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Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von gasbeheizten Apparaten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von gasbeheizten Apparaten mit einem Abzuggebläse in der Abgasleitung, insbesondere von solchen, deren Abgasleitung durch eine Wand hindurchgeführt ist und an der Aussenseite derselben ins Freie mündet sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es ist ein Konvektor bekannt, bei dem die Regelung der Brennstoffzuführung in Abhängigkeit von dem in der Luftzufuhrleitung innerhalb des Gehäuses gemessenen Druck geregelt wird. Dabei kann, vorzugsweise in der Luftzufuhrleitung, ein Gebläse vorgesehen sein. Die Regelung der Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit von dem im Gehäuse herrschenden Druck hat den Nachteil, dass dadurch die vom Konvektor abgegebene Wärmemenge in unerwünschter Weise beeinflusst werden kann.
Weiters ist ein Gebläsebrenner bekannt, dessen Steuerung durch Veränderung der Drehzahl des Gebläsemotors bei gleichzeitiger Übewachung der Heizkörpertemperatur und der Raumtemperatur erfolgt. Dieser Gebläsebrenner enthält als Sicherheitseinrichtungen unter anderem einen Flammenwächter und einen im Abgasstrom angeordneten temperaturabhängigen Schalter, der bei zu hohem Ansteigen der Abgastemperatur den Brenner abschaltet. Ein Abzuggebläse in der Abgasleitung oder irgendeine Regelung des Brennergebläses in Abhängigkeit von der Abgastemperatur sind hiebei nicht vorgesehen.
Bei gasbeheizten Apparaten, bei welchen die Abgase mittels eines Abzuggebläses abgesaugt werden, tritt der Nachteil auf, dass der Wirkungsgrad durch äussere Einflüsse grösseren Schwankungen unterworfen ist. Dies gilt insbesondere für sogenannte Aussenwandgasheizgeräte, bei welchen die Abgasleitung durch die Aussenwand hindurchgeführt ist und an der Aussenseite derselben mündet. Bei solchen gasbeheizten Apparaten ist die Ableitung der Abgase ins Freie weitgehend durch den Winddruck beeinflusst. Das Gebläse muss so bemessen sein, dass es auch bei starkem Windanfall die Abgase ins Freie befördert und damit eine einwandfreie Verbrennung gewährleistet. Dadurch bedingt werden bei Windstille die Abgase mit zu grosser Geschwindigkeit abgeführt, so dass diese mit zu hoher Temperatur ins Freie gelangen und damit der Wirkungsgrad absinkt.
Die Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile zu vermeiden, und besteht im wesentlichen darin, dass die Leistung des Gebläses in Abhängigkeit von der Temperatur in der Abgasleitung derart geregelt wird, dass sie bei steigender Temperatur vermindert und bei sinkender Temperatur erhöht wird. Auf diese Weise wird einerseits die Abführung von Abgasen mit zu hoher Temperatur ins Freie vermieden, so dass die Wärmeverluste weitgehend herabgesetzt werden, und es wird anderseits unter allen Bedingungen an der Abgasaustrittstelle ein Zug in der Abgasleitung aufrechterhalten, welcher mit Sicherheit eine unvollständige Verbrennung und damit eine CO-Bildung vermeidet. Die Erfindung bietet damit die Möglichekit, die Wärme der Abgase bis zur Grenze des Zulässigen für die Heizung nutzbar zu machen, ohne dass die Gefahr einer CO-Bildung in Kauf genommen werden muss.
Zweckmässig wird die Regelung so durchgeführt, dass die Temperatur in der Abgasleitung ungefähr gleich gehalten wird, so dass der Wirkungsgrad des gasbeheizten Apparates unverändert aufrechterhalten wird.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass in der
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Abgasleitung ein Temperaturfühler angeordnet ist, der den Gebläsemotor in Abhängigkeit von der Temperatur in der Weise regelt, dass die Leistung des Gebläsemotors bei steigender Temperatur in der Abgasleitung vermindert und bei sinkender Temperatur erhöht wird. Hiefür bieten sich zahlreiche Möglichkeiten an. Vorzugsweise ist erfindungsgemäss der Temperaturfühler von einem der Temperatur in der Abgasleitung ausgesetzten elektrischen Widerstand gebildet, dessen Widerstandswert in Abhängigkeit von der Temperatur monoton veränderlich ist, wobei dieser Widerstand an eine Regelschaltung angeschlossen ist, deren Ausgang an den Speisestromkreis des Gebläsemotors angeschlossen ist.
Im Sinne der Erfindung liegt hiebei der Widerstand in einem Zweig einer Brückenschaltung, deren Ausgang, zweckmässig über einen Verstärker, an eine an sich bekannte Phasenanschnittsteuerschaltung gelegt ist, die ein elektronisches Ventil steuert, das im Speisestromkreis des Gebläsemotors liegt. Erfindungsgemäss ist zweckmässig das elektronische Ventil von einem Thyristor gebildet, der im Gleichstromkreis einer in Serie zum Gebläsemotor liegenden Gleichrichterbrücke im Speisestromkreis des Gebläsemotors liegt.
Dadurch lässt sich mit verhältnismässig geringem Schaltungsaufwand eine verlässliche Regelung der Gebläsemotortourenzahl in Abhängigkeit von der Temperatur in der Abgasleitung erzielen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Einrichtung schematisch dargestellt.
