Claims (4)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Einrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Wasserzentralheizungsanlagen mit einem vom Abgas durchströmten Wärmetauscher und einer vom Abgas beaufschlagten Steuerklappe, wobei zusätzlich im Abgasrohr ein Temperaturfühler angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,1. Device for improving the efficiency of water central heating systems with a heat exchanger through which the exhaust gas flows and a control valve acted upon by the exhaust gas, with a temperature sensor also being arranged in the exhaust pipe, characterized in that
dass die Steuerklappe (4 ; 11 ) den Öffnungsquerschnitt des Wärmetauschers (5 ;10) regelt und ihre Stellung durch den in Strömungsrichtung hinter der Steuerklappe (4 ; 11 ) angeordneten Temperaturfühler (1) regelbar ist.that the control flap (4; 11) regulates the opening cross section of the heat exchanger (5; 10) and its position can be regulated by the temperature sensor (1) arranged behind the control flap (4; 11) in the direction of flow.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der geregelte Teil des Wärmetauschers (10) in der Abgasleitung (9) untergebracht ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the controlled part of the heat exchanger (10) is housed in the exhaust pipe (9).
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturfühler ein mit Flüssigkeit gefülltes Messrohr (1) ist, dessen eines Ende mit einem Hydraulikzylinder (2) als Stellglied für die Steuerklappe (4 ; 11 ) versehen ist.3. Device according to claim 1, characterized in that the temperature sensor is a measuring tube (1) filled with liquid, one end of which is provided with a hydraulic cylinder (2) as an actuator for the control flap (4; 11).
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturfühler (1) auf einen Stellmotor für die Steuerklappe (4 ; 11 ) einwirkt.4. Device according to claim 1, characterized in that the temperature sensor (1) acts on a servomotor for the control flap (4; 11).
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Wasserzentralheizungsanlagen mit einem vom Abgas durchströmten Wärmetauscher und einer vom Abgas beaufschlagten Steuerklappe, wobei zusätzlich im Abgasrohr ein Temperaturfühler angeordnet ist.The invention relates to a device for improving the efficiency of water central heating systems with a heat exchanger through which the exhaust gas flows and a control valve acted upon by the exhaust gas, with a temperature sensor also being arranged in the exhaust pipe.
Eine derartige Einrichtung ist durch die DE-OS 23 08 740 bekannt. Dort hat die Steuerklappe die Aufgabe, beim Abschalten des Brenners den Kamin abzusperren, damit der Schornsteinzug den Kessel während der Betriebspausen nicht abkühlt. Zugleich wird dadurch die Aufheizspanne bei der nachfolgenden Inbetriebnahme des Brenners verkürzt. Das ausserdem in dieser Vorveröffentlichung beschriebene temperaturabhängige Stellglied hat die Aufgabe, bei einem Stau oder einer Rückströ-mung der Abgase die Brennstoffzufuhr abzustellen. Es sitzt in einer Ausbuchtung in Form einer rückwärtigen Verlängerung des Abgaskanales.Such a device is known from DE-OS 23 08 740. There, the control flap has the task of shutting off the chimney when the burner is switched off, so that the chimney draft does not cool the boiler down during idle periods. At the same time, this shortens the heating-up time when the burner is subsequently started up. The temperature-dependent actuator also described in this prior publication has the task of shutting off the fuel supply in the event of a blockage or a backflow of the exhaust gases. It sits in a bulge in the form of a rearward extension of the exhaust duct.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die bekannte Einrichtung dahingehend weiterzuentwickeln, dass dem Abgas unter allen im normalen Betrieb auftretenden Bedingungen die Wärme bis zum zulässigen Wert entzogen wird.The object of the present invention consists in further developing the known device in such a way that the heat is withdrawn from the exhaust gas up to the permissible value under all conditions occurring during normal operation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Steuerklappe den Öffnungsquerschnitt des Wärmetauschers regelt und ihre Stellung durch den in Strömungsrichtung hinter der Steuerklappe angeordneten Temperaturfühler regelbar ist.According to the invention, this object is achieved in that the control flap regulates the opening cross section of the heat exchanger and its position can be regulated by the temperature sensor arranged behind the control flap in the direction of flow.
Ausgangspunkt der Erfindung ist die Vorschrift, dass die Abgastemperatur einen bestimmten Mindestwert, meist 180° C, nicht unterschreiten darf, damit sich aus dem Abgas keine schädlichen Kondensate im Kamin absetzen. Um die vorgeschriebene Mindesttemperatur mit Sicherheit einzuhalten, arbeitet man in der Praxis mit wesentlich höheren Abgastemperaturen, die nicht selten bei 300° C liegen. Durch die erfin-The starting point of the invention is the requirement that the flue gas temperature must not fall below a certain minimum value, usually 180° C., so that no harmful condensates from the flue gas are deposited in the chimney. In practice, in order to ensure that the prescribed minimum temperature is maintained, much higher exhaust gas temperatures are used, which are often around 300°C. through the
dungsgemässe Lösung bietet sich nun der Vorteil, dass dem Abgas stets die maximal mögliche Wärmemenge bis zum Erreichen der vorgeschriebenen Mindesttemperatur entzogen wird. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Verringerung der Heizko-5 sten.The solution according to the invention now offers the advantage that the maximum possible amount of heat is always withdrawn from the exhaust gas until the prescribed minimum temperature is reached. This results in a significant reduction in heating costs.
