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Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patent- anspruches.
Bei bekannten derartigen Heizgeräten mit teil- oder vollvormischenden oder nicht- vormischenden Verbrennungssystemen ist eine manuelle Gasartenanpassung notwendig, um einen sicheren und emissionsreduzierten Brennerbetrieb sicherzustellen. Dies geschieht unter anderem über einen entsprechenden Austausch von dem Gerät beigegebenen Auswechseldüsen für andere Gasarten vor Ort und gasartenspezifischen Heizeinrichtungen.
Im ersten Fall ergibt sich das Problem eines entsprechend erhöhten Montageaufwandes und der Gefahr, dass eine Auswechseldüse in Verlust gerät und im zweiten Fall ergibt sich der Nachteil, dass gasartenspezifische Geräte hergestellt und auf Lager gelegt werden müssen, wobei es bei der Bestellung und Auslieferung zu Verwechslungen kommen kann und sich entsprechend kleine Serienstückzahlen ergeben.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Heizgerät der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, das sich problemlos vor Ort aufstellen lässt und das für eine grosse Anzahl verschiedener Gasarten ohne Umbauarbeiten verwendet werden kann.
Erfindungsgemäss wird dies bei einem Heizgerät der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist sichergestellt, dass das Heizgerät aufgrund des vorgesehenen Luftstufenbrenners problemlos mit einem sehr niedrigen und sehr hohen über- stöchiometrischen Luftverhältnis betrieben werden kann, wobei sich der Brenner durch einen einfachen Aufbau und eine grosse Grenzgasstabilität auszeichnet. Dabei besteht keinerlei Gefahr eines Abhebens der Flammen oder eines Rückschlagens derselben. Allerdings können bei einem vom Sollwert stark abweichenden Luftverhältnis erhöhte Emissionen auftreten.
Aufgrund der Robustheit des Brenners und seines unproblematischen Betriebsverhaltens ist es möglich, den Brenner mit praktisch allen üblichen Gasarten zu beaufschlagen.
Bei einer ersten Inbetriebnahme und gegebenenfalls in bestimmten zeitlichen Abständen, wird die sich mit dem eingesetzten Gas ergebende Aufheizkurve erfasst und mit den im Speicher abgelegten Aufheizkurven verglichen. Dabei geht ein rascher Temperaturanstieg mit einem hoch- kalorischen Gas und langsamer Temperaturanstieg mit einem niederkalonschen Gas einher. Aus diesem Vergleich lässt sich das eingesetzte Gas ermitteln und der für dieses Gas erforderliche Luftbedarf, um eine für geringe Emissionen erforderliche Luftzahl zu erreichen.
Die elektronische Steuerung beeinflusst die Stellglieder des Gebläses und der Gasarmatur entsprechend, um eine vorgesehene Luftzahl zu erreichen, bei der sich nur geringe Emissionen ergeben. Dadurch lässt sich ein sehr umweltschonender und emissionsarmer Betrieb des Heiz- gerätes auch bei verschiedenen Gasarten sicherstellen, ohne dass dazu Umbauarbeit erforderlich wären.
Die im Speicher abgelegten Aufheizkurven können empirisch ermittelt oder durch Simulation in einem Rechner ermittelt werden.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch eine erfin- dungsgemässe Heizeinrichtung zeigt.
Die Heizeinrichtung weist einen Wärmetauscher 1 auf, der von einem Luftstufenbrenner 2 beaufschlagt ist. Dieser Brenner 2 ist über eine mit einem Elektromagneten 11versehene Gas- armatur 3 und eine Gasleitung 31 mit Gas versorgbar. Weiters ist der Brenner 2 mit Luft über ein von einem Motor 25 angetriebenes Gebläse 9 und eine Luftleitung 91 versorgbar.
Der Wärmetauscher 1 ist über eine Vorlaufleitung 15 mit einer Heizkörperanordnung 5 verbun- den, wobei in der Vorlaufleitung 15 ein von einem Elektromagneten 26 angetriebenes Vorrang- Umschaltventil 8 und ein Vorlauftemperatur-Fühler 7 angeordnet sind, an dem eine Bypassleitung
16 angeschlossen ist, die mit der von der Heizkörperanordnung 5 zum Wärmetauscher 1 führende Rücklaufleitung 17 angeschlossen ist. In dieser Rücklaufleitung 17 ist eine von einem Motor 27 angetriebene Umwälzpumpe 4 angeordnet.
Der Vorlauftemperatur-Fühler 7 ist über eine Signalleitung 18 mit einer elektronischen Steuerung 6 verbunden, die über Steuerleitungen 19,20 mit der Gasarmatur 3, bzw. dem Gebläse 9 verbunden ist.
Weiters ist die Steuerung 6 noch über Steuerleitungen 21, bzw. 22 mit dem Vorrang-Umschalt- ventil 8, bzw. der Umwälzpumpe 4 verbunden.
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Die Steuerung 6 ist weiters noch über eine Signalleitung 23 mit einem Vergleicher 12 verbunden, der die gemessenen Aufheizkurven mit in einem Speicher 10 hinterlegten Kurven vergleicht. Die im Speicher 10 hinterlegten Aufheizkurven für verschiedene Gasarten können experimentell oder durch Simulation ermittelt werden.
