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Description

AT 401 196 BAT 401 196 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizgerät gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.The invention relates to a heater according to the preamble of the independent claim.

Bei einem aus der DE-OS 37 05 437 bekannten Heizgerät ist die Regeleinrichtung mit einem die Temperatur des den Wärmetauscher verlassenden und einem den Soll-Wert vorgebenden Geber eingangsseitig verbunden. Die Regelung der Drehzahl des Gebläses kann daher nur in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem vorgegebenen Soll-Wert und der Vorlauftemperatur erfolgen.In the case of a heater known from DE-OS 37 05 437, the control device is connected on the input side to a sensor which leaves the temperature of the heat exchanger and which specifies the desired value. The fan speed can therefore only be controlled as a function of the difference between the specified target value and the flow temperature.

Wird ein solches Heizgerät zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades so betrieben, daß die Brenngase im Bereich des Wärmetauschers kondensieren, so setzen sich die Lamellen des Wärmetauschers langsam mit Kondensat zu, bis sich abhängig vom Grad der Kondensation ein Gleichgewicht zwischen zu und abströmendem Kondensat einstellt.If such a heater is operated to achieve a high degree of efficiency so that the combustion gases condense in the area of the heat exchanger, the fins of the heat exchanger slowly become clogged with condensate until, depending on the degree of condensation, an equilibrium between the inflowing and outflowing condensate is established.

Durch die Kondensation ergibt sich im Vergleich zum nichtkondensierenden Betrieb ein geänderter Strömungswiderstand des Wärmetauschers, wodurch sich das Druckniveau im Heizgerät ändert. Eine Erhöhung des Druckes im Gerät führt aufgrund der vom Druck in der Brennkammer abhängigen Regelung des Gas-Luft-Gemisches über die Drehzahl des Gebläses zu einer Verminderung der Leistung des Brenners.The condensation results in a changed flow resistance of the heat exchanger compared to the non-condensing operation, which changes the pressure level in the heater. An increase in the pressure in the device leads to a reduction in the performance of the burner due to the regulation of the gas-air mixture which is dependent on the pressure in the combustion chamber and the speed of the fan.

Durch diese Leistungsminderung ergibt sich der Nachteil, daß sich die untere Modulationsgrenze verschiebt.This reduction in performance has the disadvantage that the lower modulation limit shifts.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Heizeinrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der es möglich ist, eine Leistungsverminderung aufgrund der Kondensation zu vermeiden.The aim of the invention is to avoid these disadvantages and to propose a heating device of the type mentioned at the beginning, in which it is possible to avoid a reduction in performance due to the condensation.

Erfindungsgemäß werden dazu die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs vorgeschlagen.According to the invention, the characterizing features of the independent claim are proposed.

Durch diese Maßnahmen ist es möglich, den Grad der Kondensation im Bereich des Wärmetauschers zu berücksichtigen. Dabei hat sich gezeigt, daß der Grad der Kondensation von der mittleren Heizwassertemperatur im Wärmetauscher abhängt. Bei niedrigen mittleren Heizwassertemperaturen sind die Bereiche des Wärmetauschers, die ständig mit Kondensat gefüllt sind, größer als bei hohen mittleren Heizwassertemperaturen.These measures make it possible to take into account the degree of condensation in the area of the heat exchanger. It has been shown that the degree of condensation depends on the average heating water temperature in the heat exchanger. At low average heating water temperatures, the areas of the heat exchanger that are constantly filled with condensate are larger than at high average heating water temperatures.

