AT413758B

AT413758B - Gas-fired central heating boiler has safety temperature limiting device for shut-off of gas feed to burner

Info

Publication number: AT413758B
Application number: AT0051100A
Authority: AT
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2006-05-15
Also published as: ATA5112000A

Abstract

The central heating boiler has a safety temperature limiting device (13) provided on the cold water side of the boiler heat exchanger and cooperating with a gas valve inserted in the gas feed to the gas burner (1), for shut-off of the gas feed for preventing overheating of the heat exchanger. The safety temperature limiting device can have a bimetallic switch used for opening an electrical contact at a defined threshold temperature.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a heating device according to the preamble of claim 1.

Aus der US 4 537 345 A und US 4 492 092 A sind Sensoren bei Heizeinrichtungen in der Nähe von Wärmeübertragern bekannt, deren Signal zum Ein- und Ausschalten verwendet wird. Diese 5 Schriften lassen nicht erkennen, wie im Falle einer Störung (z.B. Schalter zur Abschaltung der Wärmequelle defekt) eine Überhitzung vermieden wird.US Pat. Nos. 4,537,345 and 4,492,092 disclose sensors in heaters in the vicinity of heat exchangers whose signal is used for switching on and off. These fonts do not disclose how to avoid overheating in the event of a failure (such as a heat source shutdown switch).

Bei Heizeinrichtungen ist ein Sicherheitstemperaturbegrenzer auslassseitig des Wärmeaustauschers vorgesehen, der bei einer Überschreitung einer bestimmten Temperatur die Gaszufüh-io rung der Heizeinrichtung unterbricht und somit eine weitere Erhitzung, welche das Gerät beschädigen kann, verhindert. Eine solche Heizeinrichtung zeichnet sich durch einen sehr einfachen Aufbau und frühe Fehlererkennung aus.For heaters, a safety temperature limiter is provided on the outlet side of the heat exchanger, which interrupts the Gaszufüh- tion of the heater when exceeding a certain temperature tion and thus prevents further heating, which can damage the device. Such a heater is characterized by a very simple structure and early fault detection.

Gemäß dem Stand der Technik befindet sich der Sicherheitstemperaturbegrenzer bei Heils zungsanlagen also stromab des Wärmeaustauschers auf dessen warmer Ausgangsseite. Kommt es nach einer Wasserzapfung zu einer Fehlfunktion, die durch einen weiteren Betrieb des Brenners gekennzeichnet ist, so erhitzt sich der Wärmeaustauscher weiter. Dies wird als Nachbrand bezeichnet. Durch Wärmeleitung erhitzt sich auch die Warmwasserleitung mitsamt des Sicherheitstemperaturbegrenzers stromab des Wärmeaustauschers. Wird eine bestimmte 20 Temperatur überschritten, so öffnet der Sicherheitstemperaturbegrenzer einen integrierten Schalter, wodurch ein Gasventil die Gaszufuhr unterbricht. Der Brenner schaltet somit ab. Nachteil des Standes der Technik ist, dass aufgrund der variablen Warmwassertemperatur der Abschaltwert des Sicherheitstemperaturbegrenzers oberhalb des maximal zulässigen Wertes für die Warmwassertemperatur liegen muss. Ist eine geringe Warmwassertemperatur eingestellt 25 und eine Fehlfunktion durch Nichtabschalten des Brenners liegt vor, so wird die Fehlfunktion erst dann festgestellt, wenn der Sicherheitstemperaturbegrenzer eine relativ große Erwärmung erfahren und die Temperatur den Abschaltwert überschritten hat. In dieser Zeit kann es bereits zu einer Schädigung des Wärmeaustauschers kommen. 30 Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Heizeinrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der trotz eines einfachen Aufbaus eine Fehlfunktion durch Nachbrand sehr rasch festgestellt und ein Abschalten des Brenners erreicht wird.According to the prior art, the safety temperature limiter is at Heils signaling systems so downstream of the heat exchanger on the warm output side. If there is a malfunction after a tap of water, which is characterized by a further operation of the burner, the heat exchanger heats up further. This is called afterburning. Heat conduction also heats the hot water pipe together with the safety temperature limiter downstream of the heat exchanger. If a certain temperature is exceeded, the safety temperature limiter opens an integrated switch, whereby a gas valve interrupts the gas supply. The burner thus switches off. Disadvantage of the prior art is that due to the variable hot water temperature of the cut-off of the safety temperature limiter must be above the maximum allowable value for the hot water temperature. If a low hot water temperature is set 25 and there is a malfunction due to non-switching off of the burner, then the malfunction is only detected when the safety temperature limiter experience a relatively high temperature rise and the temperature has exceeded the shutdown value. Damage to the heat exchanger can already occur during this time. 30 The aim of the invention is to avoid this disadvantage and to propose a heating device of the type mentioned, in spite of a simple construction, a malfunction detected by burn-up very quickly and shutdown of the burner is achieved.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Heizeinrichtung der eingangs erwähnten Art durch die 35 kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.According to the invention this is achieved in a heating device of the type mentioned by the characterizing features of claim 35.