In denjenigen Fällen, wo der verhandene Wärmetauscher über keine Kapazitätsreserve zur Regelung mehr verfügt, ist es zweckmässig, den geregelten Teil des Wärmetauschers in der Abgasleitung unterzubringen.In those cases where the existing heat exchanger no longer has any reserve capacity for control, it is advisable to accommodate the controlled part of the heat exchanger in the exhaust pipe.
111 Der Temperaturfühler kann ein mit Flüssigkeit gefülltes Messrohr sein, dessen eines Ende mit einem Hydraulikzylinder als Stellglied für die Steuerklappe versehen ist. Er kann jedoch auch auf einen Stellmotor einwirken und damit die Steuerklappe betätigt.111 The temperature sensor can be a liquid-filled measuring tube, one end of which is provided with a hydraulic cylinder as an actuator for the control flap. However, it can also act on a servomotor and thus actuate the control flap.
15 Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben; dabei zeigt:15 Two exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing; shows:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Kesselanlage mit integriertem Wärmetauscher undFig. 1 shows a schematic section through a boiler system with an integrated heat exchanger and
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch eine Kesselanlage 20 mit zusätzlicher Wärmetauscher im Abgasrohr.Fig. 2 shows a schematic section through a boiler system 20 with an additional heat exchanger in the exhaust pipe.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird zur Temperaturmessung des Abgases und als Stellglied ein kleiner Hydraulikzylinder 2 verwendet, der mit einem mit einer wärmebeständigen Flüssigkeit gefüllten Messrohr 1 verbunden ist. Über einen Hebel 3, der mit einer Steuerklappe 4 verbunden ist, wird der Öffnungsquerschnitt des oberen Wärmetauscherrohres 5 geregelt. Liegen mehrere Wärmetauscherrohre nebeneinander, wie es vielfach üblich ist, kann eine entsprechende Rohrgruppe ebenfalls auf diese Weise geregelt werden.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a small hydraulic cylinder 2, which is connected to a measuring tube 1 filled with a heat-resistant liquid, is used to measure the temperature of the exhaust gas and as an actuator. The opening cross section of the upper heat exchanger tube 5 is regulated by a lever 3 which is connected to a control flap 4 . If there are several heat exchanger tubes next to one another, as is often the case, a corresponding group of tubes can also be regulated in this way.
Der eigentliche Brenner ist mit 6, das Abgasrohr mit 7 und der Kamin mit 8 bezeichnet.The actual burner is denoted by 6, the exhaust pipe by 7 and the chimney by 8.
Steigt die Abgastemperatur über den vorgegebenen Sollwert an, so dehnt sich die Flüssigkeit in dem Messrohr 1 aus und wirkt im Sinne einer Öffnungsbewegung auf den Hebel 3 und die Steuerklappe 4 ein, so dass das obere Wärmetauscherrohr 5 in erhöhtem Masse am Wärmeentzug teilnimmt. Die wärmeaufnehmenden, mit Wasser gefüllten Räume des Wärmetauschers sind schraffiert dargestellt.If the exhaust gas temperature rises above the specified setpoint, the liquid in the measuring tube 1 expands and acts on the lever 3 and the control flap 4 in the sense of an opening movement, so that the upper heat exchanger tube 5 participates to an increased extent in the heat extraction. The heat-absorbing, water-filled spaces of the heat exchanger are shown hatched.
Zur Grundeinstellung der gewünschten Abgastemperatur ist der hydraulikzylinder 2 längenverstellbar ausgeführt.For the basic setting of the desired exhaust gas temperature, the length of the hydraulic cylinder 2 is adjustable.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 ist für den Fall gedacht, wo die Kapazität des Wärmetauschers keine Kapazitätsreserve zur Regelung bietet. Deshalb wird ein Abgasrohr 9 45 mit einem zusätzlichen Wärmetauscher 10 verwendet, der zur Abgasleitung parallelgeschaltet ist. Mit einer Steuerklappe 11, die beispielsweise in der zuvor beschriebenen Art von einem Hydraulikzylinder 2 betätigt wird, wird in Abhängigkeit von der Temperatur am Messrohr 1 ein Teil des Abgases durch den 50 Wärmetauscher 10 und der Rest durch die Abgasleitung 9 geführt, so dass nach dem Zusammenführen beider Abgasströme hinter der Klappe 11 die passende Mischungstemperatur entsteht.The embodiment according to FIG. 2 is intended for the case where the capacity of the heat exchanger does not offer any capacity reserve for regulation. Therefore, an exhaust pipe 9 45 is used with an additional heat exchanger 10, which is connected in parallel to the exhaust pipe. With a control flap 11, which is actuated, for example, in the manner described above by a hydraulic cylinder 2, part of the exhaust gas is guided through the heat exchanger 10 and the rest through the exhaust pipe 9, depending on the temperature at the measuring tube 1, so that after the Merging the two exhaust streams behind the flap 11 creates the appropriate mixture temperature.
Zur korrekten Temperaturaufnahme ist das Messrohr 1 in 55 Strömungsrichtung hinter der Klappe 11 angebracht.In order to record the correct temperature, the measuring tube 1 is attached behind the flap 11 in the flow direction.
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1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings