartext & Steuerkreuz)

1. Brenner muss laufen: Sorgen Sie dafür, dass das Gerät gerade aktiv heizt (z. B. durch Schornsteinfeger-Prüfbetrieb oder Erhöhen der Solltemperatur).
2. Menü öffnen: Drücken Sie die Tasten OK und die Menü-Taste (drei Linien) gleichzeitig für ca. 4 Sekunden.
3. Im Display erscheint der Punkt „Diagnose“. Bestätigen Sie mit OK.
4. Navigieren Sie mit den Pfeiltasten zum Unterpunkt „Allgemein“ oder „Brenner“.
5. Suchen Sie in der Liste nach dem Eintrag „Ionisationsstrom“. Der Wert wird live in µA angegeben. [1, 2, 3, 4]

Variante B: Ältere Regelung (Zwei Drehknöpfe & kleines Display)

1. Drücken Sie die Tasten O (Kesselwassertemperatur) und F (Warmwassertemperatur) gleichzeitig für ca. 2 Sekunden, um die Diagnoseabfrage zu starten. [1]
2. Drehen Sie am rechten Drehknopf, um durch die Diagnose-Kanäle zu blättern. [1]
3. Suchen Sie nach der Kennziffer für die Verbrennungsregelung (je nach Software-Version wird das direkt aufgeschlüsselt oder erfordert den System-Auslesemodus).

[Fiedel]

Ki- Ausgabe:

Werte richtig interpretieren

• Optimalwert (Brenner in Betrieb): Ein gesunder, sauberer Brenner liefert im Modulationsbetrieb Werte zwischen 10 µA und 25 µA.
• Kritischer Bereich: Sinkt der Wert im Betrieb unter 7 µA oder bricht beim Start ein, ist die Elektrode entweder stark verschlissen (Abbrand), verschmutzt oder es gibt Rezirkulationsprobleme im Abgassystem.
• Mindestwert: Ab unter 5 µA schaltet der Feuerungsautomat aus Sicherheitsgründen ab und erzeugt die Fehler F4, EE oder EB. [1, 2, 3, 4]

[DeltaEcho]

Hey,

danke für deine schnelle Antwort.

Einen Differenzdrucksensor scheint meine WB2B nicht zu haben. Laut Serviceanleitung misst die Anlage lediglich den Ionisationsstrom und die Gebläsedrehzahl. Wenn die Gebläsedrehzahl nicht zur geforderten Drehzahl passt, soll die Steuerung dies als Wind werten. Gesendet wird PWM, gemessen wird das Hall-Signal. Es ist im Schaltplan auch kein Diffferenzdrucksensor aufgeführt (ich finde jedenfalls keinen).

Viel Sensorik hat meine WB2B nicht, die mit der Verbrennung zu tun hat (im Grunde nur Ionisationsstrom und Gebläsedrehzahl). Leider lässt sich nicht auslesen, ob die Sturmschaltung aktiv ist.

Der Flammkörper sieht zwar noch sehr gut aus, aber da er nur 180€ (plus Einbau) kostet wäre das noch eine Überlegung wert. Der Übergangswiderstand Gehäuse zu Flammkörper wurde (glaube ich) nicht gemessen).

Die Ionisationselektrode zu simulieren könnte schwierig werden, da braucht man schon eine gut steuerbare Stromquelle; wären halt etwa 15µA, die anliegen müssten. Das Risiko die Steuerung zu grillen würde ich ungern eingehen.
Wenn es am Ionisationsstrom läge müsste die Steuerung eigentlich kurzzeitig die Modulation absenken und "erkennen", dass der Ionisationsstrom unter 9µA "absackt" (Grenze für die Erkennung einer stabilen Flammbildung laut Serviceanleitung), um anschließend wieder hochzuregeln. Dies Verhalten konnte ich bisher nicht beobachten. Die Frage ist nur, wie schnell dies passiert und ob eine Messung schnell genug reagiert um dies zu beobachten...ggf. geschieht dies zu schnell.

