AT412504B

AT412504B - Verfahren zum laden eines speichers einer heizungsanlage

Info

Publication number: AT412504B
Application number: AT0184099A
Authority: AT
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 1999-11-03
Filing date: 1999-11-03
Publication date: 2005-03-25
Also published as: DE10054443A1; ATA184099A; DE10054443B4

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Anlagen mit einem herkömmlichen Heizgerät mit einem Brenner oder einem Brennstoffzel- len-Heizgerät und einem Speicher wird zur Ladung des Speichers bei einem Unterschreiten der Speicher-Soll-Temperatur eine Ladepumpe eingeschaltet, bzw. ein Umschaltventil umgeschaltet, um den Speicher mit dem Vorlaufwasser des Heizgerätes zur Ladung des Speichers freigegeben.

Dabei wird eine eingestellte maximale Leistung des Heizgerätes zur Ladung des Speichers freige- geben. Zum Ende einer Speicherladung kann nicht mehr die gesamte vom Heizgerät zur Verfü- gung gestellte Leistung vom Speicher aufgenommen werden. Das Heizgerät beginnt nach den herkömmlichen Verfahren in diesem Fall zu takten, wodurch lange Ladezeiten entstehen, da die Vorlauftemperatur des Heizgerätes nach dem Abschalten unter die Vorlauf-Solltemperatur minus Hysterese sinken muss, um ein neues Einschalten des Brenners auszulösen. Durch die hohe Leistung des Brenners wird die Vorlauf-Solltemperatur sehr rasch wieder erreicht und der Vorgang beginnt von neuem.

Aus der DE 3 932 327 ist ein Verfahren zur Regelung der Kesselwassertemperatur einer Hei- zungsanlage, die nicht moduliert werden kann, bekannt. Die DE 3 908 136 beschreibt ein Rege- lungsverfahren für Heizungsanlagen, bei dem die Pausenzeiten eines Brenners variiert werden. In DE 19 809 165 wird ein Verfahren einer Anordnung zum sicheren Betrieb einer Kesselspeisepum- pe ohne Speicher beschreiben. Die SU 1597597 befasst sich mit der Messung von Temperaturen von flüssigen und gasförmigen Substanzen. Die US 3 877 636 beschreibt das Starten eines Kes- sels und die Erzeugung von Dampf.

Bei Anlagen gemäss dem Stand der Technik ergibt sich der Nachteil, dass sich durch das Takten des Brenners ein erhöhter Schadstoffausstoss ergibt und der gesamte Wirkungsgrad sinkt bzw. bei einem Brennstoffzellen-Heizgerät neben anderen Nachteilen die Lebensdauer extrem sinkt.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs er- wähnten Art vorzuschlagen, bei dem eine weitgehend optimale Ladung des Speichers möglich ist.

Erfindungsgemäss wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die kenn- zeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.

Durch die vorgeschlagenen Massnahmen wird erreicht, dass die Ladeleistung bei Annäherung an die vorgegebene Soll-Temperatur entsprechend moduliert wird, wodurch eine Abschaltung des Heizgerätes vermieden wird. Dadurch wird auch der in der Startphase des Brenners auftretenden erhöhte Schadstoffaustoss vermieden bzw. die oben erwähnten Nachteile bei einem Brennstoffzel- len-Heizgerät vermieden.

Durch die Merkmale des Anspruches 2 ist es möglich, den Faktor F so zu wählen, dass wenn die Ladeleistung vom Brenner bereitgestellt wird, im Abschaltpunkt der Ladung die untere Modula- tionsgrenze des Brenners erreicht wird.

Die Merkmale des Anspruches 3 ermöglichen einen sehr günstigen Betrieb einer Anlage mit einem Brennstoffzelen-Heizgerät.

Durch die Merkmale des Anspruches 4 ergibt sich der Vorteil, dass eine sehr einfache Messung des Temperaturanstieges möglich ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Heizungsanlage zur Durchführung des erfindungs- gemässen Verfahrens vorzuschlagen.

Ausgehend von einer Heizungsanlage gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 5 wird es durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 5 erreicht, dass die Modulation des Bren- ners voll ausgenützt werden kann, ohne dass eine vorzeitige Abschaltung des Brenners aufgrund der Erreichung der Modulationsgrenze erfolgt.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Heizungsanlage,
Fig. 2 Diagramme des zeitlichen Verlaufs der Vorlauftemperatur eines Heizgerätes und der Speichertemperatur, bzw. des zeitlichen Leistungsverlaufs eines Brenners bei einem herkömmli- chen Verfahren und
Fig. 3 Diagramme des zeitlichen Verlaufs der Vorlauftemperatur eines Heizgerätes und der Speichertemperatur, bzw. des Leistungsverlaufs eines Brenners bzw. eines Brennstoffzellen- Heizgerätes beim erfindungsgemässen Verfahren.

Eine Heizungsanlage weist einen von einem Brenner 1 beaufschlagten Primär-Wärmetauscher 2 auf. Dabei ist der Brenner 1 mittels eines Gebläses 3 und eines Gasventiles 4, einer Luftein-

lassöffnung sowie einer Gasleitung 5 mit einem Gas-Luft-Gemisch beaufschlagbar.

Der Primär-Wärmetauscher 2 ist über eine Rücklaufleitung 8, in der ein Mischer 9 und eine Umwälzpumpe 10 angeordnet sind, mit einer Heizkörperanordnung 7 verbunden, die über eine Vorlaufleitung 6 mit dem Auslass des Primär-Wärmetauschers 2 verbunden ist.

