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Die Erfindung betrifft einen Ofen für feste Brennstoffe, insbesondere Pellets, mit einem Brenn- raum, einer im Brennraum angeordneten Aufnahmeschale für Brennmaterial, einer Brennmatenal- fördervorrichtung, einem dieser vorgeordneten Vorratsbehälter für das Brennmaterial und einem zwischen dem Brennraum und einem Rauchgasauslass angeordneten Rauchgasgeblase, das mit einer Steuer- und Regeleinrichtung verbunden ist, an der ein Messwertgeber fur einen Istwert der Raumtemperatur und Einstellorgane für einen Sollwert der Raumtemperatur angeschlossen sind und die die Heizleistung regelt, insbesondere die Zufuhr von Brennmaterial bzw.
die Geblaseleis- tung des Rauchgasgebläses zur Minimierung einer Temperaturdifferenz zwischen dem istwert und dem Sollwert der Raumtemperatur sowie ein Verfahren zur Verbrennung fester Brennstoffe, insbe- sondere Pellets, in einem Ofen mit einem Brennraum und einer darin angeordneten Aufnahme- schale, der die festen Brennstoffe zugefuhrt werden, und bei dem die Verbrennungsluftzufuhr durch die Absaugung des aus der Verbrennung entstandenen Rauchgases mit einem Unterdruck in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen einem Soll- und einem Istwert der Raumtemperatur geregelt wird.
Es sind bereits Ofen der vorbeschriebenen Art für feste Brennstoffe, insbesondere Pellets, be- kannt - gemäss DE 42 00 721 A - bei welchen in einem Brennraum eine Aufnahmeschale für das Brennmaterial angeordnet ist, oberhalb welcher, jedoch distanziert von dieser, der Auslass einer Brennmaterialfördervorrichtung endet, sodass die durch den letzten Teil dieser Brennmaterialforder- vorrichtung, die als Schurre bzw. Schwerkraftförderer ausgebildet ist, das heran geforderte Brenn- material, d. h. die Pellets, durch Schwerkraft vom Auslass in die Aufnahmeschale fallen.
Diese Aufnahmeschale ist entweder direkt oder unter Zwischenschaltung eines Traggestells in eine Ausnehmung oder Vertiefung einer Bodenplatte des Brennraums im wesentlichen dichtend einge- setzt, wobei ein über die Bodenplatte in vom Brennraum gegenüberliegender Richtung vorragender Bereich des Aufnahmebehälters mit Durchbrüchen versehen ist, durch die Verbrennungsluft aus der Umgebung in den Innenraum der Aufnahmeschale zur Verbrennung zugeführt wird. Zur Förde- rung der Verbrennungsluft und dem Abtransport der Rauchgase aus dem Brennraum ist zwischen Brennraum und einem Rauchgasauslass ein Rauchgasgebläse angeordnet. Derartige Öfen weisen einen guten Wirkungsgrad im Normalbetrieb auf, der Betrieb mit geringer Leistung über längere Zeiträume ist jedoch nur schwer möglich.
Aus der US 4,669,396 A ist ein Ofen für pelletierte Brennstoffe bekannt, der neben einem Vor- ratsbehälter, einer Brennmaterialfördervorrichtung, einer Aufnahmeschale für die Pellets sowie einem Gebläse zur Zuführung der Verbrennungsluft auch eine Regeleinrichtung umfasst. Die Auf- nahmeschale selbst ist perforiert ausgeführt, wodurch die bei der Verbrennung entstehende Asche in eine darunter angeordnete Aschenlade fällt. Darüber hinaus ist diese Aufnahmeschale drehbar ausgeführt um ein besseres Verbrennungsergebnis und einen verbesserten Ascheaustrag zu erreichen Die Zufuhr an Verbrennungsluft, an Pellets sowie die Geschwindigkeit der Rotation der Aufnahmeschale wird mittels der Regeleinrichtung überwacht.
Ein mit einem programmierbaren Mikroprozessor geregelter Ofen für pelletierte Biomasse ist aus der US 5,001,993 A bekannt. Dieser weist ebenfalls einen Vorratsbehälter auf, aus dem die
Pellets über Schneckenförderer einer Aufnahmeschale zugeführt werden. Darüber hinaus ist der
Brennraum so ausgeführt, dass eine Zirkulation der Rauchgase und damit eine Nachverbrennung ermöglicht wird. Die Effizienz der Verbrennung wird bei diesem Ofen dadurch gesteigert, dass unterschiedliche Heizprogramme im Mikroprozessor gespeichert sind und zudem ein Thermostat angeordnet ist
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofen der eingangs genannten
Art zu schaffen, der den Anfall von Verbrennungsrückständen vermindert.
Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelost, dass das Rauchgasgebläse zur Reinigung der Aufnahmeschale eine Reinigungsleistung aufweist, die über der fur die Verbrennung notwendi- gen Förderleistung liegt, wobei die Förderleistung des Rauchgasgeblases bei voller Heizleistung in
Abhängigkeit von der Seehöhe etwa 70% der Reinigungsleistung entspricht. Vorteilhaft ist dabei, dass damit ein Ofen zur Verfügung gestellt werden kann bei dem es durch den Leistungsüberschuss des Rauchgasgeblases selbst bei voller Heizleistung möglich ist, ein zusätzliches Volumen an
Verbrennungsluft anzusaugen und durch die Aufnahmeschale für die festen Brennstoffen zu füh- ren, sodass allfällig vorhandene Ascherückstände gelockert bzw. aus der Aufnahmeschale entfernt werden.
Es besteht weiters damit die Möglichkeit, dass bei Betrieb des Ofens nahe der vollen
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Heizleistung nicht nur zusätzliche Verbrennungsluft sondern auch zusätzliches Brennmaterial zugeführt wird, sodass ein kurzzeitiger voller Betrieb mit erhöhtem Verbrennungsluftdurchsatz durch die erreichte Temperatursteigerung ebenfalls zu einer Verbesserung des Abbrandes des Brenn- materials durch automatische Reinigung der Aufnahmeschale, das heisst, der für die Zufuhr der Verbrennungsluft vorgesehenen Öffnungen, beiträgt.
Von Vorteil ist aber auch eine Ausführungsvariante nach Anspruch 2, da dadurch ein Abbrand der verbleibenden Reststoffe von Brennmaterial in der Aufnahmeschale auch bei über längerer Zeitspanne andauernder Minimalheizleistung durch die immer wieder im Abstand erfolgenden kurzzeitigen Heizvorgange mit hoher Heizleistung und dem entsprechend grosser Zufuhr an Primär- luft eine nahezu vollständige Verbrennung der Brennmaterialien erreicht werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass durch die kurzzeitig zugeführte Verbrennungsluft mit höherer Geschwindigkeit Schwebebestandteile von Verbrennungsrückständen des Brennmaterials in der Aufnahmeschale aus dieser ausgeblasen und ausgetragen werden, sodass eine Überfüllung der Aufnahmeschale mit Verbrennungsrückständen zumindest über eine gewisse Mindestdauer von z.
B. 24 Stunden vermieden werden kann.
Gemäss einer weiteren Ausführungsvariante nach Anspruch 3 wird die Sicherheit der Selbstrei- nigung der Aufnahmeschale insofern weiter erhöht, als die Einstellung des Rauchgasgebläses auf die Reinigungsleistung, unabhängig von der aktuellen Differenz zwischen dem Soll- und dem Ist- wert der Raumtemperatur, erfolgen kann.
Die Ausführungsvariante nach Anspruch 4 ist vorteilhaft, da die Erhöhung der Heizleistung in diesem Ausmass eine ausreichende Fördermenge an Verbrennungsluft und eine günstige Verbren- nung bewirkt
Durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 5, kann nach dem maximalen Abbrand der Restbestandteile in der Aufnahmeschüssel die Rückstellung auf die zuvor gültige Heizleistung selbsttätig erfolgen.
Es ist aber auch eine Weiterbildung nach Anspruch 6 von Vorteil, da damit die zeitweilige Heiz- leistungserhöhung nur dann aktiviert wird, wenn mit einem höheren Anfall an Verbrennungsrück- ständen aufgrund der geringen Heizleistung zu rechnen ist und unerwünschte höhere Heizleistun- gen des Ofens damit verhindert werden können.
Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch ein Verfahren für einen Ofen für feste Brennstoffe gelöst, bei dem jeweils nach Ablauf einer vorbestimmbaren Zeitspanne der Unterdruck zur Absau- gung der Rauchgase unabhängig von der jeweiligen Differenz zwischen dem Soll- und dem Istwert der Raumtemperatur, während einer voreinstellbaren Zeitdauer erhöht und danach wieder auf den der Differenz zwischen dem Soll- und Istwert der Raumtemperatur entsprechenden Wert rückge- stellt wird.
Vorteilhaft ist, dass nur durch die Erhöhung des Unterdrucks und der damit höheren Zugge- schwindigkeit eine Spülung des Brennraums mit Uberschussluft erfolgt, die zu einer schlagartigen
Erhöhung des Verbrennungsvorganges führt und damit neben dem Austragen von Verbrennungs- ruckständen aus der Brennerschale derartige Verbrennungsrückstände durch die hoheren Tempe- raturen abgebaut werden.