Kleiner Nachtrag: Die KI kennt meine WB2B nicht. Es gibt kein Menü, in welchem man den Ionisationsstrom auslesen kann. Verbaut ist eine Bedienteil GWG B2. Das geht leider nur händisch mit passendem Messgerät.

[Fiedel]

Das Simulieren des Stroms ist für einfache Versuche ganz einfach: Widerstand ca. 3,3 Megaohm

und normale Schaltdiode, Kathode Richtung Masse. Man darf nur nicht anfassen, da hier mit

um die 100 V AC gearbeitet wird. Die Diode steht für die Flamme, die die AC gleichrichtet.

Der Ionistrom ist also Gleichstrom.

Mit wenigen umschaltbaren Widerständen könnte man auch einfach die verschiedenen Stadien

der Kalibrierung simulieren: Strom zuerst messen und zeitliche Abfolge notieren, dann entspr.

mit passenden Widerständen simulieren und ggf. den verdächtigen Wert korrigieren.

Bei all diesen Experimenten lässt du das Gas einfach zugedreht, da dazu ja nichts brennen muss

(ggf. so lange den Gasdruckschalter überbrücken falls vorhanden.)

Noch ein Tipp: Wenn man bei der Einstellung des Elektrodenabstands genau nach Heft vorgeht,

ist der Strom ggf. etwas zu gering. Vergrößere den Abstand mal um 1-2 mm. Das erhöht den 

Strom deutlich in seinem Gesamtniveau. 

Zum Drucksensor mache ich mich auch noch mal schlau...

Ja, du hast Recht. Sehr schön. Dann fällt diese "Baustelle" weg!

[qwert089]

Hallo,

FBH direkt oder mit Mischer.

Generell erreichen Viessmann Produkte nicht die im Datenblatt angegebenen Min. Werte.

Mein Vitodens sollte laut Datenblatt auf 1,9 kW runter kommen. er kommt aber nur auf ca 2,2.

Viessmann WP sind mit min 3. kW im Datenblatt, werden mit 4 kW ausgeliefert und erst nach Kunden-Protest auf per Remote Update auf 3kW umgestellt.

Im ErP Datenblatt von WP wird der Verbrauch der "Kurberwellenheizung mit 0W" angegebenen, in der Realtität brauch sie 60W.

Der rote Faden zieht sich durch die ganze Produkt Palette.

Die "Akustik-Funktion" von VW lässt grüßen.

[Fiedel]

Damals waren sie noch ehrlich. 😎 Unsere WB2 soll: Min 6KW ; ist: Min 6KW.

[DeltaEcho]

Mit einem simuliertem Ionisationsstrom könnte ich die Heizung ggf. in eine Modulation von 25% zwingen. 
Bliebe dann aber die Frage ob der Ionisationsstrom selbst zu gering ist (Sensorik defekt), oder ob es die Folge eines anderen Fehlers ist. 

Ich lasse mir das mal durch Kopf gehen.

[DeltaEcho]

FBH ist ohne Mischer, über einen Wärmetauscher von der Vitodens getrennt.  Der Wärmetauscher wurde letztes Jahr erneuert, da der alte etwas zugesetzt war.

Höhere Temperaturen kann meine Vitodens problemlos abtransportieren und läuft mit 33% Modulation über lange Zeit ohne Unterbrechung. Nur wird es mir bei solch einer Einstellung etwas zu warm in der Bude ;-). Bei 25% Modulation sollte es der Heizung möglich sein auch geringere Vorlauftemperaturen zu ermöglichen. 

Bei derzeitiger Witterung entspricht 33%Modulation einem Vorlauf von ~36°C (Wird bei Raum-Soll von 29°C als Kessel-Soll berechnet).

