AT400624B

AT400624B - Verfahren zum steuern eines stufenlos einstellbaren brenners eines brennwertgerätes

Info

Publication number: AT400624B
Application number: AT0094792A
Authority: AT
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 1992-05-11
Filing date: 1992-05-11
Publication date: 1996-02-26
Also published as: NL9300761A; FR2690979A1; ITMI930801A1; FR2690979B1; CH688491A5; ATA94792A; BE1007105A6; IT1272356B; DE4315979A1; ITMI930801A0

Description

AT 400 624 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines stufenlos einstellbaren Brenners eines Brennwertgerätes mit wenigstens einem kompakten Wärmetauscher, wobei unterhalb einer bestimmten Teillast die Leistung des Brenners zusätzlich zu der Abhängigkeit vom Wärmebedarf verändert wird.

Bei Brennwertgeräten mit kompakten Wärmetauschern bilden die engen Spalten zwischen den auf den wasserführenden Rohren angebrachten Rippen in Verbindung mit sich dort ansammelndem Kondensat einen erheblichen Widerstand für die Durchströmung mit Rauchgasen. Bei stufenlos betriebenen Brennern macht sich dies besonders im Kleinlastbereich bemerkbar. Bei Einsatz einer pneumatischen Gas-Luft-Gemischregelung wirkt sich ein höherer Widerstand leistungsmindemd aus.

Bisher wurden die Brenner der Brennwertgeräte überwiegend entsprechend dem jeweiligen Wärmebedarf mit Brennstoff beaufschlagt. Dadurch kam es immer wieder zu Störungen, die durch eine zu starke Erhöhung des Durchströmwiderstandes des Wärmetauschers bedingt waren.

Zur Verminderung des Kondensatanfalls ist aus der DE-OS 35 10 136 ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem unterhalb einer bestimmten Teillast die Schaltdifferenz für den Betrieb eines P-geregeiten '

Brenners vergrößert wird. Weiterhin ist ein in der US-PS 46 53 466 beschriebenes Verfahren zum :i:;

Ausspülen der Kondensationsprodukte mit Hilfe von Spülwasser bekannt. Beide Verfahren bedingen einen *’ permanenten Eingriff in den Regelaigorithmus, womit erhebliche Störungen im Betrieb eines Brennwertge-rätes verbunden sein können.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren für den Betrieb eines Brennwertgerätes anzugeben, durch das Störungen im Betrieb eines solchen Brennwertgerätes weitgehend vermieden werden. V

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zur Veränderung der Leistung des Brenners dieser periodisch abgeschaltet und nach einer Vorspülphase wieder gestartet wird und/oder daß die Leistung des ! !

Brenners periodisch kurzzeitig wesentlich erhöht wird. “,

Auf diese Weise ist ein periodischer Abbau der sich langsam aufbauenden Kondensatansammlungen sichergestellt. Damit ist aber auch sichergestellt, daß sich die Durchströmwiderstände nur in relativ engen Grenzen verändern können, wodurch sich ein weitgehend gleichmäßiger Betrieb ergibt. Das angesammelte Kondensat wird von Zeit zu Zeit weggeblasen und daher werden die Spalte zwischen den Lamellen des Wärmetauschers wieder frei. Dies geschieht während des Vorspülens mit Luft allein vor einem neuerlichen Start des Brenners. Das bei der kurzzeitigen Erhöhung der Brennerbelastung anfallende entsprechend vergrößerte Abgasvolumen führt ebenfalls zu einem Abtransport des angesammelten Kondensats. ·

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Beginn der Änderung der j 1

Leistung des Brenners zeit- und temperaturabhängig gesteuert wird, wobei die temperaturabhängige Steuerung vorzugsweise in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur des zu erwärmenden Mediums erfolgt.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß eine Änderung der Belastung des Brenners nur dann vorgenom- ' men wird, wenn dies aufgrund des Betriebes des Brenners auch tatsächlich aufgrund des vermehrt ^ anfallenden Kondensats erforderlich ist. Dabei ist die Steuerung in Abhängigkeit von der Vorlauttemperatur - besonders zweckmäßig, da die Temperatur des zu erwärmenden Mediums wesentlich die Betriebsbedin- '' gungen des Wärmetauschers beeinflußt und damit ein deutlicher Indikator für das Ausmaß der Kondensat- 1 rtit bildung ist.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen:

Figur 1 schematisch ein Brennwertgerät,

Figur 2 schematisch eine Steuerung für ein Brennwertgerät nach der Figur 1 und

Figur 3 ein Rußdiagramm der Steuerung.

