DE10107190C1 - Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung - Google Patents

Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung

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DE10107190C1
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Abstract

Eine Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung weist eine Sensoreinrichtung zur Erfassung eines Wasserstroms auf, die an eine elektrische Steuereinrichtung angeschlossen ist. Die Steuereinrichtung dient der Steuerung oder Regelung des Gaszuflusses zu einem Gasbrenner mittels entsprechender Ventile. Durch die Erfassung der Größe des Wasserstroms mittels der Sensoreinrichtung gelingt die Regulierung des Gaszuflusses zu dem Brenner auf eine solche Weise, dass ein zu hoher Gasverbrauch, insbesondere bei niedrigen Wasserentnahmen, vermieden wird. Wenn die Sensoreinrichtung allerdings nur ein Schaltsignal abgibt, das aussagt, ob Wasser fließt oder nicht, wird an dem Ausgang des Wärmetauschers ein Temperatursensor angeordnet, der zur Regelung der Gasmenge dient. Bedarfsweise können auch sowohl ein Sensor, der die Größe des erfassten Wasserstroms kennzeichnet, als auch ein Temperatursensor vorgesehen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gas-Wärmeerzeugungsein­ richtung, insbesondere zur Brauchwassererwärmung.
Zur Warmwasserzeugung sind sogenannte Gas-Durchlauf­ erhitzer in Gebrauch, die bedarfsweise Warmwasser im Durch­ lauf erzeugen. Ein Gasbrenner mit entsprechender Leistung dient dabei zur Erwärmung des in einem Wärmetauscher flie­ ßenden Wassers.
Die Zündung, der Betrieb und die Abschaltung des Gas­ brenners ist sicherheitsrelevant, denn es muss in jedem Fall ein Ausströmen von nichtgezundetem Gas verhindert wer­ den. Außerdem darf der Brenner nicht betrieben werden, wenn kein Wasserdurchfluss vorhanden ist, um den entsprechenden Wärmetauscher nicht zu überhitzen.
Wird Wasser entnommen, soll, die in dem Gas enthaltene Wärmeenergie möglichst effizient genutzt werden.
Aus der DE 100 30 132 A1 ist eine Gas-Wärmeerzeugungs­ einrichtung bekannt, die einen wasserführenden Wärmetau­ scher aufweist, der an eine Wasserzuführungsleitung ange­ schlossen ist. Die Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung weist einen an eine Gaszuführungsleitung angeschlossenen Gasbren­ ner auf und dient zur Beheizung des Wärmetauschers. Zur Steuerung des Brenners ist in der Gaszuführungsleitung eine Ventilanordnung angeordnet und mit einer elektrischen Be­ tätigungseinrichtung versehen. Zu dieser gehört eine elek­ trische Zündeinrichtung, die an eine Zündelektrode ange­ schlossen ist. Die Zündelektrode legt eine Funkenstrecke zur Zündung des Gasbrenners fest. Zur Erfassung der Wasser­ temperatur ist in einem von dem Wärmetauscher zu der Zapf­ stelle führenden Leitungsabschnitt ein Temperatursensor vorgesehen, der an die Steuereinrichtung angeschlossen ist. Diese reguliert den Gasstrom zu dem Brenner so, dass die gewünschte Auslauftemperatur an der Zapfstelle erreicht wird.
Die Steuerung des Brennerventils erfolgt über einen Elektromagneten, der naturgemäß einen merklichen Stromver­ brauch hat.
Aus der DE 196 50 445 C1 ist ein Gasstellgerät für einen Gasgebläsebrenner bekannt. Das Gasstellgerät weist zwei auf einer gemeinsamen Ventilspindel sitzende Ventilverschlussglieder auf, denen Ventilsitze zugeordnet sind. Die Regulierung eines Gasflusses erfolgt durch entsprechen­ de Positionierung der Ventilspindel. Diese wird von einem Hubmagneten betätigt. Mit der Ventilspindel ist ein Huban­ ker verbunden, der in eine Magnetspule ragt. Durch Ansteue­ rung der Magnetspule mit unterschiedlichen Strömen können zwei unterschiedliche Öffnungsstellungen der Ventilspindel eingestellt werden. Dies ergibt unterschiedliche Gasströme.
Ein batteriegestützter Betrieb eines solchen Stell­ geräts erfordert sehr große Batterien.