Laut Viessmann-Dokumentation sind 33% Modulation ein Fallback, wenn irgendetwas nicht stimmt. Da dies auch bei stürmischem Wetter zutrifft wird keine Fehlermeldung ausgegeben, denn da wäre das Verhalten ja korrekt. Nur kann die Heizung nicht feststellen, ob es tatsächlich stürmisch ist oder ob eine andere Fehlfunktion vorliegt.

Daher kam ich auf das Gebläse, da auch die Abweichung der Gebläsedrehzahl als Interpretation von "Sturm" berücksichtigt wird (Laut Anleitung).

Der Witz ist: Bei sehr stürmischem Wetter kann es mal passieren, dass mir die Heizung einen F9 ausgeworfen hat; ist allerdings lange nicht passiert und es wäre möglich, dass eine stake Böe die Flamme tatsächlich beeinträchtigt hatte.

[Fiedel]

Ich würde denken, der Einfluss von Wind auf eine Abweichung der Gebläsedrehzahl sollte nicht

sehr empfindlich sein. Da keine Druckdose verbaut ist, fange am besten mit der Ionisation an

(Elektrodenabstand vergrößern, FK erneuern, Simulationstests).

[DeltaEcho]

Ich schau am WE mal. Widerstände und Dioden habe ich zu Hause. 

Ist bei mir sehr lange her, dass ich das im Studium (Physik) hatte. Mein Gefühl sagt mir eher, dass der Ionisationsstrom bei größerem Abstand geringer würde. 
Vermute die Ursache liegt darin, das wir ja praktisch einen "Kondensator" zwischen Elektrode und Flammkörper haben und die Kapazität des Kondensators durch den größeren Abstand verringern. Dadurch würde der Ionisationsstrom (als Störgröße im Hinblick auf den Kondensator) in Relation zum Lade-/Entladestrom proportional steigen. Liege ich richtig?

[Fiedel]

Das habe ich nicht untersucht, aber das wäre ja dann ein sehr kleiner Kondensator in Reihe,

bzw. parralel zur Diode, also ein Hochpass (1. Ordnung). Bei den 50HZ AC sollte es dadurch

keinen Effekt geben.

Ich denke eher, mehr "Flammenfleisch" bekommmt mehr Elektronen zusammen, die fließen

können, als bei geringerem Abstand. Jedenfalls habe ich den Effekt nachvollziehbar überprüft.

[DeltaEcho]

Ich habe gerade eben nochmal den Ionisationsstrom gemessen. Bei 33% Modulation liegt er bei 16,6µA. Also ein super Wert mit dem die Heizung eigentlich kein Problem haben sollte. Da springt auch nichts hin oder her. Da macht es für mich jetzt wenig Sinn der Heizung fest 20µA vorzugeben. Selbst bei 25% würde ich einen Wert erwarten, welcher deutlich oberhalb der 9µA liegt, bei welchem die Heizung in den Fallback geht.

Ich denke immer mehr, dass die Heizung aus irgendwelchen Gründen einfach in einen Schutzmodus geht. Mein letzter Strohhalm wären da halt Kombigasregler oder Gebläse. (Die Klappe ist übrigens nicht verbaut).

Oder es ist noch irgendeine Codierung, die ich bisher nicht damit in Verbindug gebracht habe.

Mir gehen die Ideen aus und ich bin in Versuchung stumpf Gebläse und Gasregler austauschen zu lassen... wenn es nicht daran lag ist ein tausender weg. Wäre ärgerlich.

[Fiedel]

Dann zuerst Gebläse. Der Gasregler hat keine Rückmeldung.

Es könnte auch im Codierstecker stehen, dass nicht tiefer moduliert werden kann.

Wenn du funktionierende Teile austauschst, hebe dir die alten gut auf. Bei der nächsten

Fehlersuche freust du dich darüber.

[DeltaEcho]

Ich bin inzwischen dedr Meinung, dass die Heizung seitens Software auf 33% "gezwungen" wird. Mir ist nicht plausibel, warum die Heizung nicht weiter runter regeln können sollte.

Wird ein wenig dauern, bin ab nächster Woche erstmal auf Dienstreisen.