Weitere Vorteile bei diesem Verfahren konnen durch die Massnahmen in den Ansprüchen 8 bis
10 erreicht werden.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der m den Zeichnungen dargestellten Ausfüh- rungsbeispiele näher erläutert
Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemässen Ofen in Seitenansicht, geschnitten;
Fig. 2 einen Teil eines Ofens im Bereich des Brennraums und der Verbrennungsluftzufuhr in Seitenansicht, geschnitten und vergrösserter Darstellung mit einer unterschiedli- chen erfindungsgemässen Ausbildung der Aufnahmeschale;
Fig 3 einen Teil eines Ofens im Bereich des Brennraums und der Verbrennungsluftzufuhr in Seitenansicht, geschnitten und vergrösserter Darstellung mit einer weiteren erfin- dungsgemässen Ausbildung der Aufnahmeschale;
Fig. 4 ein Ablaufschema in Art eines Flussdiagramms für die Steuervorrichtung;
Fig. 5 ein Unterprogramm zum Ablaufschema in Fig. 4 in Art eines Flussdiagramms
In Fig. 1 ist ein Ofen 1 in Seitenansicht dargestellt.
Dieser Ofen 1 umfasst einen Brennraum 2
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und eine Bedienungs- und/oder Reinigungsöffnung 3, die durch eine Feuerraumtüre 4 verschlos- sen ist, die mit einer transparenten hitzebeständigen Glasscheibe 5 versehen ist. Diese Feuer- raumtüre 4 ist in einer Frontwand 6 des Ofens 1 angeordnet, der weiters aus Seitenwänden 7, einer Rückwand 8, einer Deckplatte 9 und einer Grundplatte 10 zusammengesetzt ist. In einem von der Frontwand 6, der Rückwand 8, den Seitenwänden 7, der Grund- und Deckplatte 10 und 9 umgebenen Innenraum 11 ist ein über eine verschliessbare Beschickungsöffnung 12 zugänglicher und nachfüllbarer Brennstoffbehälter 13 für Brennmaterial 14, z.B. Pellets, angeordnet.
Im Bodenbereich des Brennstoffbehälters 13 ist eine Zulauföffnung 15 zur Beschickung einer Brennmaterialfördervorrichtung 16 angeordnet, mit der das Brennmaterial 14 hochgefördert und in eine Auswurfschurre 17 verbracht wird, durch die das Brennmaterial 14 in eine Aufnahmeschale 18 eingeworfen werden kann.
Diese Auswurfschurre 17 durchdringt eine Rückwandplatte 19 mit der der Brennraum 2 gegen- über dem Innenraum 11 des Ofens 1 abgetrennt ist. Nach obenhin ist der Brennraum 2 durch eine Abdeckplatte 20 begrenzt, wogegen er auf der Unterseite mit einer Bodenplatte 21 gegenüber einem Konvektionskanal 22 abgeteilt ist. Die Bodenplatte 21 ist mit einer topfförmigen Aufnahme- kammer 23 ausgebildet, die sich in die vom Brennraum 2 entgegengesetzte Richtung erstreckt. In diese Aufnahmekammer 23 mündet ein Auslass einer Zuleitung 24 für Verbrennungsluft 25 - sche- matisch durch Pfeile angedeutet.
In dieser Aufnahmekammer 23 ist auf dem Rand der Bodenplatte 21 ein schüsselförmiges Traggestell 26 aufgesetzt, welches eine zentrale Aufnahmeöffnung 27 aufweist, in die die Aufnahmeschale 18 eingesetzt ist, sodass ein über einen umlaufenden Bund 28 sackartig nach unten ragender Behälterteil 29 in die Aufnahmekammer 23 vorragt. In diesem das Traggestell 26 in Richtung der Aufnahmekammer 23 vorragenden Behälterteil 29 sind Durchbrüche 30 angeordnet, durch die die Verbrennungsluft als Primärluft 31 - schematisch durch Pfeile ange- deutet - in einen Innenraum 32 der Aufnahmeschale 18 eintreten kann. Sie umspült dabei die in der Aufnahmeschale 18 enthaltenen Brennmaterialien 14, insbesondere die Pellets, und führt zu einer vollständigen und restlosen Verbrennung und einem gleichmässigen Abbrand.
Um nun auch bei sehr geringen Heizleistungen des Ofens 1 eine ausreichende Menge an Verbrennungsluft 25 in die Aufnahmeschale 18 zuführen zu können, und zwar auch dann, wenn durch eine grössere Menge an Brennmaterial 14 oder durch nicht vollständig verbrannte Rückstän- de des Brennmaterials 14 in der Aufnahmeschale 18 der Durchtritt der Primärluft 31 erschwert ist und die Einhaltung der Schadstoffgrenzwerte auch in diesem Betriebszustand zu erreichen, sind in einem dem umlaufenden Bund 28 der Aufnahmeschale 18 benachbarten, ringförmigen Bereich 33
Durchströmöffnungen 34 im Traggestell 26 angeordnet, durch die, wie ebenfalls schematisch angedeutet, als Sekundärluft 35 - schematisch durch Pfeil angedeutet - wirkende Verbrennungsluft in den Brennraum 2 eintreten kann.