Das Brennwertgerät weist ein Gehäuse 1 auf, das mit einem Ringspalt 2 eine Abgasleitung 11 umgibt, wobei über den Ringspalt 2 Luft in den Innenraum 4 des Gehäuses 1 eintreten kann.

Im Innenraum 4 des Gehäuses 1 ist eine Brennkammer 5 vorgesehen, innerhalb der ein Brenner 7 angeordnet ist. Oberhalb der Brennkammer 5 ist ein Gebläse 13 angeordnet, das über einen Luftansaugs-tutzen 12 Luft aus dem Innenraum 4 des Gehäuses 1 ansaugt und Luft in die Brennkammer 5 und zum Brenner 7 fördert, wobei das Gebläse 13 von einem Motor 3 angetrieben ist.

Unterhalb des Brenners 7 ist ein Wärmetauscher 17 angeordnet, der aus vom zu erwärmenden Medium durchströmten Rohren 16 und auf diesen angeordneten Lamellen 18 gebildet ist.

Von dem unterhalb des Wärmetauschers 17 angeordneten Abgassammler 8 zweigen an dessen tiefsten Punkt eine Kondensatabfuhrleitung 10 mit einem Siphon sowie die Abgasleitung 11 ab.

In die Brennkammer 5 ragt eine Zündelektrode 6 hinein.

Der Wärmetauscher 17, der im Inneren der Brennkammer 5 angeordnet ist, ist über eine Rücklauflei- L. tung 14, in der eine Umlaufpumpe 26 angeordnet ist und eine Vorlaufleitung 20 in einen Heizwasserkreis eingeschaltet. Dabei sind die einzelnen Rohre des Wärmetauschers 17 über Krümmer 19 miteinander 2