Durch die die mittlere Temperatur des Heizwassers erfassende Einrichtung ist es möglich, den Grad der Kondensation im Wärmetauscher zu erfassen und die Regelung des Gebläses entsprechend zu beeinflussen, wobei eben die Drehzahl des Gebläses bei weitgehender Übereinstimmung des eingestellten Soll-Wertes für die Vorlauftemperatur mit deren tatsächlichem Wert in Abhängigkeit von der mittleren Heizwassertemperatur im Wärmetauscher geregelt wird. Dabei wird mit steigender mittlerer Heizwassertemperatur die Drehzahl des Gebläses abgesenkt.The device that detects the average temperature of the heating water makes it possible to record the degree of condensation in the heat exchanger and to influence the control of the fan accordingly, the speed of the fan precisely matching the set target value for the flow temperature with its actual value Value is regulated depending on the average heating water temperature in the heat exchanger. The fan speed is reduced as the mean heating water temperature rises.

Nach den Merkmalen des Anspruchs 2 ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des erfindungsgemäßen Heizgerätes. Grundsätzlich kann die mittlere Heizwassertemperatur aber auch durch Erfassung der Temperatur des in den Wärmetauscher einlaufenden Wassers, der Rücklauftemperatur, und der Vorlauftemperatur und Mittelung dieser beiden Werte ermittelt werden.According to the features of claim 2, a very simple construction of the heater according to the invention results. In principle, the average heating water temperature can also be determined by recording the temperature of the water entering the heat exchanger, the return temperature, the flow temperature and averaging these two values.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

Dabei zeigen:Show:

Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Heizgerät,1 schematically shows a heater according to the invention,

Fig. 2 und 3 Diagramme, die den Zusammenhang zwischen der Drehzahl des Gebläses und der Leistung des Brenners in Abhängigkeit von verschiedenen mittleren Heizwassertemperaturen zeigen und Fig. 4 schematisch einen Programmablauf eines zugehörigen Verfahrens.2 and 3 are diagrams showing the relationship between the speed of the fan and the power of the burner as a function of various mean heating water temperatures; and FIG. 4 schematically shows a program sequence of an associated method.

In allen vier Fig. bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.In all four figures, the same reference numerals denote the same details.

In einem Gehäuse 5 ist eine Brennkammer 6 angeordnet, in der ein Brenner 7, der als Sturzbrenner ausgebildet ist, und ein von diesem beaufschlagter Wärmetauscher 2 angeordnet sind.A combustion chamber 6 is arranged in a housing 5, in which a burner 7, which is designed as a lintel burner, and a heat exchanger 2 acted upon by it are arranged.

Unterhalb des Wärmetauschers 2 ist ein sich verjüngender Abzug 8 für die Brenngase angeordnet, von dem ein mit einem Siphon 9 versehener Ablauf 10 für anfallendes Kondensat und ein Rauchgasabzug 11 abzweigen, wobei letzterer außen entlang der Brennkammer 6 geführt ist.Arranged below the heat exchanger 2 is a tapered discharge 8 for the fuel gases, from which a drain 10 provided with a siphon 9 for accumulating condensate and a flue gas discharge 11 branch off, the latter being guided outside along the combustion chamber 6.

Oberhalb der Brennkammer 6 ist ein Gebläse 3 angeordnet, das ein über nicht dargestellte Einrichtungen aufbereitetes Gas-Luft-Gemisch, das über eine Leitung 12 zum Gebläse gelangt, mit einem entsprechenden Druck dem Brenner 7 zuführt.A blower 3 is arranged above the combustion chamber 6 and supplies a gas / air mixture, which is processed by means not shown, and which reaches the blower via a line 12, with a corresponding pressure to the burner 7.

