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Blockheizkraftwerk 6 bis 530 kW Fachreihe Erdgas-Blockheizkraftwerke Planungsanleitung für Vitobloc 200 Planungsanleitung für Vitobloc 200 VITOBLOC 200 VITOBLOC 200 Blockheizkraftwerk für Erdgas- und Flüssiggasbetrieb Blockheizkraftwerk für Erdgasbetrieb 6 bis 20 kW 50 bis 530 kW 5368 460-7 04/2015...
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Impressum HINWEIS! Das BHKW-Modul Vitobloc 200 ist nicht für den 60 Hz-Betrieb geeignet. Damit ist es insbesondere nicht für den amerikanischen und kanadischen Markt verfügbar. Hinweis: Diese Planungsunterlage unterrichtet den Fachplaner über die Auslegung, Anwendung und Einsatzbedingungen eines Blockheizkraftwerkes. Technische Detailangaben entnehmen Sie bitte dem separa- ten Lieferprogramm bzw.
Energieausnutzung bis zu 95 % (wovon ein Drittel als „Edelenergie“ Strom bereitgestellt Vorteile der Kraft-Wärme- Kopplung wird) Primärenergieeinsparung bis zu 40 % gegenüber getrennter Energieumwandlung (→ S. 5 Abb. 2) Funktionsschema Abb. 1 Einbindung eines BHKWs in die Gebäudetechnik Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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99,0 % Staub 100 % 98,5 % 100 % 29,0 % 100 % 58,0 % 100 % Einsparung um Primärenergie 36,0 % 100 % Abb. 2 Primärenergieeinsparung der Kraft-Wärme-Kopplung (BHKW) im Vergleich mit getrennter Energieumwandlung (konventionell) Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Tab. 2 Verhältnis spezifischer Strompreis zu spezifischem Gaspreis Achtung: Hier überschlägige Faustformel, d.h. empirisch, nicht wissenschaftlich-mathema- tisch exakte Methode. Unterscheidung zwischen Leistungs- und Arbeitsanteil vernachlässigbar, wenn diese Anteile bei Strom und Gas in ähnlicher Höhe vorliegen. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Anlasser, durch die 15 Sekun- Betriebsstunden fast egal. den Spülzeit je Start abgenutzt. Pro Start sollte das BHKW zwei Stunden betrieben werden, um erhöhten Verschleiß oder Schä- den vorzubeugen. Tab. 4 Wärmenutzungsgrad Vergleich BHKW – Kessel Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Stromerzeugung und an dem in- ternen Kühlkreislauf notwendig. Tab. 6 Wartungsintensität Vergleich BHKW – Kessel Viele Stillstandszeiten, Reklamationen und Montagefehler lassen sich bei entsprechender Be- rücksichtigung dieser Grundsätze vermeiden und könnten zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit beitragen. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Technische Beschreibung BHKW-Module Technische Beschreibung BHKW-Module Leistungsgrößen Lieferprogramm Vitobloc 200 Erdgas 1)2) Elektro Wärme Kraftstoffeinsatz Hi Blockheizkraftwerk Antrieb Modul Leistung Wirkungs- Leistung Wirkungs- Leistung Wirkungs- in kW grad in % in kW grad in % in kW grad in %...
