AT396830B - Gasbeheiztes gerät - Google Patents

Description

AT 396 830 B

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein gasbeheiztes Gerät mit einem atmosphärischen Gasbrenner und einer Strömungssicherung mit einem Abgaseinlaß, einem Raumlufteinlaß und einem Abgas-Raumluft-Auslaß und einem Fühler am Raumlufteinlaß sowie einem Steuerglied zum Beeinflussen der Verbrennung.

Ein solches gasbeheiztes Gerät ist bekanntgeworden aus der DE-A 3 527 706. Bei dem dort beschriebenen Gerät geht es darum, eine Gefährdung der im Aufstellungsraum des Geräts befindlichen Personen auf jeden Fall zu verhindern.

Das Gerät benutzt als Abschaltkriterium eine Temperaturdifferenz zwischen verschiedenen Stellen in der Strömungssicherung. Hierzu sind zwei Temperaturfühler vorgesehen. Die unterschiedlichen Temperatursignale der Fühler werden ausgewertet Je nach dem Ergebnis der Auswertung wird das Gasmagnetventil entweder geschlossen, oder das Gerät bleibt weiter in Betrieb.

Dieser bekannten Lösung haftet der Nachteil an, daß nur eine bestimmte Schwelle zur Entscheidung herangezogen wird, was zur Folge hat daß der Benutzer unter Umständen auf die Wärmelieferung von dem gasgeheizten Gerät verzichten muß, obwohl es vielleicht relativ einfach wäre, das Gerät durch andere Maßnahmen weiter in Betrieb zu halten.

Aus der GB-OS 2 076 574 ist ein gebläseloses Wasserheizgerät mit einer Strömungssicherung bekanntgeworden, das im Bereich der Strömungssicherung Temperaturfühler aufweist mit denen ein Abgasrückstrom oder Abgasstau erkannt wird.

Die GB-PS 1494 267 zeigt ein mit einem Abgasgebläse versehenes Umlauf-Wasserheizgerät bei dem die Drehzahl des Abgasgebläses nach Maßgabe der Wärmeanforderung gesteuert wird. Wird demgemäß das Gasventil weiter geöffnet entsteht also mehr Abgas und wird auch die Gebläsedrehzahl gesteigert. Das Gerät weist keine Strömungssicherung auf.

Aus der EP-PS 73 717 ist gleichermaßen ein gebläsebetriebenes Brauchwasser-Heizgerät bekanntgeworden, das keine Strömungssicherung aufweist. Die Sicherheitseinrichtungen des Gerätes werden durch einen Mikroprozessor überwacht.

Schließlich ist aus der US-PS 4 457 692 ein Heizgerät bekanntgeworden, das eine allseitig geschlossene Verbrennungskammer aufweist wobei im Abgasrohr ein Gebläse vorgesehen ist Eine Strömungssicherung fehlt Die Drehzahl des Abgasgebläses wird gesteuert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Gerät ventilatorunterstützt arbeiten zu lassen, wobei es egal ist ob der Ventilator im Gerät oder in der Abgasableitung oder Zuluftzufuhrleitung angeordnet ist Somit kann der Ventilator entweder in dem Gerät vorhanden sein, oder er wird als Zulieferbauteil extern angeordnet Die Erfindung besteht nun darin, daß ein Abgasventilator vorgesehen ist dessen Drehzahl vom Steuerglied gemäß den mit dem beziehungsweise den Fühlern erfaßten Größen, vorzugsweise Temperaturen, gesteuert wird.

Durch eine derartige Maßnahme ist es möglich, nicht nur einen Ventilator vorzusehen, der entweder im Vollasfbetrieb oder gar nicht arbeiten würde, sondern vielmehr die Drehzahl des Ventilators in dem jeweiligen Teil- oder Vollastzustand des Gerätes anzupassen. Die Anpassung kann hierbei so vorgenommen werden, daß zwar alles Abgas Yom gasbeheizten Gerät vom Ventilator abgesaugt wird, daß man aber nur einen bestimmten Anteil zusätzlich abgesaugter Raumluft zuläßt. Dadurch kann die Erfindung es ermöglichen, unbefriedigend arbeitende Yentilatorlose Geräte durch einen Ventilator und eine Steuerung nachzurüsten, um eine befriedigende Abgasabfuhr zu ermöglichen, ohne im Bedarfsfall durch einen kontinuierlich laufenden Lüfter einen schlechten Wirkungsgrad in Kauf nehmen zu müssen.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Steuerglied zwei Komparatoren aufweist, deren ersten Eingängen die Werte zweier Schaltschwellen und deren zweiten Eingängen das Ist-Wert-Signal des oder der Fühler am Raumlufteinlaß der Strömungssicherung zugeführt werden und daß die Ausgänge der Komparatoren über einen Drehzahlsteller auf den Motor des Ventilators geschaltet sind.