Aus dem Gebrauchsmuster DE 20 00 2223 U1 ist ein elek­ trisch steuerbares Magnetventil bekannt, das einen ersten Magnetkreis zur Betätigung der Ventilspindel und einen zweiten Magnetkreis zum Halten der Ventilspindel in einer Offenstellung aufweist. Entsprechend unterschiedlich sind die beiden Magnetspulen dimensioniert und angesteuert.
Ein solches Magnetventil ist entweder offen oder zu. Es lässt jedoch nicht die Einstellung von Zwischenpositio­ nen zu.
Aus der US-PS 2290048 ist ein netzgestütztes Magnet­ ventil bekannt, das zur Versorgung eines Brenners dient. Das Brennerventil weist einen ersten Magnetkreis auf, der von einem Thermostromgenerator versorgt ist. Dieser Magnet­ kreis dient dem Offenhalten des Brennerventils wenn es be­ reits geöffnet ist und der Thermostromgenerator von einer Zündflamme erwärmt wird. Ein zweiter Magnetkreis oder al­ ternativ ein manuell zu betätigender Drucktaster dienen zum Öffnen des Ventils.
Zur Stromversorgung dient ein Transformator. Zwischen­ stellungen stellt dieses Brennerventil nicht ein.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung zu schaffen, die den Betrieb mit erhöhtem Wirkungsgrad und geringem Stromverbrauch er­ möglicht.
Diese Aufgabe wird mit einer Gas-Wärmeerzeugungsein­ richtung nach Anspruch 1 gelöst.
Die Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung ist vollständig elektrisch gesteuert. Dies gilt insbesondere für die Gaszu­ führung zu dem Brenner. Eine in der Wasser-Zuführungslei­ tung vorgesehene Sensoreinrichtung erfasst dabei den Wärme­ bedarf. Dies kann sowohl durch Erfassung der Größe des den Wärmetauscher durchfließenden Wasserstroms, als auch alter­ nativ zur Erfassung der Wärmetauscherausgangstemperatur erfolgen. Die Erfassung der Größe des Wasserstroms gestat­ tet die gesteuerte Einstellung eines passenden Gasstroms und somit eine Warmwasserzeugung ohne Regelschwingungen. Dies ermöglicht die bedarfsgerechte Einstellung der zu dem Gasbrenner geleiteten Gasmenge entsprechend der durch den Wärmetauscher strömenden Wassermenge. Ein zu großer Gasver­ brauch, etwa durch zu große freigegebene Gasmengen und so­ mit zu große Flammen und unnötig hohe Wärmetauscher­ ausgangstemperaturen, können somit vermieden werden. Dies steigert insgesamt den Wirkungsgrad.
Die elektrische Steuerungseinrichtung ist vorzugsweise vollständig batteriegestützt und über wenigstens ein Thermoelement mit Strom versorgt. Damit können Netz­ anschlüsse und die damit einhergehenden Installationskosten entfallen. Die Ventileinrichtung, zu der das Hauptventil, das Brennerventil und ggfs. ein Zündventil gehören, sind besonders stromsparend ausgelegt. Sie benötigen lediglich zum Öffnen Batteriestrom, während sie, wenn sie einmal of­ fen sind, durch Thermostrom des Thermostromgenerators of­ fengehalten werden. Ein weiteres zu der Ventileinrichtung gehörendes Drosselventil, das der Einstellung der zu dem Brenner geleiteten Gasmenge, d. h. der Flammengröße dient, ist vorzugsweise ein Motorventil, das über einen Stellmotor betätigt wird. Dieser benötigt nur dann Betriebsstrom, wenn das Drosselventil verstellt werden soll. Bei einer vorteil­ haften Steuerstrategie wird dieser Stellmotor nach Be­ triebsbeginn über eine Wartezeit hinweg gesperrt, d. h. nicht betätigt, um unnötige Stellvorgänge zu vermeiden. Dies hat vor allem dann Bedeutung, wenn der Betrieb Temperatur-geregelt erfolgt. Bei Wasserstrom entsprechender Steuerung kann auf das Sperren des Stellmotors verzichtet werden.