Eine Rücklaufleitung 13 der nicht dargestellten Heizungsanlage, ist über eine Pumpe 14 mit dem Einlauf des Wärmetauschers 2 verbunden, der zwei über einen Krümmer 15 verbundene, vom zu erwärmenden Heizwasser durchströmte Rohre 16, 17 aufweist, die Lamellen 18 durchsetzen. Der Auslauf des Wärmetauschers 2 ist über einen weiteren Krümmer 19 mit dem Inneren eines Doppelmantels der Brennkammer 6 verbunden, dessen Auslauf 21 mit einer Vorlaufleitung 20 verbunden ist. 2A return line 13 of the heating system, not shown, is connected via a pump 14 to the inlet of the heat exchanger 2, which has two pipes 16, 17 connected through a manifold 15 and through which the heating water to be heated flows, which pass through the fins 18. The outlet of the heat exchanger 2 is connected via a further elbow 19 to the interior of a double jacket of the combustion chamber 6, the outlet 21 of which is connected to a feed line 20. 2nd

AT 401 196 BAT 401 196 B

Im Bereich des Krümmers 15 des Wärmetauschers 2 und somit im Mittenbereich des Wärmetauschers 2 ist ein Temperaturfühler 1 angeordnet. Desgleichen ist im Bereich des Auslaufs 21 des Doppelmantels der Brennkammer 6 ein weiterer Temperaturfühler 4 zur Erfassung der Vorlauftemperatur angeordnet, wobei die beiden Temperaturfühler 1, 4 mit einer Regeleinrichtung 22 eingangsseitig verbunden sind. Weiter ist eingangsseitig der Regeleinrichtung 22 ein Vorlauftemperatur-Soll-Wert-Geber 30 angeschlossen.A temperature sensor 1 is arranged in the area of the bend 15 of the heat exchanger 2 and thus in the middle area of the heat exchanger 2. Likewise, a further temperature sensor 4 for detecting the flow temperature is arranged in the region of the outlet 21 of the double jacket of the combustion chamber 6, the two temperature sensors 1, 4 being connected on the input side to a control device 22. Furthermore, a flow temperature setpoint value transmitter 30 is connected on the input side of the control device 22.

An den Ausgang der Regeleinrichtung 22 ist ein Motor 23, der das Gebläse 3 antreibt, angeschlossen.A motor 23, which drives the fan 3, is connected to the output of the control device 22.

Die Regelung des Motors 23 erfolgt in Abhängigkeit vom eingestellten Soll-Wert der Vorlauftemperatur, der tatsächlichen Vorlauftemperatur und der mittleren Temperatur des Heizwassers im Wärmetauscher 2 entsprechend einem der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Diagramme.The motor 23 is controlled as a function of the set target value of the flow temperature, the actual flow temperature and the average temperature of the heating water in the heat exchanger 2 in accordance with one of the diagrams shown in FIGS. 2 and 3.

Nach der Fig. 2, die ein Diagramm der Drehzahl des Gebläses 3 in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur in bezug auf den eingestellten Soll-Wert und der mittleren Heizwassertemperatur im Wärmetauschers 2 zeigt, wird bei einer Vorlauftemperatur, die dem eingestellten Soll-Wert entspricht, wobei darunter eine Abweichung von t 1K zu verstehen ist, die minimale Drehzahl des Gebläses 3 in Abhängigkeit von der mittleren Temperatur des Heizwassers THw. die vom Temperaturfühler 1 erfaßt wird, geregelt. Dadurch ergibt sich, wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, eine entsprechende Kurvenschar. Dabei weisen die einzelnen Kurven zwischen der der jeweiligen mittleren Heizwassertemperatur Thw entsprechenden Drehzahl, die bis zu einer um 1 K gegenüber dem Soll-Wert verminderten Vorlauftemperatur eingehalten wird und der der Nennleistung QNB des Brenners 7 entsprechenden maximalen Drehzahl nmax des Gebläses 3 einen linearen Verlauf auf. Dabei ergibt sich durch die Absenkung der Drehzahl des Gebläses 3 bei Erreichung der vorgesehenen Vorlauftemperatur eine Belastung des Brenners von ca. 30 % der Brennemennleistung QNB.2, which shows a diagram of the speed of the fan 3 as a function of the flow temperature in relation to the set target value and the average heating water temperature in the heat exchanger 2, is at a flow temperature which corresponds to the set target value, wherein this includes a deviation of t 1K, the minimum speed of the fan 3 as a function of the average temperature of the heating water THw. which is detected by the temperature sensor 1, regulated. As can be seen from FIG. 2, this results in a corresponding family of curves. The individual curves between the speed corresponding to the respective mean heating water temperature Thw, which is maintained up to a flow temperature reduced by 1 K compared to the target value, and the maximum speed nmax of the fan 3 corresponding to the nominal output QNB of the burner 7 have a linear profile . The reduction in the speed of the fan 3 when the intended flow temperature is reached results in a burner load of approximately 30% of the rated combustion power QNB.