Mit diesen Maßnahmen gelingt eine besonders einfache Ausgestaltung der Steuerung des Ventilators.

Schlußendlich wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß als Steuerglied ein P-Regler beziehungsweise ein einziger Komparator vorgesehen sind, denen zum einen der Ist-Wert des oder der Fühler und zum anderen ein Soll-Wert zugeführt sind, und daß die Drehzahl des Ventilators über einen Drehzahlsteller nachgeführt wird.

Durch diese Maßnahme ist als Alternative zur eben geschilderten Maßnahme gleichfalls eine sehr einfache Ausgestaltung der Steuerung des Ventilators möglich.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen;

Figur 1 eine schematische Schaltung und

Figur 2 ein Diagramm.

Ein gasbeheiztes Gerät (1) weist einen Wärmetauscher (2) auf, der γοη einem atmosphärischen Gasbrenner (3) beheizt wird, der das Gas über eine Gasleitung (4) bezieht, in der ein mit einem Elektromagneten (5) versehenes Gasventil (6) vorgesehen ist. Das gasbeheizte Gerät (1) weist ein Gehäuse (7) auf, das in seinem Inneren eine Brennkammer (8) bildet, die den Wärmetauscher und den Brenner (3) aufnimmt. Den Abschluß der Brennkammer (8) bildet eine Strömungssicherung (9), die einen ersten Einlaß (10) für den Wärmetauscher (2) verlassende Abgase, einen Raumlufteinlaß (11) und einen Auslaß (12) für ein Gemisch aus Raumluft und Abgas -2-

AT 396 830 B aufweist Dieser Auslaß bildet ein Abgasrohr, in dem bei Anwendung der Erfindung ein Ventilator (13) angeordnet wird. Dieser Ventilator kann im Abgasrohr sitzen, er kann auch gesondert eingebaut sein. In dem Gehäuse (7) beziehungsweise in der Strömungssicherung (9) sind zwei. Temperaturfühler (14) und (15) angeordnet, wobei der Temperaturfühler (14) dem Abgaseinlaß (10) zugeordnet ist, während der Temperaturfühler (15) dem Raumlufteinlaß (11) zugeordnet ist Beide Temperaturfühler sind mit je einer Leitung (16) beziehungsweise (17) mit einer Sensorschaltung (18) verbunden, deren Ausgang (19) mit den Eingängen (20) dreier Komparatoren (21), (22) und (23) verbunden ist Die jeweils anderen Eingänge (24), (25) und (26) der Komparatoren (21) bis (23) werden mit Spannungen gespeist, die bestimmte Schaltschwellen vorgeben.

Ein Ausgang (27) des ersten Komparators (21) ist auf einen Regler (28) gegeben, der den Elektromagneten (5) des Magnetventils (6) beeinflußt, und zwar so beeinflußt, daß der Magnet den Gasdurchsatz stufenförmig oder stetig freigibt. Von der Leitung (27) kommt auf den Regler (28) lediglich ein Freigäbesignal, das konkrete Öffnungssignal für den Durchlaßquerschnitt des Elektromagnetventils (5/6) stammt von dem übrigen Teil des Reglers (28), der auch als Vorlauftemperaturregler für das gasbeheizte Gerät arbeiten kann.

Die beiden Ausgänge (29) und (30) der Komparatoren (22) und (23) sind auf einen Drehzahlsteller (31) geführt, an dessen Ausgang (32) der Motor des Ventilators (13) liegt. Ein Steuerglied (33) umfaßt die Elemente (14) bis (32).

Bei der Beschreibung der Funktion wird davon ausgegangen, daß das gasbeheizte Gerät ein ventilatorloses Gerät ist Demgemäß wird dem Brenner (3) soviel Gas zugeführt, daß das im Wärmetauscher (2) befindliche Wasser soweit erwärmt werden kann, daß der Temperatur-Soll-Wert erreicht wird. Es kann sich hierbei sowohl um einen Kessel sowie einen Umlaufwasserheizer als auch um einen Durchlaufwasserheizer handeln. Möglich wäre auch die Anwendung auf einen Raumluftofen.