Die Magnetventileinrichtung, die vorteilhafterweise als Hauptventil und/oder als Brennerventil Anwendung fin­ det, weist vorzugsweise eine Magnet-Betätigungseinrichtung auf, die nur die Aufgabe hat, das Stellglied aus der Schließstellung in die Offenstellung zu überführen. Eine Magnet-Halteeinrichtung dient dann dazu, das Stellglied in Offenstellung zu halten. Die Magnet-Halteeinrichtung wird bspw. durch Thermostrom gespeist, was die Batterie entlas­ tet. Zur Überbrückung des zeitlichen Zwischenraums zwischen Öffnen des Ventils und Aufbau eines ausreichend großen Thermostroms kann eine Fangeinrichtung vorgesehen sein, die das Stellglied mittels eines geringen Batteriestroms nach dem Öffnen in Offenstellung hält. Dieser Haltestrom kann nach Ablauf einer festen Zeitspanne oder nach Feststellen einer ausreichenden Thermostromentwicklung ausgeschaltet werden. Eine weitere Funktion dieser Fangeinrichtung liegt darin, eine ausreichende Haltekraft aufzubringen, um das Stellglied, wenn es in seiner Schließstellung ankommt, dort abzubremsen und zu halten. Die thermostrombetriebene Magnet-Halteeinrichtung übernimmt somit ein bereits ruhen­ des Stellglied, so dass es mit geringsten Haltekräften und somit mit geringen Thermoströmen auskommt.
Das Gas-Zündventil kann von einem gesonderten Aktuator betätigt sein, bspw. einem eigenen Elektromagneten. Es wird jedoch als vorteilhaft angesehen, das Gas-Zündventil z. B. mit Axialspiel an das Stellglied des Brennerventils zu kop­ peln, was einerseits den Bauaufwand senkt und andererseits vor dem Öffnen des Brennerventils zwangsläufig die Freigabe einer Zündgasmenge und somit ein weiches (softes) Zünden des Gasbrenners bewirken kann.
Das Gas-Zündventil kann eine Leitung steuern, die zu einem eigenen Zündbrenner führt. Es ist jedoch auch mög­ lich, mit dem Gas-Zündventil eine zu dem Hauptbrenner füh­ rende Leitung zu steuern, so dass dieser zunächst mit einer Zündgasmenge, d. h. kleiner Flamme, gezündet wird. Der Zünd­ gasstrom, wird vorzugsweise so festgelegt, dass er etwas kleiner ist als er für die minimale Betriebsleistung des Gasbrenners erforderliche Gasstrom. Dadurch wird vermieden, dass die Steuereinrichtung durch die Drosseleinrichtung den Zündgasstrom unter einen zum Zünden erforderlichen Mindest­ strom reduziert.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist an dem Ausgang des Wärmetauschers ein Temperatursensor angeordnet, der über eine Regeleinrichtung das Drosselventil so steu­ ert, dass an dem Ausgang des Wärmetauschers eine mit einer Solltemperatur übereinstimmende Vorlauftemperatur erreicht wird. Diese Regeleinrichtung kann sofort nach Start des Hauptbrenners oder aber verzögert wirksam werden. Letzteres vermeidet unnötige Regelschwingungen und somit Stellhübe des Drosselventils zu Betriebsbeginn, bei dem insbesondere nach längerem Stillstand zunächst ein Aufwärmen des Wärme­ tauschers stattfindet. Mit dem Temperatursensor ist jedoch unabhängig davon die Einstellung einer besonders niedrigen Wärmetauschertemperatur möglich. Wird z. B. beim Duschen Wasser von 40°C benötigt, kann die Solltemperatur entspre­ chend vorgegeben und die Temperatur am Brausekopf ohne Zu­ mischen von Kaltwasser erreicht werden. Die Wärmetauscher­ ausgangstemperatur kann dadurch sehr niedrig gehalten wer­ den, wodurch die Verbrennungswärme der Gasflamme weites­ möglich ausgenutzt, d. h. die Abgastemperatur des Durchlauf­ erhitzers gesenkt werden kann. Dies kommt dem Wirkungsgrad zugute und senkt im Ergebnis den Gasverbrauch der Gas-Wär­ meerzeugungseinrichtung.
Vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung oder Unteransprüchen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 eine Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung in schema­ tischer Darstellung,
Fig. 2 eine Magnetventileinrichtung für die Gas-Wär­ meerzeugungseinrichtung nach Fig. 1, in schematischer Dar­ stellung,
Fig. 3 ein Steuerdiagramm für die Magnetventileinrich­ tung nach Fig. 2,
Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform der Magnet­ ventileinrichtung,
Fig. 5 und Fig. 6 Ausführungsbeispiele der Steuereinrichtung so­ weit sie die Magnetventileinrichtung steuert, als Block­ schaltbild,
Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform einer Magnet­ ventileinrichtung zur Steuerung von zwei Brennern und einer Zündgasmenge, in längsgeschnittener Darstellung,
Fig. 8 eine Ventilanordnung, die ein Hauptventil und ein Brennerventil umfasst, in längsgeschnittener Darstel­ lung, und
Fig. 9 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des von der Steuereinrichtung durchgeführten Steuervorgangs.