An dem Mischer 9 ist eine Speicherleitung 11 angeschlossen, in der ein Speicher 12 angeord- net ist, wobei die Speicherleitung 11auch mit der Vorlaufleitung 6 verbunden ist.

In der Vorlauf- und der Rücklaufleitung 6 und 8 sind Temperaturfühler 13,14 vorgesehen. Wei- ters ist ein Temperaturfühler 15 im Bereich des Speichers 12 vorgesehen.

Parallel zum Primär-Wärmetauscher 2 ist eine Bypassleitung 16 geschaltet, in der ein Rück- schlagventil 17 angeordnet ist, das bei Überschreiten eines bestimmten Druckwertes in der Vorlaufleitung 6 einen Verbindungsweg zur Rücklaufleitung 8 freigibt.

Weiters ist ein Druckausdehnungsgefäss 18 an die Rücklaufleitung 8 angeschlossen.

Nach den bekannten Verfahren zur Ladung des Speichers 12 wird, wie aus dem unteren Dia- gramm der Fig. 2 zu ersehen ist, der Speicher 12 mit der maximalen eingestellten Leistung Pa des Brenners 1 geladen. Dadurch erhöht sich die Speichertemperatur entsprechend der Linie 22. Die Vorlauftemperatur des Primär-Wärmetauschers 2 verläuft dabei entsprechend der Linie 21 des oberen Diagramms der Fig. 2.

Dabei ist zu ersehen, dass der Brenner 1 gegen Ende der Ladung des Speichers 12 getaktet wird, sobald die Vorlauftemperatur einen eingestellten Wert überschreitet. Nach dem Abschalten des Brenners 1 sinkt die Vorlauftemperatur rasch ab und der Brenner 1 wird wieder gestartet.

Die zugehörigen Betriebszeiten des Brenners 1 sind aus dem unteren Diagramm der Fig. 2 zu ersehen, aus dem sich auch ergibt, dass der Brenner 1 immer mit der vollen Leistung betrieben wird oder nur eine sehr kleine Modulationszeit zum Tragen kommt.

Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird der Speicher 12 zu Beginn der Ladung mit voller Leistung geladen, wie aus dem unteren Diagramm der Fig. 3 zu ersehen ist. Dadurch steigen die Vorlauftemperatur 24 und die Speichertemperatur 25, wie aus dem oberen Diagramm der Fig. 3 zu ersehen ist. Dabei wird oberhalb einer durch die Linie 34 gekennzeichneten Schwellen-
EMI2.1
28, auf den Wert T2, Linie 27 im oberen Diagramm der Fig. 3 innerhalb eines bestimmten Zeitrau- mes, der durch die Zeitpunkte 30 und 29 auf der Abszisse bestimmt ist, ermittelt.

Bei Erreichen einer Schwellen-Temperatur des Vorlaufs TSchwelle, die durch die Linie 34 im obe- ren Diagramm der Fig. 3 gekennzeichnet ist, wird die Ladeleistung P, wie aus dem unteren Dia- gramm der Fig. 3 zu ersehen ist, reduziert.
EMI2.2
werden, wobei Pmod die modulierte Ladeleistung, T2 - T1 den Temperaturanstieg im Zeitraum t2 - t1, F einen Faktor und Pmax die maximale Ladeleistung bedeuten.

Dadurch steigt die Temperatur nach Ablauf einer gewissen Zeit des Vorlaufs nur mehr lang- sam, wenn überhaupt an, wie aus dem oberen Diagramm der Fig. 3 zu ersehen ist. Dadurch steigt die Speichertemperatur, die durch die Linie 25 im oberen Diagramm der Fig. 3 dargestellt ist, ebenfalls langsam weiter an und nähert sich daher sehr langsam dem vorgesehenen Sollwert TSoll 33 an. Ist dieser erreicht, so wird der Brenner 1 abgeschaltet.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Laden eines Speichers (12) einer Heizungsanlage mit einem steuerbaren Brenner (1) oder einem Brennstoffzellen-Heizgerät, bei dem die Ladung des Speichers (12) mit voller Ladeleistung, z. B. des Brenners (1) oder des Brennstoffzellen-Heizgerätes begonnen wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erreichung eines bestimmten Ladezustandes, der durch eine unter der Solltemperatur T soll (33) liegende Temperatur Tschwelle (34) bestimmt ist, die Leistung des Brenners (1) oder Brennstoffzellen-Heizgeräts EMI2.3 dulierte Ladeleistung und T2 - T1 den Temperaturanstieg im Zeitraum t2 - t1 bedeuten und die Ladung beendet wird, sobald die Solltemperatur Tsoll erreicht ist, oder der Brenner bzw. das Brennstoffzellen-Heizgerät seine untere Modulationsgrenze erreicht. <Desc/Clms Page number 3>
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung im Modulati- onsbereich Pmod unter Berücksichtigung eines zu multiplizierenden Faktors F in Abhängig- keit von der Übertragungsleitung des Speichers (18) gewählt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Ladeleistung die thermische Leistung des Brennstoffzellen-Heizgerätes verwendet und diese geregelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermitt- lung des Temperaturanstieges T2 - T1 die Vorlauftemperatur des Heizgerätes (13) verwen- det wird.
5. Heizungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem steuerbaren Brenner (1) oder einem Brennstoffzellen-Heizgerät, sowie einem mit diesem verbundenen Speicher (12), wobei eine Steuerung vorgesehen ist, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Steuerung eine Schaltung mit Selbstlernmodus zur Ermittlung des Faktors F aufweist.

HIEZU 3 BLATT ZEICHNUNGEN