Starteranlage Jedes Modul ist mit einer separaten Startanlage ausgerüstet. Sie besteht aus elektrischem Anlasser sowie wartungsfreien und rüttelfesten Batterien mit Ladegerät und Zubehör zur Versorgung des Moduls und der Schaltan- lage mit Anlass-, Zünd- und Steuerspannung. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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FMVSS 302 bzw. DIN 75200), für Wartungsarbeiten abnehmbar. EM-401/549) Schalldämmung der Haube im Frequenzmittel ca. 20 dB (EM-6/15 bis EM-140/207). Revisionsarbeiten kann die Trägerkonstruktion demontiert werden, um mit geeignetem Hebezeug ohne Behinderung arbeiten zu können. Frischluft- ansaugung durch Öffnung in der Bodenplatte. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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400 V-Pumpe erfolgt über einen potenzialfreien Kontakt aus dem Modul- Schaltschrank. Eine Pumpenansteuerung für 230 V und die Ansteuerung für ein 3-Wege-Ventil 24 VAC/ 0-10 VDC sind vorhanden. Die Rücklauf- temperaturanhebung gehört zur Serienausstattung. ► Detaillierte Hinweise erhalten Sie aus der Technischen Beschreibung Schaltschrank. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Höchste Betriebssicherheit durch Einsatz von qualifizierten Kompo- nenten namhafter Markenherstellern und damit langjährig gesicherte Ersatzteilbeschaffung. Rund 2.700 europaweit ausgelieferte BHKW-Module sind eine über- zeugende Referenz. (→ „Lieferprogramm Erdgas-BHKW“) Technische Daten und Betriebsparameter der kompletten BHKW-Mo- dule Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Technische Beschreibung BHKW-Module Bauteile und Anschlüsse BHKW – Ansicht von rechts Abb. 4 Bauteile und Baugruppen eines BHKW-Moduls (Abbildung: Vitobloc 200 EM-140/207 von rechts) BHKW – Ansicht von links Abb. 5 Bauteile und Baugruppen eines BHKW-Moduls (Abbildung: Vitobloc 200 EM-140/207 von links)
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Technische Beschreibung BHKW-Module BHKW – Schaltschrankseite und Anschlussseite Abb. 6 Bauteile und Anschlüsse eines BHKW-Moduls (Abbildung: Vitobloc 200 EM-140/207 von vorn und hinten) Legende: Gasmotor Gasanschluss Synchrongenerator Heizwassereintritt (Rücklauf Heizung) Abgasreinigungsanlage Heizwasseraustritt (Vorlauf Heizung) Abgasvorschalldämpfer Abgasanschluss Starteranlage Kondenswasserablauf Gasregelstrecke Schmierölsystem mit Ölschauglas Interner Kühlkreislauf...
Abb. 7 Beispiel eines BHKW-Moduls Baureihe EM-6/15, EM-9/20,EM-20/39 mit Brennwerttechnik Aufbau des BHKW-Moduls BHKW-Modul (Lieferumfang) Bauseitige Leistungen (Empfehlung) Baureihe EM-50/81, EM-70/115, EM-140/207 Abb. 8 Beispiel eines BHKW-Moduls Baureihe EM-50/81, EM-70/115, EM-140/207mit peripheren Anschlussmöglichkeiten; EM-238/363 ohne internen Schalldämpfer Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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= 20..50 mbar 44 (GAS) PZA+ PZA- Abb. 9 Überwachungseinrichtungen Variante Vitobloc 200 EM-199/263 mit separatem Niedertempe- raturkreis; (Pos. 80 und 83 optional) Wenn der Systemdruck in dem Gemisch-Kühlwasserkreis (17+18) über 2 bar liegt, ist kunden- seitig eine hydraulische Trennung vorzusehen!
Das System verfügt zusätzlich über eine Datenarchivierung der Betriebs- und Störmeldun- gen in einem Rollspeicher für rund 4000 Meldungen. Die Master-PC-Software enthält zusätzliche Auswertefunktionen, wie die Jahresdauerlinien für Strom und Wärme, soweit entsprechende Messeinrichtungen vorgesehen sind Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Der automatische Wirklastabgleich verteilt anschließend die Verbraucherlast gleichmäßig auf alle Module. Nach Netzwiederkehr und einer kurzen Netzberuhigungsphase werden der Generator- schalter geöffnet und der kundenseitige Netzkuppelschalter geschlossen. Anschließend werden die Module entsprechend dem Normalbetrieb gefahren. (siehe auch S. 38) Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Regelcharakteristik von Gas- und Dieselmotoren nicht zu empfehlen! Grundvoraussetzung wäre, dass das Notstrom-Dieselaggregat für Parallel- betrieb mit anderen Stromaggregaten entsprechend technisch ausgestattet ist (z.B. regelbare Generatorspannung, digitale Eingänge für Wirklastverteilung an der Dieselag- gregate-Steuerung). Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Telefax an eine vorgegebene Nummer. Ferner kann über diese Fernüberwa- chung der Historienspeicher (ca. 4000 Meldungen) ausgelesen werden. Option Pufferspeicher-Füll- Für den Fall der unstetigen Wärmeabnahme sollte ein Wärme-Pufferspeicher eingeplant standsregelung werden. Zur An- und Abwahl eines BHKW-Moduls ist die Pufferspeicher-Füllstandsrege- lung zu empfehlen. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Belästigungen zu vermeiden. Luft- und Körperschall-übertra- Die von den Modulen abgestrahlten Geräusche werden über Decken, Wände Rohrleitun- gungswerte gen, Zuluftöffnungen und Abgasleitungen in schutzbedürftige Räume als Luft- und Körperschall übertragen. Abb. 10 Mögliche Geräuschübertragungswege von einem BHKW-Modul Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Übertragungsweg relativ schwach gedämpft und gedämmt. Innerhalb von Räumen können sie durch Resonanzeinflüsse noch verstärkt werden. Bei der Beurteilung werden sie mit dem üblichen Verfahren hinsichtlich der tatsächlichen Störwirkung niedriger eingestuft als höherfrequente Geräusche gleichen A-Pegels (siehe DIN 45680). Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Sekundäre Lärmschutzmaßnahmen sind abhängig von den örtlichen Gegebenheiten und den maximal zulässigen Schalldruckpegeln in den schutzbedürftigen Räumen und in der Wohn-Nachbarschaft. Nach Möglichkeit sollten solche Lärmschutzsysteme bevorzugt werden, die den Lärm un- mittelbar am Ort der Entstehung reduzieren Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Es ist zu berücksichtigen, dass der luftseitige Widerstand einer Schalldämmhaube und der abgasseitige Widerstand eines Abgasschalldämpfers (sekundär) vom BHKW-Modul mit überwunden werden muss. Bei nachträglichem Einbau von Lärmschutzsystemen sind die verbrennungstechnischen Werte vom BHKW-Modul zu überprüfen Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Aus den Fragen 1 – 10 wird ersichtlich, dass praktisch für jede zu erstellende oder zu sa- nierende Heizungsanlage der Lärmschutz individuell berechnet und ausgelegt werden muss. Nur mit dieser Vorgehensweise ist es gewährleistet, dass die maximal zulässigen Schalldruckpegel nicht überschritten und Lärmbelästigungen sicher vermieden werden. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Heizwasser-Rücklaufanhebung benötigt (Aufstellmaße → „Lieferprogramm“) Es ist darauf zu achten, dass die Anbindung zur Stromeinspeisestelle und Heizungsan- lage möglichst auf kurzem Wege erfolgt. ► Das BHKW darf nicht gemeinsam mit einer Ammoniak-Kältemaschine in einem Raum aufgestellt werden! Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Darüber hinaus sind gegen Körperschallübertragungen sämtliche festen Verbindungen mit elastischen Schläuchen und Kompensatoren auszustatten. ( Satz elastische Verbindungen gehört zur Serienausstattung des Vitobloc 200) Ein ca. 15 cm hoher armierter Aufstellsockel, auf dem das BHKW-Modul lose (!) auf elas- tischen Elementen aufgestellt wird, dient dazu, ...
Sollte der Gas-Anschlussdruck nicht den Anforderungen entsprechen (Technische Daten → „Lieferprogramm“), sind zusätzliche Druckerhöhungs- oder Druckreduziereinrichtungen kundenseitig vorzusehen. Dabei sind die Regelzeiten der in den BHKW-Modulen enthaltenen Gasregelstrecken in der Ausführung zu berücksichtigen. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Nennweite größer als berechnet gewählt werden. -Gehalt Der CO -Gehalt im Abgas liegt bei Saugmotoren (EM-6/15, EM-9/20, EM-20/39, EM-50/81, EM-70/115, EM-140/207, EM-238/363) bei ca. 12 % und bei den aufgeladenen Motoren (EM-199/263, EM-199/293, EM-363/498, EM-401/549) bei ca. 7%. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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0,14 0,14 0,41 0,39 0,07 0,08 0,08 0,23 0,22 0,04 0,05 0,05 0,14 0,13 Tab. 11 Durchschnittlich auftretender Gegendruck (Druckverlust) in mbar pro 1 m Abgasrohr in Abhän- gigkeit vom Abgasmassenstrom und lichtem Durchmesser in mm Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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3,6 mbar 200 mm 0,1 mbar 0,4 mbar 0,5 mbar 2,3 mbar Tab. 12 Durchschnittlich auftretender Gegendruck (Druckverlust) in mbar pro 90° Krümmer (R / d = 1,5) in Abhängigkeit vom Abgasmassenstrom und lichtem Durchmesser in mm Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Anlagenschema mit Beispiel für die Kondenswasser-ablei- Axialkompensatoren tung Abgasleitung Abgas-Sekundärschalldämpfer (Option) Kondenswasserablauf Entwässerung Heizwasser-Sicherheitsventile Elastischer Verbinder > = 50 mm > = 250 mm Abb. 14 Schema des Abgassystems für BHKW-Module mit Beispiel für die Kondenswasserableitung Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Bei Netzausfall, Spannungsfehlern, Vektorsprüngen und Frequenzabweichungen lösen die Spannungsüberwachung bzw. die Frequenzüberwachung das sofortige Öffnen des Gene- ratorschützes und zeitverzögert die Regel-Abschaltung des Moduls aus. Das BHKW-Modul geht auf „Netzstörung“. Die „Netzstörung“ ist die einzige Störung, die sich nach Netzwie- derkehr selbst quittiert. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Überwachung Rückleistung Sicherung, 3-phasig I> Überstromauslöser φ Leistungsfaktorregelung Stromwandler Generatorwicklungstemperatur Transformator Spannungsmesser Frequenzmesser Netz Netzeinspeisung 400V 50 Hz Strommesser Leistungsmesser Generator mit Motorantrieb φ Leistungsfaktormesser Betriebsstundenzähler Abb. 15 Schaltbilder der elektrischen Einbindung eines BHKW-Moduls im reinen Netzparallelbetrieb Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Bei Verbrauchern mit hohen Einschaltkapazitäten wie USV-Anlagen, Lampen mit EVG usw. können Ströme bis zum 20fachen des angegebenen Nennstromes auftreten. Eine zu große Lastaufschaltung oder zu hohe Nennströme führen zur sofortigen BHKW- Störabschaltung wegen Generator-Überstrom bzw. Generator-Unterspannung. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Netzparallelbetrieb lediglich eine Leistungskabelverbindung zur bauseitigen Niederspan- nungs-Hauptverteilung (NSHV) hergestellt werden. Der Kabelgang ist bauseitig abzusichern. ► Achtung! Die Angaben im „Lieferprogramm“ zur Absicherung des BHKW-Moduls sind Richtwerte. Die Verantwortung für eine ordnungsgemäße Auslegung und Installation liegt beim örtlichen Elektroinstallateur. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
50 °C der Einsatz eines Abgas-Condensers sehr zu empfehlen, z.B. in Schwimmbädern. Für die Module Vitobloc 200 EM-6/15, EM-9/20 und EM-20/39 mit integrierter Brenn- werttechnik wird empfohlen, sie mit einer hocheffizienten Speicherladepumpe auszurüsten, welche vom BHKW-Modul mit einem Signal 0..10 V geregelt wird. Dabei entspricht 0V der untersten Pumpenkennlinie.
Optionale Ausstattung für je- des BHKW-Modul den. ► Der Temperaturfühler FWZ des Wärmemengenzählers ist auf der volumen- und tempe- raturkonstanten Seite des BHKWs wie in Abb. 17 dargestellt einzubauen, d.h. in Flussrichtung gesehen nach dem Mischventil SR der Rücklauftemperaturanhebung. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Der Heizkreis (HK) mit der höchsten Temperatur gibt den Sollwert für den Zusatzfühler FZ bzw. Strategiefühler FVS vor. Reicht der 1. Kessel mit seiner Wärmeleistung nicht aus, geht der 2. Kessel (bei Anlagen mit 2 Kesseln) in Betrieb. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Abschalten des BHKWs Das BHKW-Modul wird abgeschaltet, wenn am BHKW-Zusatzfühler FZB die Rücklauftem- peratur von 70 °C überschritten wird. 4.7.4 Anlagenbeispiel 2: BHKW mit einem Heizkessel und Wärme-Pufferspeicher Spezielle Planungshinweise Abb. 19 Schema für das Anlagenbeispiel Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Rücklauftemperatur von 70 °C nicht überschritten ist. Abschalten des BHKWs Das BHKW-Modul wird abgeschaltet, wenn die Speichertemperatur am Fühler FS2 die ein- gestellte Abschalttemperatur (Empfehlung 68 °C) überschreitet oder wenn am BHKW- Zusatzfühler FZB die Rücklauftemperatur von 70 °C überschritten wird Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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übernimmt das Multi-Modul-Management anhand der Temperaturvorgaben einer DDC-Regelung (Direct Digital Control) oder einer GLT (Gebäudeleittechnik). Der Datenaustausch zwischen MMM und DDC/GLT erfolgt über handelsübliche BUS- Systeme. Bei der Planung muss das zu verwendende BUS-System festgelegt sein. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Bei richtiger Dimensionierung des Pufferspeichers kann so ein sehr gleichmä- ßiger, verschleißarmer Betrieb des BHKW-Moduls gewährleistet werden. Zur Grundbeladung des Pufferspeichers reicht 1 Temperaturfühler PT 100 aus. ► Es sollte darauf geachtet werden, dass der Pufferspeicher ausschließlich vom BHKW beladen wird. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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► Die Beladungs- und Entleerungsstutzen im Speicher sollten strömungstechnisch der Fließrichtung angepasst sein (→ S. 45 Abb. 20). Das Volumen des Wärme-Pufferspei- chers ist bei der Auslegung der Druckhaltung zu berücksichtigen. Eine Aufteilung des Puffervolumens auf zwei Speicher ist möglich (Reihenschaltung). Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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MAG Membran-Ausdehngefäß Elastische Verbindung (Ringwellschlauchleitung) Pumpe für Rücklauftemperaturanhebung Eintritt Kaltwasser Magnetventil 24 VDC Rücklauftemperaturfühler Schmutzfänger FRN Temperaturfühler BHKW-Kühler Stellglied für Rücklauftemperaturanhebung FWZ Fühler Wärmemengenzähler Sicherheitsventil Geruchsverschluss Wärmetauscher Kappenventil Abb. 21 Beispiel einer BHKW-Anlage für Netzersatzbetrieb mit Wasser-Wasser-Kühlung Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Temperaturregelung für die gezielte Überschusswärmeabfuhr eingeplant werden. Der Tischkühler ist hydraulisch vom Heizungsnetz mit einem Plattenwärmeübertra- ger zu trennen und mit einem Wasser-Glykol-Gemisch zu befüllen. Weitere Informationen auf Anfrage. Abb. 22 Beispiel einer BHKW-Kühler-Variante mit Wasser-Wasser Wärmetauscher und Tischkühler im Freien Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
DIN EN 60034-1 (VDE 0530-1) Drehende elektrische Maschinen - Teil 1: Bemessung und Betriebsverhalten ASUE BHKW und Methanzahl ASUE Genehmigungsverfahren für KWK-Anlagen UVV BGV A 3 (VBG4) Unfallverhütungsvorschrift für elektrische Anlagen und Betriebsmittel ATV-DVWK Arbeitsblatt ATV-DVWK-A 251 Kondensate aus Brennwertkesseln Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Grundsätze über die Planung, Ausführung und Abnahme von Kraft-Wärme-Kopplungs- VDI 3985 anlagen mit Verbrennungskraftmaschinen VDI 6025 Betriebswirtschaftliche Berechnungen für Investitionsgüter und Anlagen Tab. 13 Wichtige Vorschriften, Richtlinien, Normen und Verordnungen für die Planung, Erstellung und den Betrieb einer BHKW-Anlage Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
Störung des BHKW dar. Falsche Dimensionierung der elektrischen Lasten im Inselbetrieb kann zu Störabschal- tungen durch Überlast führen (Induktive oder kapazitive Anlaufströme betragen bis zum 20-fachen des Nennstromes und führen zur Überlastung des BHKW!). Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Starterbatterien nicht tiefentladen werden. ► Tiefentladung der Batterien führt zu deren Zerstörung. Hierfür bieten sich zwei Möglichkeiten: Versorgung des Batterieladegerätes aus dem Stromnetz, d.h. das BHKW-Modul darf nicht vom Netz getrennt werden Abklemmen der Batterien Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
0,11°dH 0,11°dH >600 kW 0,11°dH 0,11°dH 0,11°dH Tab. 14 Qualitätskennwerte des Füll- und Ergänzungswassers für Heizungsanlagen mit Vitobloc 200 BHKW-Modulen ► Der bauseitige Schlammabscheider sollte halbjährlich gereinigt werden. Für die Erst- und Nachfüllung des Motorkühlwassersystems („interner Kühlkreislauf“) ist in Kühlwasserbeschaffenheit der Regel Trinkwasser zu verwenden.
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Gasart. Zu niedrige Methanzahl führt zu klopfender Verbrennung und somit zu Motorschäden. ► Wir weisen darauf hin, dass vor allem bei Flüssiggaszumischung (Propan/Luft und Bu- tan/Luft) ein deutlicher Abfall der Methanzahl auftritt. Gegebenenfalls ist für jedes BHKW- Modul eine Erdgas-Klopfüberwachungseinrichtung (Zubehör) vorzusehen. Planungsanleitung Erdgas-BHKW VITOBLOC 200...
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Viessmann Werke GmbH&Co KG D-35107 Allendorf Telefon: 06452 70-0 Telefax: 06452 70-2780 www.viessmann.de...