Wird nun festgestellt, daß die Abgasabfuhr über das Abgasrohr (12) unzureichend ist, so wird Abgas aus der eigentlichen Raumlufteinlaßöffnung (11) in den Aufstellungsraum des gasbeheizten Gerätes austreten und auf längere Sicht zu einer unhygienischen Verbrennung führen, mindestens aber für die dort wohnenden Personen eine erhebliche Gefahrenquelle darstellen. Hier kann nun die Erfindung mit den Temperaturfühlern (14) und (15), dem Ventilator und der Steuerschaltung Abhilfe schaffen:

Tritt nunmehr bei Einbau des Ventilators und Vorsehen der Temperaturfühler sowie der Auswerteschaltung Abgasaustritt am Raumlufteinlaß (11) der Strömungssicherung auf, so wird dieses aufgrund der Temperaturerhöhung vom Temperaturfühler (15) erfaßt. Das bedeutet, daß die Temperaturdifferenz, gefühlt von den Fühlern (14) und (15), kleiner wird. Es kommt aber nicht nur auf die Temperaturdifferenz, sondern auch auf die absolute Höhe der Temperaturen an, die Differenz muß demgemäß bewertet werden. Ein entsprechendes elektrisches Signal gemäß der bewerteten Temperaturdifferenz wird auf den Ausgang (19) gegeben und wird mit den drei Schaltschwellen gemäß den Eingängen (24), (25) und (26) verglichen. Wird die Schaltschwelle gemäß dem Eingang (24) unterschritten, so wird der Magnet (5) des Gasventils (6) stromlos, das Gerät wird abgeschaltet Das bedeutet, daß die Abschaltschwelle gemäß dem Eingang (24) einen Betrieb definiert der auf keinen Fall aufrechterhalten bleiben darf.

Da man bekanntermaßen durch Einsatz eines Ventilators die Abgasabfuhr sicherstellen kann, werden die beiden anderen Schaltschwellen gemäß den Eingängen (25) und (26) dazu benutzt es zu der eben beschriebenen Abschaltung erst gar nicht kommen zu lassen. Ist die Abgasabfuhr ohne Betrieb des Ventilators ausreichend, so ist die bewertete Temperaturdifferenz zwischen den Fühlern (14) und (15) so groß, daß der Komparator (23) den Steller (31) zu einer Verminderung der Drehzahl oder zum Abschalten des Ventilators veranlaßt. Bei zunehmend schlechter werdender Abgasabfuhr wird die bewertete Temperaturdifferenz zwischen den Fühlern (14) und (15) kleiner, so daß irgendwann die Schaltschwelle gemäß dem Wert am Eingang (25) erreicht wird. Bei Unterschreiten dieser Schaltschwelle resultiert vom Drehzahlsteller (31) ein Signal zur Drehzahlerhöhung des Motors des Ventilators (13). Hierbei wird durch Verbesserung der Abgasabfuhr die bewertete Temperaturdifferenz zwischen den Fühlern (14) und (15) wieder größer. Es ist demgemäß möglich, daß der Betrieb des gasbeheizten Gerätes zwischen den Schaltschwellen (25) und (26) pendeln kann oder um die Schwelle (25) schwankt

Die Sicheiheitsfunktion zum Abschalten des Gerätes bleibt aber unabhängig davon erhalten, nämlich dann, wenn trotz auf höchster Drehzahl laufendem Lüfter die Abgasabfuhr nicht sichergestellt werden kann, das heißt, wenn das Signal am Ausgang (19) die Schaltschwelle (24) unterschreitet

Die Funktion der Schaltung beziehungsweise des Gerätes nach Figur 1 wird nun anhand des Diagramms der Figur 2 näher erläutert In der Abzisse ist die Temperatur (T14) am Fühler (14) aufgetragen, in der Ordinate die Differenz der Temperaturen, die von den Fühlern (14) und (15) gemessen wird.

Durch die Kurven (35) bis (37) ergeben sich Räume (38) unterhalb der Kurve (35), (39) zwischen den Kurven (35) und (36), (40) zwischen den Kurven (37) und (36) sowie (41) oberhalb der Kurve (37). Der Raum (38), also der Raum unterhalb der Kurve (35), wird so bewertet, daß in diesem Falle ein Abschalten des gasbeheizten Gerätes durch Schließen des Magnetventils (5/6) unumgänglich ist

Liegt der Betriebspunkt im Raum (39), das heißt unterhalb der Kurve (36), muß der Ventilator mit voller Drehzahl arbeiten. Im Raum (40), das heißt unterhalb der Kurve (37), muß der Ventilator mit einer Drehzahl zwischen einem Minimum und dem Maximum laufen. Oberhalb der Kurve (37), also im Raum (41), kann der -3-

Claims (3)