Die Förderung der Sekundärluft 35 und der Abzug der durch die Verbrennung des Brennmaterials 14 im Brennraum 2 entstehenden Rauchgase 36 in den
Bereich eines Rauchgasauslasses 37, wird neben der natürlichen Konvektion bzw. dem Zug durch ein Rauchgasgebläse 38 unterstützt, welches einen Unterdruck im Brennraum 2 erzeugt und damit das Einströmen der Verbrennungsluft 25 begünstigt und andererseits das entstandene Rauchgas
36 aus dem Brennraum 2 absaugt.
Unabhangig davon ist die über den Unterdruck in den Brennraum 2 geförderte Verbrennungs- luft 25 kälter und somit schwerer als die im Brennraum 2 vorhandenen Rauchgase 36, wodurch die angesaugte, frische und kalte Verbrennungsluft 39 - wie schematisch durch Pfeile angedeutet-, wenn sie eine Oberkante 40 der Aufnahmeschale 18 überschritten hat, in den Innenraum 32 der
Aufnahmeschale 18 strömt und führt dem dort ablaufenden Verbrennungsvorgang Sauerstoff zu, wodurch eine vollständige Verbrennung des Brennmaterials 14 auch dann, wenn die Primärluft 31, die durch die Durchbrüche 30 in den Innenraum 32 der Aufnahmeschale 18 eintritt, zur Abwicklung des Verbrennungsvorganges nicht vollständig ausreicht.
Die Steuerung des Rauchgasgebläses 38 und eines Antriebsmotors 41 der Brennmaterialför- dervorrichtung 16 erfolgt über eine Steuer- und Regeleinrichtung 42, die von einer Energiequelle, z. B. einem Leitungsnetz 43 eines Energieversorgungsunternehmens, über Versorgungsleitungen
44 mit elektrischer Energie versorgt wird.
Die Regelung bzw. Steuerung des Rauchgasgebläses 38 bzw. des Antriebsmotors 41 und da- mit der Menge an Verbrennungsluft 25 erfolgt in Abhängigkeit von einem Messwertgeber 45, mit welchem die Raumtemperatur erfasst wird und der über eine Leitung 46 mit der Steuer- und
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Regeleinrichtung 42 verbunden ist. Die Ist-Temperatur, die mit dem Messwertgeber 45 festgestellt wird, wird im Messwertgeber 45 anhand einer voreingestellten Soll-Temperatur oder in der Steuer- und Regeleinrichtung 42 mit der dort eingestellten Soll-Temperatur verglichen und anhand der jeweiligen Differenz zwischen Soll- und Ist-Temperatur die Heizleistung des Ofens 1 geregelt.
Bei zunehmender Temperaturdifferenz wird die Heizleistung des Ofens 1 durch Zufuhr von mehr Brennmaterial 14 und Erhöhung der Verbrennungsluftzufuhr mit dem Rauchgasgebläse 38 erhöht und bei Erreichen einer Übereinstimmung zwischen Soll- und Ist-Temperatur so lange die Heizleis- tung des Ofens 1 zurückgenommen, bis die überwachte Ist-Temperatur in einem gewissen Tole- ranzbereich verbleibt.
Ist nun bei relativ hohen Aussentemperaturen bzw guter Isolierung eines zu beheizenden Raums oder aufgrund dessen, dass auch die Nachbarraume ausreichend beheizt sind, der Wärme- bedarf in einem mit dem Ofen 1 zu beheizenden Raum sehr gering, so wird die Heizleistung des Ofens 1 auf ein Minimum reduziert. In diesem Betriebszustand kann es nun dazu kommen, dass aufgrund der geringen Menge an zugeführter Verbrennungsluft 25 und dem langsamen Verbren- nungsablauf ein grösserer Anteil an Rückständen von Brennmaterial 14 in der Aufnahmeschale 18 verbleibt, als dies bei durchschnittlicher oder voller Heizleistung der Fall ist.
Dadurch wird der Primärluft 31 Zutritt durch die Durchbrüche 30 zusätzlich erschwert und es kann dazu kommen, dass der Verbrennungsvorgang zum Stillstand kommt, da das Feuer aufgrund von Verbrennungsluftmangel verlöscht.