Die Regelung des Gebläses 3 nach der Fig. 3 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 2 dadurch, daß die Drehzahl des Gebläses 3 lediglich nach einer linearen Drehzahlkurve eingestellt wird, die nach den Gegebenheiten bei der höchsten mittleren Heizwassertemperatur THwmax gewählt ist. Bei dieser ergibt sich, wenn die Vorlauftemperatur dem eingestellten Soll-Wert entspricht, die niedrigste Drehzahl des Gebläses 3.The control of the blower 3 according to FIG. 3 differs from that according to FIG. 2 in that the speed of the blower 3 is only set according to a linear speed curve, which is selected according to the circumstances at the highest average heating water temperature THwmax. This results in the lowest speed of the blower 3 if the flow temperature corresponds to the set target value.

Bei niedrigeren mittleren Heizwassertemperaturen THw ergeben sich im Bereich von dem eingestellten Soll-Wert entsprechenden Vorlauftemperaturen entsprechend höhere Drehzahlen des Gebläses 3, die bei Absinken der Vorlauftemperatur so lange beibehalten werden, bis der Schnittpunkt mit der Drehzahlkurve 24 erreicht ist und bei weiterem Absinken der Vorlauftemperatur die Drehzahl des Gebläses 3 entsprechend der Drehzahlkurve 24 erhöht wird. Somit wird der Druck im Inneren der Brennkammer indirekt über die Temperatur des Heizwassers ermittelt und geregelt.At lower mean heating water temperatures THw, corresponding flow temperatures of the fan 3 result in the range of the set temperature corresponding to the setpoint value, which are maintained as the flow temperature drops until the intersection with the speed curve 24 is reached and when the flow temperature drops further the The speed of the fan 3 is increased in accordance with the speed curve 24. The pressure inside the combustion chamber is thus indirectly determined and regulated via the temperature of the heating water.

Aus der Fig. 4 ist der Ablauf eines entsprechenden Drehzahlregelverfahrens zu ersehen. Der Sollwertgeber 30 für die Vorlauftemperatur und der die Vorlauftemperatur erfassende Temperaturfühler 4 liefern entsprechende Signale, aus denen der Betrag der Temperaturdifferenz ΔΤν zwischen dem Soll-Wert Tvsoii und dem momentanen Ist-Wert TVrSi der Vorlauftemperatur ermittelt wird. Danach wird die erforderliche Drehzahl nL1 des Gebläses 3 nach der Funktion nL1 = f(ATv) ermittelt.The sequence of a corresponding speed control method can be seen from FIG. 4. The setpoint generator 30 for the flow temperature and the temperature sensor 4 which detects the flow temperature supply corresponding signals from which the amount of the temperature difference ΔΤν between the setpoint value Tvsoii and the current actual value TVrSi of the flow temperature is determined. Then the required speed nL1 of the blower 3 is determined according to the function nL1 = f (ATv).

Ergibt sich nun nach dieser Funktion eine Drehzahl gleich Null, das heißt ein Stillstand des Gebläses 3 und damit des Brenners, so wird der Betrag der Temperaturdifferenz zwischen dem Soll- und dem Ist-Wert der Vorlauftemperatur wieder abgefragt.If this function results in a speed of zero, that is, the blower 3 and thus the burner are at a standstill, the amount of the temperature difference between the setpoint and the actual value of the flow temperature is queried again.