1. AT 396 830 B Ventilator abgeschaltet werden. Die Lage einer Kurve gibt diejenigen Differenztemperaturen in Abhängigkeit von der Temperatur des Fühlers (14) an, bei denen das Signal am Ausgang (19) mit der Lage des jeweiligen Schwellwertes übereinstimmt. Hierbei entspricht die Kurve (37) der Lage der Schwelle (Sl), die der Kurve (36) der Schwelle (S2) und die der Kurve (35) der Schwelle (S3). Bei ventilatorlos ausgelieferten Geräten ist die Schaltschwelle (Sl) und das Abschalten des Gasmagnetventils in jedem Falle vorhanden, die Erfindung bezieht sich dann nur zusätzlich auf die Schaltschwellen (S2), (S3) und die Komparatoren (22) und (23) sowie den Drehzahlsteller (31). Zur Bewertung der Temperaturdifferenz (T14) minus (T15) ist zu sagen, daß bei hohen Temperaturen am Fühler (T14), die beispielsweise durch hohe Temperaturen des im Wärmetauscher (2) aufzuheizenden Wassers bedingt sein können, oder auch bei voller Brennerleistung auftreten können, eine größere Temperaturdifferenz gefordert wird als bei kleineren Temperaturen am Fühler (14) aufgrund von Teilleistung. Aufgrund dieser Gegebenheiten ergibt sich die Lage der Kurven (35) bis (37). In Ansgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, statt der beiden Komparatoren (22) und (23) mit ihren vorgebbaren Schaltschwellen (S2) und (S3) einen Proportionalregler vorzusehen. So dient das Signal auf der Leitung (19) als Ist-Wert für die Lage der momentanen Betriebszustandsdaten relativ zu den in Figur 2 dargestellten Kurven. Dieser Ist-Wert wird verglichen mit einem Soll-Wert gemäß der Schaltschwelle (S2). Mt der Regelabweichung wird die Drehzahl des Motors nachgeführt. Anstelle des Komparators (22) wird ein Verstärker mit P-Verhalten eingesetzt, der Komparator (23) entfällt Statt eines beziehungsweise zwei« Temperaturfühler (14) und (15) ist es auch möglich, am Raumlufteinlaß (11) der Strömungssicherung, also am Anbringungsort des Temperaturfühlers (15), ein Anemometer vorzusehen, das auf die dort eintretende Raumluft reagiert Bei Rückstrom ergibt sich eine Strömungsumkehr, die dann ausgewertet wird. Mit der Verminderung des Raumlufteinlasses ergibt sich ein den beiden Temperaturfühlern äquivalentes und auswertbares Signal, das einen stetigen Verlauf hat Statt eines Drehzahlstellers (31) könnte auch ein Drehzahlregler für die Drehzahl des Motors (13) des Ventilators vorgesehen werden. Es müßte dann ein nicht dargestellter Meßwertgeber vorhanden sein, um die Regelabweichung der Drehzahl feststellen und nachregeln zu können. Da es, wie eingangs beschrieben wurde, möglich ist, die Geräte (1) auch ohne Abgasventilatar auszuliefem, besteht die Notwendigkeit, ein solches Gerät bei schlechten Aufstellungsbedingungen mit einem Ventilator sowie einer Steuereinrichtung für die Drehzahl des Ventilators nachrüsten zu können. Hierzu ist es nötig, entweder die Leitung (19) aus dem Gerät herauszuführen, damit die Komparatoren (22) und (23) oder der P-Regler und der Drehzahlregler mit diesem Potential verbunden werden können, oder aber die Steuereinrichtung für den Ventilator bereits serienmäßig vorzusehen und bei Bedarf nur den Ventilator nachzurüsten. In diesem Falle muß die Leitung (32) aus dem Gerät herausgeführt sein. PATENTANSPRÜCHE 1. Gasbeheiztes Gerät mit atmosphärischem Brenner und Strömungssicherung mit Abgaseinlaß, Raumluft-Einlaß und Abgas-Raumluft-Auslaß und mindestens einem Fühler am Raumluft-Einlaß sowie einem Steuerglied zum Beeinflussen der Verbrennung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abgasventilator (13) vorgesehen ist, dessen Drehzahl vom Steuerglied (33) gemäß den mit dem beziehungsweise den Fühler(n) (14, 15) erfaßten Größen, vorzugsweise Temperaturen, gesteuert wird.
2. 2. Gasbeheiztes Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied zwei Komparatoren (22, 23) aufweist, deren ersten Eingängen (25, 26) die Werte zweier Schaltschwellen (S2, S3) und deren zweiten Eingängen (20) das Ist-Wert-Signal des oder der Fühler (14, 15) am Raumluft-Einlaß (11) der Strömungssicherung (9) zugeführt wird, und daß die Ausgänge (29,30) der Komparatoren (22,23) über einen Drehzahlsteller (31) auf den Motor (13) des Ventilators geschaltet ist.
3. 3. Gasbeheiztes Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerglied (33) ein P-Regler beziehungsweise ein einziger Komparator vorgesehen sind, denen zum einen der Ist-Wert des oder der Fühler (14,15) und zum anderen ein Soll-Wert (S2) zugeführt ist und daß die Drehzahl des Ventilators über einen Drehzahlsteller (31) nachgeführt wird. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-