Um dies zu vermeiden ist es erfindungsgemäss zusätzlich zu der Anordnung der Durchström- offnungen 34 möglich, an der Steuer- und Regeleinrichtung 42 eine vorbestimmbare Zeitspanne für eine Zeitgebervorrichtung einzustellen, wobei nach Ablauf dieser Zeitspanne, unabhängig von der jeweiligen zur Aufrechterhaltung der Raumtemperatur benötigten Heizleistung, bzw. unabhängig davon, ob eine Differenz zwischen Soll- und Ist-Temperatur am Messwertgeber 45 oder in der
Steuer- und Regeleinrichtung 42 festgestellt wird, die Leistung des Rauchgasgebläses 38 um ein voreinstellbares Ausmass auf eine Reinigungsleistung zu erhöhen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Leistung des Rauchgasgebläses 38 bei maximaler Heizleistung ca. 70 % beträgt, wobei der genaue Prozentsatz abhängig von der Seehöhe des Aufstellungsortes des Ofens 1 festgelegt ist.
In jedem Fall wird die Reinigungsleistung des Rauchgasgebläses 38 jedoch so festgelegt, dass sie über der für die Verbrennung des Brennmaterials 14 notwendigen Förderleistung des Rauch- gasgeblases 38 liegt. Bevorzugt entspricht diese Reinigungsleistung einer Leistung zwischen 70 % und 100 % der Vollast des Rauchgasgebläses 38.
Dies führt dazu, dass durch die erhöhte Drehzahl des Rauchgasgebläses 38 eine grössere Men- ge an Verbrennungsluft 25 in den Bereich der Aufnahmeschale 18 zugeführt wird. Üblicherweise wird während einer nach Ablauf der Zeitspanne einsetzenden Zeitdauer, über die das Rauchgas- gebläse 38 mit der über der für die Verbrennung des Brennmaterials 14 notwendigen Förderleis- tung betrieben wird, die Zufuhr des Brennmaterials 14 nicht erhöht wird Es wäre jedoch beispiels- weise als Variante der erfindungsgemässen Lösung ebenso möglich, zumindest über einen Teil der
Zeitdauer, bevorzugt im Endbereich der Zeitdauer, auch die Zufuhr an Brennmaterial 14 zu erhö- hen.
Durch die verstärkte Zufuhr an Sekundärluft 35 wird eine höhere Heizleistung und eine höhere
Brennraumtemperatur erzielt, die eine vollständige Verbrennung des Brennmaterials 14 und gege- benenfalls von Rückständen desselben unterstützt.
Dies bewirkt, dass Rückstände in der Aufnahmeschale 18 durch die höhere Brennraumtempe- ratur verbrennen bzw. den höheren Zug entsorgt werden und damit die Aufnahmeschale 18 gerei- nigt wird.
Diese Massnahme führt daher zu einer Art Selbstreinigung des Innenraums 32 der Aufnahme- schale 18, sodass die Versorgung des Innenraums 32 mit ausreichend Verbrennungsluft 25 wieder sichergestellt ist.
Die Voreinstellung der Zeiten und zwar für die Zeitspanne, nach welcher die Hochschaltung der
Heizleistung, unabhängig von der Differenz zwischen Ist- und Soll-Temperatur, erfolgen soll, sowie für die Zeitdauer, über die der Ofen 1 mit höherer Leistung betrieben wird, kann entweder auf der
Steuer- und Regeleinrichtung 42 oder auf dem Messwertgeber 45 mittels Einstellorganen 47,48 erfolgen
Selbstverständlich ist es auch möglich, sowohl die Zeitspanne, als auch die Zeitdauer in
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Abhängigkeit von der jeweiligen durchschnittlichen Heizleistung zwischen zwei Zeitdauern, also zwischen zwei Penoden, in welchen das Rauchgasgebläse 38 mit einer höheren Forderleistung betrieben wird, als dies für die Zufuhr der für die Verbrennung notwendigen Luftmenge der Fall wäre, selbsttätig zu adaptieren.
So kann beispielsweise dann, wenn die durchschnittliche Heizleistung während einer Zeitspan- ne sehr hoch war, die Zeitspanne für solche Hochschaltungen des Rauchgasgebläses 38 auf die Reinigungsleistung verlängert werden und im Gegenzug bei geringer Heizleistung verringert wer- den.
Gleichermassen ist es aber auch über die Steuer- und Regeleinrichtung 42 möglich, die Zeit- dauer, über die das Rauchgasgebläse 38 mit der Reinigungsleistung betrieben wird, dann zu verringern, wenn die durchschnittliche Heizleistung während der Zeitspanne höher war und im umgekehrten Fall kann die Zeitdauer bei niedriger Heizleistung grösser sein.