In Fig. 1 ist eine Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung 1 in Form eines Durchlauferhitzers zur Warmwasserzeugung ver­ anschaulicht. Die Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung 1 dient der Erzeugung von erwärmtem Brauchwasser, das eine Wasser- Zuführungsleitung 2 zu einer Zapfstelle 3 leitet. An der Zapfstelle 3 ist ein Ventil 4 mit einem Eingang 5 und einem Ausgang 6 angeordnet. Vorzugsweise weist dieses Ventil 4 keinen Kaltwasseranschluss auf, sondern reguliert lediglich die Menge des aus der Wasser-Zuführungsleitung 2 ausgelas­ senen Warmwassers.
In der Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung 1 ist ein Wärme­ tauscher 7 angeordnet. Er weist einen Wasser-Durchgangs­ kanal zur Erwärmung von Wasser auf. Dazu ist er in dem Ab­ gasstrom eines Brenners 8 angeordnet. Vorzugsweise vor dem Wärmetauscher 7, bedarfsweise jedoch auch hinter diesem, ist in der Wasser-Zuführungsleitung 2 ein Durchflussmesser 9 angeordnet, der als Sensoreinrichtung zur Erfassung des Wasserstroms in der Wasser-Zuführungsleitung 2 dient. Der Durchflussmesser 9 gibt an einer Leitung 11 ein Signal ab, das die Größe des Wasserstroms in der Wasser-Zuführungs­ leitung 2 kennzeichnet. Bei einfachsten Ausführungsformen kann hier auch ein sogenannter Wasserschalter Anwendung finden, der nur ein Schaltsignal abgibt, wenn der Wasser­ fluss einen Grenzwert übersteigt.
Der Brenner 8 ist ein Gasbrenner, der an eine Gas-Zu­ führungsleitung 12 angeschlossen ist. In der Gaszuführungs­ leitung, die an ein Gasnetz oder einen Gasspeicher ange­ schlossen ist, ist eine Ventilanordnung 14 vorgesehen, zu der ein Hauptventil 15 sowie ein Brennerventil 16 mit Gas- Zündventil 17 und ein Drosselventil 18 gehören. Das Haupt­ ventil 15 und das Brennerventil 16 mit Zündventil 17 bildet ein Ventilblock, der in Fig. 8 im Einzelnen veranschau­ licht und an späterer Stelle erläutert ist. Zum Antrieb dienen Magnetantriebe 19a, 19b, deren Aufbau an späterer Stelle in Verbindung mit den nachfolgenden Figuren be­ schrieben ist. Die Magnetantriebe 19a, 19b dienen dazu, die angeschlossenen Ventile zu öffnen und zu schließen. Dagegen ist das Drosselventil 18 ein Ventil zur Einstellung des Gasstroms. Sein Ventilverschlussglied kann durch einen Mo­ torstellantrieb 21, zu dem Stellmotor 22 gehört, in ver­ schiedene Drosselstellungen überführt werden. Das Drossel­ ventil 18 ist jedoch nicht dafür vorgesehen, vollständig geschlossen zu werden.
Sowohl der Stellmotor 22 als auch die Magnetantriebe 19a, 19b sind mit einer Steuereinrichtung 31 verbunden, die den Betrieb der Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung 1 steuert. Dazu ist an die Steuereinrichtung 31 über die Leitung 11 der Durchflusssensor 9 sowie ein Temperatursensor 32 an­ geschlossen, der in der Wasser-Zuführungsleitung 2 hinter dem Wärmetauscher 7 angeordnet ist. Die Steuereinrichtung 31 weist außerdem einen Thermostromeingang 33 auf, an den ein Thermostromgenerator 34, z. B. ein entsprechendes Ther­ moelement angeschlossen ist.
Zur Abgabe von Zündimpulsen ist die Steuereinrichtung 31 mit einem Zündausgang 35 versehen, an dem Hochspannungs­ impulse abgegeben werden, die über eine Leitung zu einer Zündelektrode 37 geleitet werden. Diese legt mit einer ent­ sprechenden Gegenelektrode, bspw. dem Brenner 8, eine Fun­ kenstrecke fest.