Durch die vorgeschlagene Maßnahme wird sichergestellt, daß bereits eine geringe Erwärmung zur Sicherheitsabschaltung führt. Da das Wasser auf der Kaltwasserseite geringeren Temperaturschwankungen unterliegt als das Wasser auf der Warmwasserseite, kann der Abschaltwert 40 des Sicherheitstemperaturbegrenzers wesentlich niedriger gewählt werden. Bei Nachbrand wird der Abschaltwert deutlich früher erreicht und somit der Brenner bereits nach merklich kürzerer Zeit abgeschaltet, was dazu führt, dass eine Schädigung des Wärmeaustauschers sicher vermieden wird. 45 Durch die Merkmale des Anspruches 2 wird eine konstruktive Lösung beschrieben, bei der sich die Position des Sicherheitstemperaturbegrenzers oberhalb der Brennkammer stromauf eines Lamellen-Wärmeaustauschers befindet.The proposed measure ensures that even a slight warming leads to safety shutdown. Since the water on the cold water side is subject to lower temperature fluctuations than the water on the hot water side, the cut-off value 40 of the safety temperature limiter can be selected much lower. In the case of afterburning, the switch-off value is reached significantly earlier and thus the burner is switched off after a noticeably shorter time, which results in damage to the heat exchanger being reliably avoided. By the features of claim 2, a constructive solution is described in which the position of the safety temperature limiter above the combustion chamber is upstream of a fin heat exchanger.

Durch die Merkmale des Anspruches 3 wird eine konstruktive Lösung beschrieben, bei der sich so die Position des Sicherheitstemperaturbegrenzers stromauf einer wassergekühlten Brennkammer befindet.Due to the features of claim 3, a constructive solution is described in which the position of the safety temperature limiter is upstream of a water-cooled combustion chamber.

Durch die Merkmale des Anspruchs 4 wird erreicht, dass eine größere Fläche zur Übertragung der Wärme von der Wasserleitung auf den Sicherheitstemperaturbegrenzer zur Verfügung 55 steht, was den Wärmeübergang begünstigt und somit die Reaktionszeit des Sensors des 3Due to the features of claim 4 ensures that a larger area for transmitting the heat from the water pipe to the safety temperature limiter is available 55, which favors the heat transfer and thus the reaction time of the sensor of the 3rd

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Sicherheitstemperaturbegrenzers verkürzt.Safety temperature limiter shortened.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert, die schematisch eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung zeigen. 5The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings, which show schematically a heating device according to the invention. 5

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein hydraulisches Schaltbild eines Wasserheizers Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Lamellenwärmeaustauscher und io Fig. 3 eine Ansicht des Lamellenwärmeaustauschers mit einer Brennkammer1 is a hydraulic circuit diagram of a water heater Fig. 2 is a plan view of a fin heat exchanger and io Fig. 3 is a view of the fin heat exchanger with a combustion chamber

Bei der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung gemäß Fig. 1 ist ein Brenner 1 vorgesehen, dem stromab eines Abgaswegs ein Wärmeaustauscher 2 zur Übertragung der thermischen Energie der heißen Abgase des Brenners 1 auf einen Wasserstrom und ferner eine Strömungssiche-15 rung 3 nachgeordnet sind. In einem von einem Kaltwassereinlass 4 bis zu einem Zapfventil 12 reichenden Wasserweg ist ein Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 an der Kaltwasserseite 17 des Wärmeaustauschers 2 angebracht. Dieser Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 ist über eine Zweidrahtleitung 15 mit einer lonisationselektrode 10 und einem Gasventil 7 zwischen Gasanschluß 6 und Brenner 1 in Serie verbunden. Der Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 enthält 20 einen integrierten Schalter 20, der z. B. mittels Bimetall auf Wärme reagiert und ab einer bestimmten Temperatur einen Kontakt öffnet. Ein Wasserschalter 5 auf der Kaltwasserseite 17 ist über eine Stellstange 9 mit einem Gasventil 8, ebenfalls zwischen Gasanschluß 6 und Brenner 1, verbunden. Das Gasventil 7 ist mit einem Elektromagneten 18 versehen, an dem eine der beiden Leitungen der Zweidrahtleitung 15 angeschlossen ist. Der Elektromagnet 18 ist über 25 eine der beiden Leitungen der Zweidrahtleitung 15 mit dem Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 verbunden. Die andere Leitung der Zweidrahtleitung 15 führt von dem Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 zur lonisationselektrode 10. Die Leitung 16 führt von dem Elektromagneten 18 zum Brenner 1. 30 Wird Warmwasser durch das Öffnen eines Zapfventils 12 an einer Zapfstelle 19 angefordert, so stellt der Wasserschalter 5 einen Wasserdurchfluß fest. Der Brenner 1 wird gestartet und erhitzt das durch den Wärmeaustauscher 2 strömende Wasser, das über den Warmwasserausgang 11 zur Zapfstelle 19 fließt. In der Gaszufuhr des Brenners befindet sich stromab hinter der Gaszuführung 6 zusätzlich zum Gasventil 8, das vom Wasserschalter gesteuert wird, auch ein Gas-35 ventil 7, das im stationären Zustand durch den von der lonisationselektrode 10 aufgenommenen lonisationsstrom gegebenenfalls nach Verstärkung gesteuert wird. Erlischt die Flamme des Brenners 1, so liegt kein lonisationsstrom an der lonisationselektrode 10 an, und das Gasventil 7 schließt die Gaszufuhr des Brenners 1. 40 Wird das Zapfventil 12 während des Betriebs des Brenners geschlossen, so stellt normalerweise der Wasserschalter 5 fest, dass kein Wasser fließt und schließt das Gasventil 8, wodurch der Brenner 1 erlischt. Kommt es dabei zu einer Fehlfunktion, wodurch das Gasventil 8 geöffnet bleibt und somit der Brenner 1 weiter brennt, so erhitzt sich der Wärmeaustauscher 2, der die Wärme nun nicht an einen Wasserfluß abgeben kann. Über Wärmeleitung erhitzt sich auch die 45 Kaltwasserleitung 23 stromauf des Wärmeaustauschers 2. An dieser Kaltwasserleitung 23 ist der Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 angebracht, der sich ebenfalls erwärmt. Überschreitet die Temperatur des Sicherheitstemperaturbegrenzers 13 einen bestimmten Abschaltwert, so öffnet sich der in dem Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 integrierte Schalter 20. Hierdurch wird die Stromzuführung zu dem Gasventil 7 unterbrochen, wodurch die Gaszuführung vom so Gasanschluß 6 zum Brenner 1 unterbrochen wird.In the heating device according to the invention according to FIG. 1, a burner 1 is provided downstream of an exhaust path, a heat exchanger 2 for transmitting the thermal energy of the hot exhaust gases of the burner 1 to a water flow and further downstream of a flow-15 tion 3 are arranged. In a waterway extending from a cold water inlet 4 to a dispensing valve 12, a safety temperature limiter 13 is mounted on the cold water side 17 of the heat exchanger 2. This safety temperature limiter 13 is connected in series via a two-wire line 15 with an ionization electrode 10 and a gas valve 7 between the gas connection 6 and the burner 1. The Sicherheitsstemperaturbegrenzer 13 20 includes an integrated switch 20, the z. B. reacts by means of bimetal