Um den Funktionsablauf der Steuer- und Regeleinrichtung 42 zur Durchführung und Umschal- tung des Brennvorganges näher zu erläutern, wird dieser anhand eines nachfolgend dargestellten Flussdiagramms im Detail beschrieben.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsvariante für die Anordnung der Durchströmöffnungen 34 zur Versorgung des oberhalb der Aufnahmekammer 23 befindlichen Teils der Aufnahmeschale 18 gezeigt.
Bei dieser Ausführungsform ist die Aufnahmeschale 18 mit ihrem umlaufenden Bund 28 auf ei- ne umlaufende Stirnseite 49 eines rohrförmigen Auslasses 50 der Aufnahmekammer 23 aufge- setzt. Um nun ein Durchströmen der Sekundärluft 35 zwischen einer Aussenseite 51 der Aufnah- meschale 18 und einer Innenwand 52 der Aufnahmekammer 23 zu ermöglichen, sind im oberen Umfangsbereich des rohrförmigen Auslasses 50 die Durchströmöffnungen 34 angeordnet, die bevorzugt gleichmässig über den Umfang verteilt sind.
Die Durchstromöffnungen 34 können als
Bohrungen, Schlitze, Ausnehmungen oder dgl. gebildet sein und bewirken, dass wie schematisch angedeutet, die Sekundärluft 35, die einen Teil der Verbrennungsluft 25 bildet, entlang der Aussen- seite 51 der Aufnahmeschale 18 hoch steigen kann, um dann aufgrund des höheren Gewichtes gegenüber den darüber befindlichen Rauchgasen 36 in den Innenraum 32 der Aufnahmeschale 18 abzusinken und dort die Verbrennung des Brennmaterials 14 zu unterstützen.
Dadurch konnen auch bei dieser Ausführungsvariante die Vorteile des gleichmässigen Abbran- des des Brennmaterials 14 in der Aufnahmeschale 18 erzielt werden.
Selbstverständlich ist es bei der Ausbildung des erfindungsgemässen Ofens 1 auch möglich, wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, die Strömungsgeschwindigkeit der Konvektionsluft durch
Konvektionskanale 53 an unterschiedliche Heizleistungen anzupassen, sodass beispielsweise bei hohen Heizleistungen ein grösserer Luftsatz durch die Konvektionskanale 53 und daher ein rasche- rer Wärmeaustausch als bei geringeren Heizleistungen stattfindet.
Dazu kann ein in strichlierten Linien dargestelltes Gebläse 54 angeordnet sein, um Konvekti- onsluft 55 - schematisch dargestellt durch Pfeile-, die uber Ansaugschlitze 56 hindurchgesaugt werden kann, durch das Innere des Ofens 1 hindurchzuführen, dabei den Brennraum 2 umspült bzw. durch einen Abgaskanal 57 geführt wird, der sich zwischen der im Bereich einer Rückwand- platte 19 angeordneten Ausströmöffnung 58 für das Rauchgas 36 und einer Ansaugoffnung 59 im
Bereich des Rauchgasgebläses 38 erstreckt
In Fig 3 ist eine weitere Ausführungsvariante für die Zufuhr der Sekundärluft 35 im Bereich des
Aussenumfanges der Aufnahmeschale 18 gezeigt, bei der die Aufnahmeschale 18 in eine Aufnah- meöffnung 27 der Bodenplatte 21 des Brennraums 2 eingesetzt ist. Die Aufnahmeschale 18 sitzt dabei mit dem umlaufenden Bund 28 auf der Bodenplatte 21 auf.
Ausserhalb des Aussenumfangs der Aufnahmeschale 18, wenn diese in die Aufnahmeöffnung
27 eingesetzt ist, sind gegenüber dem Umfang verteilt die Durchströmöffnungen 34 angeordnet, durch die jener Teil der Verbrennungsluft 25, der als Sekundarluft 35 wirkt, über den Umfang der
Aufnahmeschale 18 verteilt in Richtung des Brennraumes 2 zwischen dem Aussenumfang der
Aufnahmeschale 18 und einer kreisringförmigen Aschenlade 60 hochstromen kann.
Wie weiters schematisch mit strichlierten Pfeilen 61 angedeutet, konnen während der Verbren- nung entstehende Restbestandteile des Brennmaterials 14, d. h. der Pellets, sich in den ausserhalb der Führung der Sekundarluft 35 liegenden Bereichen absetzen und über die Aschenlade 60 entsorgt werden
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Die mit strichpunktierten Linien eingezeichneten Rauchgase 36 werden dann, wie in Fig. 1 er- läutert, durch das Rauchgasgebläse 38 angesaugt und durch einen Kamin abgeführt.