Ergibt sich nach der oben angeführten Funktion eine von Null verschiedene Drehzahl für das Gebläse 3, so wird die erforderliche Drehzahländerung Δη, in Abhängigkeit von der durch den Temperaturfühler 1 erfaßten Temperatur des Heizwassers THw und der Drehzahl nL1 des Gebläses 3 nach der Funktion: Δη, - f(Tnw» nu) ermittelt.If, according to the above-mentioned function, the speed of the blower 3 differs from zero, the required speed change Δη depends on the temperature of the heating water THw detected by the temperature sensor 1 and the speed nL1 of the blower 3 according to the function: Δη, - f (Tnw »nu) determined.

Anschließend wird die einzustellende Drehzahl nL des Gebläses 3 nach der Beziehung nt = nL1 + Δη, errechnet und der Betrag der Temperaturdifferenz zwischen dem Soll- und dem Ist-Wert der Vorlauftemperatur wieder abgefragt. 3The speed nL to be set of the blower 3 is then calculated according to the relationship nt = nL1 + Δη, and the amount of the temperature difference between the setpoint and the actual value of the flow temperature is queried again. 3rd

Claims (3)

AT 401 196 B Patentansprüche 1. Heizgerät nach dem Brennwertprinzip zur Bereitung von Heizwasser für eine Vor- und Rücklaufleitung aufweisende Heizungsanlage mit einem in einer Brennkammer angeordneten, vom zu erwärmenden Heizwasser durchströmten Wärmetauscher, der von einem Brenner beaufschlagt ist, der über ein Gebläse mit einem Gas-Luft-Gemisch versorgbar ist, wobei zur Regelung der Drehzahl des Gebläses eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die mit einem die Ist-Temperatur des Heizwassers in der Vorlaufleitung erfassenden Temperaturfühler und einem Vorlauftemperatur-Soll-Wert-Geber verbunden ist und die Drehzahl des Gebläses in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert der Vorlauftemperatur sowie dem in der Brennkammer herrschenden Druck regelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (22) zusätzlich mit einer die mittlere Temperatur des Heizwassers im Wärmetauscher (2) als Maß für den Kondensationsgrad erfassenden Einrichtung (1) verbunden ist, so daß die Regeleinrichtung die Drehzahl des Gebläses (3) zusätzlich in Abhängigkeit von der mittleren Temperatur des Heizwassers im Wärmetauscher (2) einstellt.AT 401 196 B claims 1.Heating device according to the condensing principle for preparing heating water for a heating and return line heating system having a heat exchanger arranged in a combustion chamber and through which the heating water flows, which is acted upon by a burner which is supplied with a fan by a fan Gas-air mixture can be supplied, a control device being provided to regulate the speed of the fan, which is connected to a temperature sensor that detects the actual temperature of the heating water in the supply line and a flow temperature setpoint value transmitter and the speed of the fan depending on the difference between the target value and the actual value of the flow temperature and the pressure prevailing in the combustion chamber, characterized in that the control device (22) additionally measures the average temperature of the heating water in the heat exchanger (2) for the device that detects the degree of condensation ng (1) is connected, so that the control device adjusts the speed of the fan (3) in addition depending on the average temperature of the heating water in the heat exchanger (2). 2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erfassung der mittleren Temperatur des Heizwassers im Wärmetauscher (2) durch einen in der Mitte des Wärmetauschers (2), zum Beispiel im Bereich eines mittleren Krümmers (15) angeordneten Temperaturfühler (1) gebildet ist. Hiezu2. Heater according to claim 1, characterized in that the device for detecting the average temperature of the heating water in the heat exchanger (2) by a in the middle of the heat exchanger (2), for example in the region of a central elbow (15) arranged temperature sensor (1 ) is formed. Towards that 3 Blatt Zeichnungen 43 sheets of drawings 4
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