Bei einer ersten Inbetriebnahme wird die Erwärmung des Heizwassers über der Zeit mittels des Vorlauftemperatur-Fühlers 7 erfasst. Dabei hängt es von der thermischen Masse der Heizein- richtung ab, ob die Umwälzpumpe 4 in Betrieb genommen wird oder nicht. Bei Heizeinrichtungen mit kleiner thermischer Masse, wie z. B. bei wandhängenden Geräten, wird die Umwälzpumpe 4 eingeschaltet, und das Vorrang-Umschaltventil 8 schliesst die Heizkörperanordnung 5 über die Bypassleitung 16 kurz. Bei Geräten mit grosser thermischer Masse bleibt die Umwälzpumpe im Stillstand.
Je nach der eingesetzten Gasart erfolgt die Aufheizung rascher oder langsamer. Die so aufgezeichnete Aufheizkurve wird im Vergleicher 12 mit den im Speicher 10 abgelegten Aufheiz- kurven verglichen und so der Heizwert des eingesetzten Gases ermittelt. Der Vergleicher 12 gibt ein entsprechendes Signal an die Steuerung 6 zurück.
Die Steuerung 6 beeinflusst die Gasarmatur 3 und bzw. oder das Gebläse 9 über die in den Steuerleitungen 19,20 angeordneten Stellglieder 13,14 im Sinne einer für die jeweilige Gasart vorgesehenen Luftzahl, um einen emissionsarmen Betrieb des Brenners 2 zu erreichen.
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The invention relates to a heating device according to the preamble of the patent claim.
In known heaters of this type with partially or fully premixed or non-premixed combustion systems, manual gas type adaptation is necessary in order to ensure safe burner operation with reduced emissions. This is done, among other things, by a corresponding exchange of the replacement nozzles supplied with the device for other gas types on site and gas type-specific heating devices.
In the first case there is the problem of a correspondingly increased assembly effort and the risk that a replacement nozzle is lost and in the second case there is the disadvantage that gas type-specific devices have to be manufactured and stored, whereby there are confusions when ordering and delivering can come and result in correspondingly small serial numbers.
The aim of the invention is to avoid these disadvantages and to propose a heater of the type mentioned at the outset, which can be easily installed on site and which can be used for a large number of different types of gas without conversion work.
According to the invention this is achieved in a heater of the type mentioned by the characterizing features of the claim.
The proposed measures ensure that the heater can be operated with a very low and very high above-stoichiometric air ratio due to the air stage burner provided, the burner being characterized by a simple structure and a high limit gas stability. There is no risk of the flames lifting off or knocking back. However, if the air ratio deviates significantly from the setpoint, increased emissions can occur.
Due to the robustness of the burner and its unproblematic operating behavior, it is possible to apply practically all common types of gas to the burner.
When starting up for the first time and, if necessary, at certain intervals, the heating curve resulting from the gas used is recorded and compared with the heating curves stored in the memory. A rapid rise in temperature is associated with a high-calorific gas and a slow rise in temperature with a low-calorie gas. From this comparison, the gas used and the air required for this gas can be determined in order to achieve an air ratio required for low emissions.
The electronic control influences the actuators of the blower and the gas fitting accordingly in order to achieve a specified air ratio with which only low emissions result. This enables the heater to be operated in a very environmentally friendly and low-emission manner, even with different types of gas, without the need for conversion work.
The heating curves stored in the memory can be determined empirically or determined by simulation in a computer.
The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing, which schematically shows a heating device according to the invention.
The heating device has a heat exchanger 1 which is acted upon by an air stage burner 2. This burner 2 can be supplied with gas via a gas fitting 3 provided with an electromagnet 11 and a gas line 31. Furthermore, the burner 2 can be supplied with air via a fan 9 driven by a motor 25 and an air line 91.
The heat exchanger 1 is connected to a radiator arrangement 5 via a flow line 15, a priority changeover valve 8 driven by an electromagnet 26 and a flow temperature sensor 7 on which a bypass line are arranged in the flow line 15
16 is connected, which is connected to the return line 17 leading from the radiator arrangement 5 to the heat exchanger 1. A circulation pump 4 driven by a motor 27 is arranged in this return line 17.
The flow temperature sensor 7 is connected via a signal line 18 to an electronic control 6, which is connected via control lines 19, 20 to the gas fitting 3 or the blower 9.
Furthermore, the controller 6 is also connected via control lines 21 or 22 to the priority changeover valve 8 or the circulation pump 4.
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The controller 6 is also connected via a signal line 23 to a comparator 12, which compares the measured heating curves with curves stored in a memory 10. The heating curves for various types of gas stored in the memory 10 can be determined experimentally or by simulation.
When commissioning for the first time, the heating of the heating water is recorded over time by means of the flow temperature sensor 7. It depends on the thermal mass of the heating device whether the circulation pump 4 is put into operation or not. For heating devices with a small thermal mass, such as. B. in wall-mounted devices, the circulation pump 4 is turned on, and the priority switch valve 8 shorts the radiator assembly 5 via the bypass line 16 short. The circulation pump remains at a standstill for devices with a large thermal mass.
Depending on the type of gas used, heating takes place faster or slower. The heating curve recorded in this way is compared in the comparator 12 with the heating curves stored in the memory 10, and the calorific value of the gas used is thus determined. The comparator 12 returns a corresponding signal to the controller 6.
The controller 6 influences the gas fitting 3 and / or the fan 9 via the actuators 13, 14 arranged in the control lines 19, 20 in the sense of an air ratio provided for the respective gas type in order to achieve low-emission operation of the burner 2.