Claims

AT 400 624 B verbunden. In der Vorlaufleitung 20 ist ein Vorlauftemperaturfühler 21 angeordnet, der ebenso wie der Temperaturfühler 15, der am Wärmetauscher angeordnet ist, über Leitungen 24 beziehungsweise 23 mit einer einen Feuerungsautomaten enthaltenden Steuerschaltung 22 verbunden ist. Diese ist weiter mit einem Soll-5 Wertgeber 27 und über die Leitung 25 mit dem Motor 3 des Gebläses 13 verbunden. Wie aus der Figur 2 zu ersehen ist, die schematisch die Steuerschaltung 22 zeigt, ist der Vorlauftemperaturfühler 21 über die Leitung 24 mit einem Anaiog/Digitalwandler 30 und der Soll-Wertgeber 27, der eine bestimmte Heizkurve in Abhängigkeit von der Außentemperatur vorgibt, mit einem Anaiog/Digitalwandler 31 verbunden, wobei die beiden Wandler 30, 31 mit einem Mikroprozessor uP1 verbunden sind, der auch io einen Zeitgeber enthält, der gleichzeitig den Takt CLK für einen weiteren Mikroprozessor uP2 vorgibt. Der Anaiog/Digitalwandler 30 liefert ein dem Ist-Wert der Vorlauftemperatur entsprechendes Signal an den Mikroprozessor uP2 und den Mikroprozessor uP1. Letzterer liefert ein der Brennerleistung Cfe entsprechendes Signal an den Mikroprozessor uP2, der ausgangsseitig mit einem Digital/Analogwandler 32 verbunden ist, der den Motor 3 des Gebläses 13 steuert. 15 Der Mikroprozessor μΡ1 ist mit zwei Digital/Analogwandlem 33, 34 verbunden, wobei der Wandler 33 ein in der Gasleitung 37 angeordnetes Magnetventil 35 steuert, das die Gaszufuhr zum Brenner 7 steuert Der Wandler 34 steuert einen Zündtrafo TR, der mit der Zündelektrode 6 verbunden ist Wie aus der Figur 3, die ein Rießschema des Steuerungsablaufes des Mikroprozessors U.P2 zeigt hervorgeht, wird nach einem Vergleich der erforderliche Brennerleistung QB mit einem vorgegebenen 20 Schwellwert der Brennerteilleistung Qbs über den weiteren Steuerungsablauf entschieden. Ist die erforderliche Brennerleistung als Teil- oder Maximalleistung größer als der Schwellwert der Brennerleistung Qbs so wird die tatsächlich gefahrene Brennerleistung Qbi entsprechend der erforderlichen Brennerleistung QB eingestellt. Dadurch wird der Brenner 7 mit einer der Heizkurve entsprechenden Brennerleistung betrieben. 25 Ist dagegen die erforderliche Brennerleistung QB kleiner als die Schwell-Brennerleistung Qbs, so wird die Vorlauftemperatur Tv mit einer vom Soll-Wertgeber vorgegebenen Schwell-Vorlauftemperatur Tvs verglichen. Ist die momentane Voriauftemperatur Tv großer als die Schwell-Vorlauftemperatur Tvs so wird der Brenner 7 weiter in der Weise betrieben, daß die erforderliche Brennerieistung QB gleich der tatsächlichen Brennerleistung QBi eingestellt wird, da sich unter solchen Betriebsbedingungen kaum 30 Kondensat bildet beziehungsweise dieses laufend durch die Brenngase abtransportiert wird. Ist dagegen die Vorlauftemperatur Tv kleiner als die Schwelltemperatur Tvs, so wird verglichen, ob die Zeit t, die seit Beginn dieser Bedingungen vergangen ist, länger als eine vorgegebene Schwellzeit % ist, cBe mit einem Zeitglied einstellbar ist. Wird diese Schwellzeit überschritten, so wird die tatsächliche Brennerleistung QBi auf die maximale Brennerleistung QBmax für eine bestimmte Zeit angehoben. 35 Auf diese Weise ist es möglich, den Betrieb des Brenners 7 nach einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zu steuern. Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, falls Betriebsbedingungen herrschen, unter denen es zur vermehrten Bildung von Kondensat kommt, die eben dann gegeben sind, wenn die momentane Brennerleistung QB kleiner als die Schwell-Brennerleistung Qbs ist oder die Vorlauftemperatur Tv kleiner als die vorgesehene Schwell-Vorlauftemperatur Tvs ist, die Brennerleistung in 40 bestimmten Zeitabständen, unabhängig von den Vorgaben der jeweils aktuellen Heizkurve, auf die maximale Brennerleistung kurzzeitig angehoben. Durch den Feuerungsautomaten ist es auch möglich, den Brenner 7 erlöschen zu lassen und anschließend neu zu starten, wobei die Vorspülphase zum Durchblasen des Wärmetauschers 17 mit Luft allein benutzt wird. 45 Patentansprüche 1. Verfahren zum Steuern eines stufenlos einstellbaren Brenners eines Brennwertgerätes mit wenigstens einem kompakten Wärmetauscher, wobei unterhalb einer bestimmten Teillast die Leistung des Bren-50 ners zusätzlich zu der Abhängigkeit vom Wärmebedarf verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Leistung des Brenners (7) dieser periodisch abgeschaltet und nach einer Vorspülphase wieder gestartet wird und/oder daß die Leistung des Brenners (7) periodisch kurzzeitig wesentlich erhöht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn der Änderung der Leistung des Brenners (7) zeit- und temperaturabhängig gesteuert wird, wobei die temperaturabhängige Steuerung vorzugsweise in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur des zu erwärmenden Mediums erfolgt.
3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 AT 400 624 B Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 4 55