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hindurch ins Freie. In der Abgasleitung --3-- ist ein Gebläsemotor --4-- angeordnet, der über Leitungen-5, 6-in Serie mit einer Doppelweggleichrichterbrücke-7-an Phase-8-bzw. Mittelpunkt--9--eines Drehstromnetzes angeschlossen ist. Im Gleichstromkreis der Gleichrichterbrücke --7-- liegt ein Thyristor-10-, der in seinem durchgeschalteten Zustand die
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--11-- gesteuert,Wheatstone-Brücke --20-- angeschlossen, in deren Zweigen Widerstände-21, 22,23, 24-liegen.
Der Widerstand --21-- liegt in der Abgasleitung--3--und ist derart ausgebildet, dass sich sein Widerstandswert mit der Temperatur in der Abgasleitung -3-- ändert.
Die Wheatstone-Brücke--20--sowie der Differenzverstärker --17-- und die Phasenanschnittsteuerschaltung--11--sind hinsichtlich ihrer prinzipiellen Bauart und Wirkungsweise bekannt und bedürfen daher im vorliegenden Zusammenhang keiner näheren Erklärung. In der Phasenanschnittsteuerschaltung ist jedoch, um mit einem geringen Aufwand an Bauelementen auszukommen, und um dem im Gleichstromzweig der Gleichrichterbrücke --7-- liegenden Thyristor --10-- bei jeder Sinushalbwelle immer die Möglichkeit zum Durchschalten zu geben,
parallel zum
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dazu liegenden Lastwiderstand--26--geschaltet. Die Stromversorgung des Differenzverstärkers --17-- und der Wheatstone-Brücke--20--erfolgt über eine weitere Doppelweggleichrichterbrückenschaltung --27-- von einem Speisetransformator--28--aus, dessen Primärwicklung ebenfalls an die Stromversorgung des Abgasgebläsemotors--4--angeschaltet ist.
Die Steuerung des Thyristors --10-- erfolgt über einen Widerstand --29-- und eine Triggerdiode--30--vom Kollektorkreis des Steuertransistors--12--aus.
Die Funktion der Schaltung ist wie folgt :
Die Regelschaltung --11-- ist so eingestellt, dass bei Nullabgleich der Brücke--20--, welche gleichbedeutend mit einem Kurzschluss der Klemmen--13, 14--ist, die Drehzahl des Abgasgebläsemotors--11--zirka 70% der Nenndrehzahl beträgt. Dies kann durch einen Abgleichwiderstand-31-bei kurzgeschlossenen Klemmen-13, 14- leicht eingestellt werden. Nach dieser anfänglichen Einstellung wird der Kurzschluss der Klemmen--13, 14--aufgehoben und die Klemmen--13, 14--an die Ausgangsklemmen--15 bzw. 16--des Differenzverstärkers - -17-- angeschaltet.
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in- entspricht.
Die Wheatstone-Brücke--20--ist so dimensioniert, dass in diesem kalten Zustand des Widerstandes-21-die Klemme-32-gegenüber der Klemme --33-- positives Potential besitzt. Dieses Differenzpotential bestimmt die Summenaussteuerung des Differenzverstärkers
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- -17--. Das verstärkte Differenzsignal, welches den Klemmen--13, 14-zugeführt wird, bewirkt, da die Klemme--13--positiver als die Klemme--14--ist, die Sperrung des Steuertransistors - der Phasenanschnittsteuerungsschaltung wodurch die Durchbruchspannung der Triggerdiode-30-schnell erreicht und der Thyristor --10-- sofort zum Durchschalten gebracht
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Nenndrehzahl angetrieben.
Durch diese hohe Drehzahl des Abgasgebläsemotors-4-werden die Abgase des Apparates-l-abgeführt und die Temperatur in der Abgasleitung --3-- steigt rasch an. Damit steigt aber auch die Temperatur des Widerstandes-21--. Der Widerstandswert des Widerstandes --21-- erreicht hiebei im Laufe der Zeit einen solchen Wert, dass die
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19- des Differenzverstärkers-17-- -31-- so durchgeschaltet, dass die Drehzahl des Abgasgebläsemotors--4--diesem eingestellten Wert von 70% der Nenndrehzahl entspricht.
Bei geeigneter Dimensionierung der Heizleistung des Apparates --1--, der Nenndrehzahl des Abgasgebläsemotors--4--und bei richtiger Wahl der Abgastemperatur, welche durch den Regelwiderstand --24-- der Wheatstone-Bräcke --20eingestellt werden kann, ergibt sich ein stabiler Funktionszustand der Regeleinrichtung.
Sollte nun die Abgastemperatur weiter ansteigen, so wird die Klemme --32-- gegenüber der Klemme--33--negativ, wodurch der Thyristor--10--so angesteuert wird, dass die Drehzahl des Abgasgebläsemotors--4--unter einen Wert von 70% der Nenndrehzahl sinkt. Durch diese langsamere
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wieder ansteigt.
Wie ersichtlich, gleicht die erfindungsgemässe Schaltung ständig jede Temperaturschwankung durch Drehzahländerung des Abgasgebläsemotors-4-exakt aus.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Betrieb von gasbeheizten Apparaten mit einem Abzuggebläse in der Abgasleitung, insbesondere von solchen, deren Abgasleitung durch eine Wand hindurchgeführt ist und
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des Gebläses in Abhängigkeit von der Temperatur in der Abgasleitung derart geregelt wird, dass sie bei steigender Temperatur vermindert und bei sinkender Temperatur erhöht wird.
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