In Fig. 4 und 5 ist anhand von Flussdiagrammen der Ablauf in der Steuer- und Regeleinrichtung 42 zur Hochschaltung der Heizleistung bzw. Leistung des Rauchgasgebläses 38 im Detail darge- stellt.
Die Steuer- und Regeleinrichtung 42 kann entsprechend den dargestellten Flussdiagrammen entweder rein hardwaremässig durch Schaltungskomponenten der Elektrotechnik und Elektronik oder auch durch einen Rechner mit einer dafür entwickelten Software gebildet sein.
Wie nun der Programmablauf in den Flussdiagrammen gemäss Fig. 4 und 5 zeigt, wird nach dem Einschalten der Steuer- und Regeleinrichtung 42 die Initialisierung der einzelnen Komponen- ten, wie z. B. Display, Zeitgeberbausteine usw., durchgeführt. Nach erfolgter Initialisierung wird entweder bei rein hardwaremässiger Realisierung der Steuer- und Regeleinrichtung 42 ein Testab- lauf gestartet oder bei Verwendung eines Mikrorechners bzw. eines PC's oder dgl. ein Selbsttest des Rechners, der Steuer- und Regeleinrichtung 42 und aller daran angeschlossenen Sensoren und/oder Komponenten bzw. Bausteine durchgeführt. Führt dies zu keinem zufriedenstellenden Ergebnis, so wird von der Steuer- und Regeleinrichtung 42 eine Störungsmeldung abgesetzt.
Nach einem ordnungsgemäss abgelaufenen Selbstcheck wird entsprechend der Einstellung des Sollwertes fur die Raumtemperatur oder Heizleistung und, falls gewünscht, - dies ist aber nicht zwingend - die Einstellung eines Schwellwertes für die Heizleistung, wie in der Folge noch im Detail erklärt werden wird, ein Interrupt-Zeitgeber entsprechend einem Vorgabewert initialisiert und gestartet, der dazu führt, dass nach Ablauf der durch die Initialisierung des Interrupt-Zeitgebers fest- gelegten Zeitspanne die in Fig. 5 als Flussdiagramm dargestellte Interrupt-Routine ausgeführt wird.
Der Vorgabewert kann, wie dies im Flussdiagramm schematisch angedeutet ist, aus der vorge- gebenen Heizleistung abgeleitet werden oder, wie anhand des in strichlierten Linien dargestellten Blocks, manuell festgelegt werden.
Nach der Initialisierung und dem Start des Interrupt-Zeitgebers wird der Istwert der Raumtem- peratur mit dem Messwertgeber 45 festgestellt und danach mit dem vorher eingestellten Sollwert der Raumtemperatur der Heizleistung verglichen. Ist der Istwert der Raumtemperatur kleiner als der Sollwert, wird die Heizleistung erhöht, ist sie grösser als der Sollwert, wird die Heizleistung entsprechend verringert und bei Übereinstimmung des Istwertes mit dem Sollwert der Raumtempe- ratur bzw bei Einhaltung des Toleranzbereiches die Heizleistung konstant gehalten und an den Beginn dieses Abfragezyklusses bzw. dieser Regelschleife gesprungen. Bei einer Erhöhung oder Verringerung der Heizleistung wird dieser Abfragezyklus bzw. diese Regelschleife verlassen.
Anschliessend wird ein Zähler initialisiert, der eine Warteschleife bildet, nach dessen Ablauf wieder in die Regelschleife für die Regelung des Istwertes der Raumtemperatur gesprungen wird.
Diese Verzögerung ist notwendig, um die Totzeit des geregelten Systems, also die Verände- rung der Heizleistung und die Auswirkung auf die Raumtemperatur abzuwarten, bevor der nächste Abfragezyklus eingeleitet wird.
Wird nun während dieses Regelablaufes zur Überwachung des Istwertes der Raumtemperatur der Zählerendstand beim Interrupt-Zeitgeber erreicht, so springt das Programm in die in Fig. 5 dargestellte Interrupt-Routine.
Nach dem Starten der Interrupt-Routine wird als erstes überprüft, ob die aktuelle Heizleistung kleiner oder gleich ist, als der vorher eingestellte Schwellwert für die Heizleistung. Diese Abfrage ist, wie bereits einleitend erläutert, nicht zwingend, sondern lediglich eine bevorzugte Ausführungs- variante
Ist dies nicht der Fall, d. h. wird der Ofen 1 beispielsweise mit einer Heizleistung zwischen 70 % und 100 % der Maximalleistung betrieben, so ist unter Umständen ein Hochschalten der Leistung des Rauchgasgebläses 38 nicht unbedingt notwendig, wodurch die Interrupt-Routme beendet und das Programm gemäss dem Flussdiagramm in Fig 4 an der Stelle, an der es durch die Interrupt-
Routine unterbrochen wurde, fortgesetzt wird.