to heat and opens a contact at a certain temperature. A water switch 5 on the cold water side 17 is connected via an actuating rod 9 with a gas valve 8, also between the gas connection 6 and the burner 1. The gas valve 7 is provided with an electromagnet 18, to which one of the two lines of the two-wire line 15 is connected. The electromagnet 18 is connected via 25 one of the two lines of the two-wire line 15 with the safety temperature limiter 13. The other line of the two-wire line 15 leads from the Sicherheitsstemperaturbegrenzer 13 for ionization 10. The line 16 leads from the electromagnet 18 to the burner 1. 30 Hot water is requested by opening a nozzle 12 at a tapping point 19, the water switch 5 determines a water flow , The burner 1 is started and heats the water flowing through the heat exchanger 2, which flows via the hot water outlet 11 to the tap 19. In the gas supply of the burner is downstream of the gas supply 6 in addition to the gas valve 8, which is controlled by the water switch, and a gas valve 35, which is controlled in the steady state by the ionization electrode 10 recorded by the ionization optionally after amplification. If the flame of the burner 1 is extinguished, no ionization current is applied to the ionization electrode 10, and the gas valve 7 closes the gas supply to the burner 1. 40 If the nozzle 12 is closed during operation of the burner, the water switch 5 normally detects that no Water flows and closes the gas valve 8, causing the burner 1 goes out. If there is a malfunction, whereby the gas valve 8 remains open and thus the burner 1 continues to burn, so the heat exchanger 2 heats up, which can not now give off the heat to a water flow. Via heat conduction, the cold water line 23 also heats upstream of the heat exchanger 2. The safety temperature limiter 13, which likewise heats up, is attached to this cold water line 23. If the temperature of the safety temperature limiter 13 exceeds a certain switch-off value, the switch 20 integrated in the safety temperature limiter 13 opens. This cuts off the power supply to the gas valve 7, whereby the gas supply from the gas connection 6 to the burner 1 is interrupted.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung, bei welcher der Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 stromauf unmittelbar vor einem Lamellen-Wärmeaustauscher 21 auf der Kaltwasserseite 17 angebracht ist. In Fig. 3 befindet sich der Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 strom-55 auf einer wassergekühlten Brennkammer 22, die Teil des Wärmeaustauschers 2 ist, aber dem2 shows a heating device according to the invention, in which the safety temperature limiter 13 is mounted upstream of a lamellar heat exchanger 21 on the cold water side 17. In Fig. 3 is the Sicherheitsstemperaturbegrenzer 13 strom-55 on a water-cooled combustion chamber 22, which is part of the heat exchanger 2, but the

Claims

4 AT 413 758 B Slat heat exchanger 21 is hydraulically connected upstream. 1. heating device with a burner (1) and a safety temperature limiter (13), which is connected to a gas valve (7) in the gas supply to the burner (1), and with a heat exchanger (2) through which the water to be heated flows, which is heated by the burner (1), characterized in that the safety temperature limiters (13) to avoid the afterburn on the cold water side (17) of the heat meaustauschers (2).

2. Heating device according to claim 1, characterized in that the Sicherheitsstemperaturbegrenzer (13) on the cold water side (17) upstream of a lamella heat exchanger 15 shear (21) containing heat exchanger (2) is arranged.

3. Heating device according to at least one of claims 1 to 2, characterized in that the safety temperature limiter (13) upstream of a water-cooled combustion chamber (22) containing heat exchanger (2) is hydraulically connected upstream. 20

4. Heating device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the receiving point and the contact point of the Sicherheitsstemperaturbegrenzers (13) are flattened to increase the heat transfer surface. 25 For 2 sheets of drawings 30 35 40 45 50 55