Ist die aktuelle Heizleistung aber kleiner oder gleich dem Schwellwert für die Heizleistung, so wird durch das Programm die Leistung des Rauchgasgebläses 38 auf Maximum geschaltet und gleichzeitig ein Zähler zur Bestimmung der Zeitdauer, über die das Rauchgasgeblase 38 nun mit maximaler Leistung betrieben werden soll, initialisiert. Durch ein Inkremartieren des Zählers und einer ständigen Abfrage, ob der initialisierte Zählerstand erreicht ist, wird eine Warteschleife aufge-
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baut, über deren Dauer das Rauchgasgebläse 38 mit Maximalleistung betrieben wird.
Selbstverstandlich ist es anstelle der softwaremassigen Realisierung von Zeitgebern auch mog- lich, eine beliebige andere Zeitmessvorrichtung, beispielsweise Zeitrelais oder äquivalente Bauteile zu verwenden.
Ist diese z.B. manuell voreingestellte Zeitdauer oder die beispielsweise aufgrund der Heizleis- tung oder anderen Umgebungsbedingungen vordefinierte Zeitdauer abgelaufen, wird die Leistung des Rauchgasgebläses 38 auf den vor dem Zeitpunkt der Hochschaltung vorhandenen Wert rück- gesetzt und die Interrupt-Routine beendet, d. h. der Rechner arbeitet wieder das Hauptprogramm ab.
Weiters ist es vorteilhaft, aber nicht zwingend vorgeschrieben, wenn - wie durch den stnchlier- ten Block dargestellt ist - vor dem Beenden der Interrupt-Routine der Interrupt-Zeitgeber in Abhan- gigkeit der durchschnittlichen Heizleistung innerhalb der beiden letzten Interrupt-Sprünge reinitiaii- siert wird. Dadurch wird eine Adaptierung der Zeitspanne erreicht, da bei entsprechend hoher Heizleistung des Ofens 1 weniger oft in die Interrupt-Routine gesprungen werden kann, als dies bei relativ niedriger Heizleistung notwendig ist.
Um den Zusammenhang zwischen der Interrupt-Routine, wie in Fig 5 dargestellt, und dem Hauptprogramm gemäss dem Flussdiagramm in Fig. 4 besser darzustellen, wurde das Symbol fur Interrupt-Routine Anfang und Interrupt-Routine Ende jeweils neben eine Klammer gesetzt, die jenen Bereich kennzeichnet, in welchem das Programm an beliebiger Stelle nach Ablauf der Zeit- spanne für den Interrupt-Zeitgeber unterbrochen werden kann und nach der Unterbrechung an der entsprechenden Stelle wieder fortgesetzt wird.
Abschliessend sei der Ordnung halber darauf hingewiesen, dass in den Zeichnungen einzelne Bauteile und Baugruppen zum besseren Verständnis der Erfindung unproportional und massstäb- lich verzerrt dargestellt sind.
Es können auch einzelne Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele mit anderen Einzel- merkmalen von anderen Ausführungsbeispielen oder jeweils für sich allein den Gegenstand von eigenen Erfindungen bilden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig 1,2, 3 gezeigten Ausführungen und die in den
Fig. 4 und 5 gezeigten Abläufe den Gegenstand von eigenstandigen, erfindungsgemässen Losun- gen bilden. Die diesbezüglichen erfindungsgemässen Aufgaben und Losungen sind den Detailbe- schreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ofen für feste Brennstoffe, insbesondere Pellets, mit einem Brennraum, einer im Brenn- raum angeordneten Aufnahmeschale für Brennmaterial, einer Brennmaterialfördervorrich- tung, einem dieser vorgeordneten Vorratsbehälter für das Brennmaterial und einem zwi- schen dem Brennraum und einem Rauchgasauslass angeordneten Rauchgasgebläse, das mit einer Steuer- und Regeleinrichtung verbunden ist, an der ein Messwertgeber für einen
Istwert der Raumtemperatur und Einstellorgane für einen Sollwert der Raumtemperatur angeschlossen sind und die die Heizleistung regelt, insbesondere die Zufuhr von Brenn- material bzw die Gebläseleistung des Rauchgasgeblases zur Minimierung einer Tempera- turdifferenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert der Raumtemperatur, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Rauchgasgebläse (38) zur Reinigung der Aufnahmeschale (18)
eine Reinigungsleistung aufweist, die über der für die Verbrennung notwendigen Förder- leistung liegt, wobei die Förderleistung des Rauchgasgebläses (38) bei voller Heizleistung in Abhängigkeit von der Seehöhe etwa 70% der Reinigungsleistung entspricht.