Außerdem weist die Steuereinrichtung 31 einen Soll­ temperatureingang 38 auf, an den eine Temperaturvorgabeein­ richtung 39 angeschlossen ist. Diese ist mit dem Solltemperatureingang 38 über eine Leitung 41 oder auch eine draht­ lose Signalübertragungsstrecke, bspw. eine Funkstrecke oder eine Infrarotsteuerstrecke verbunden. Die Temperaturvorga­ beeinrichtung 39 weist ein Bedienelement 42 auf, das bspw. durch einen Drehknopf oder durch ein oder mehrere Tasten gebildet sein kann und gibt über die Leitung 41 oder eine andere Signalübertragungsstrecke ein Signal ab, das den über das Bedienelement eingegebenen Wert kennzeichnet. Die­ ser kann entweder ständig vorhanden sein oder von der Steu­ ereinrichtung 31 in einer entsprechenden Speichereinrich­ tung zwischengespeichert werden. Letzteres wird bei draht­ losen Bedienteilen (Temperaturvorgabeeinrichtung 39) bevor­ zugt, die nur dann ein Temperaturvorgabesignal an die Steu­ ereinrichtung 31 senden, wenn die Bedienelemente 42 betä­ tigt werden.
Die Steuereinrichtung 31 enthält einen Betriebssteuer­ block 44, der über die Leitung 11 mit dem Durchflussmesser 9 verbunden ist. Der Betriebssteuerblock 44 überwacht per­ manent den Wasserfluss in der Wasser-Zuführungsleitung 2, um dementsprechend die Ventilanordnung 14 und das Drossel­ ventil 18 sowie die Erzeugung von Zündimpulsen an der Zünd­ elektrode 37 zu steuern. Dazu ist der Betriebssteuerblock 44 mit einem Zündspannungsgenerator 45 verbunden, der an seinem Ausgang eine festgelegte Anzahl von Zündimpulsen oder für eine festgelegte Zeitspanne Zündimpulse abgibt, wenn er von dem Betriebssteuerblock 44 ein Startsignal er­ hält. Dieses gibt der Betriebssteuerblock 44 ab, wenn er ausgehend von einem nichtvorhandenen oder vernachlässigbar geringen Wasserdurchfluss in der Wasser-Zuführungsleitung 2 die Überschreitung eines Mindestwerts feststellt. Gleich­ zeitig gibt der Betriebssteuerblock 44 Öffnungssignale an die Magnetantriebe 19a, 19b, um das Hauptventil 15 und das Brennerventil 16 sowie das Gaszündventil 17 zu öffnen. Dazu ist ein entsprechender Ausgang des Betriebssteuerblocks 44 mit den Magnetantrieben 19a, 19b verbunden.
Ein weiterer Ausgang des Betriebssteuerblocks 44 ist mit einem Abschaltrelais 46 verbunden. Dieses weist einen Ruhekontakt 47 auf, der nur geöffnet wird, wenn das Ab­ schaltrelais 46 angesteuert wird. Ansonsten verbindet der Ruhekontakt 47 den Thermostromgenerator 34 mit den Magnet­ antrieben 19a, 19b, um diese bei Vorhandensein eines Steu­ erstroms offenzuhalten.
Zu der Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung 1 gehört außer­ dem ein Temperaturregler 48, der mit dem Sollwerteingang 38 verbunden ist. Der Temperaturregler 48 weist außerdem einen Istwerteingang 49 auf. An seinem Ausgang 51 gibt der Tempe­ raturregler 48 ein Stellsignal an den Stellmotor 22 ab, das der Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert ent­ spricht und eine Verstellung der Gasmenge bewirkt, die die­ ser Abweichung entgegenwirken soll. Der Temperaturregler 48 ist somit ein P-Regler (Proportionalregler). Bedarfsweise kann er jedoch auch eine PI- oder eine PID-Charakteristik erhalten.
Zusätzlich kann der Temperaturregler 48 mit einem Ak­ tivierungseingang 52 versehen sein, der ein Aktivierungs­ signal von dem Betriebssteuerblock 44 erhält. Das Aktivie­ rungssignal wird bei einer ersten Ausführungsform gesendet, sobald der Betriebssteuerblock 44 einen Wasserfluss in der Wasser-Zuführungsleitung feststellt. Bei einer anderen Aus­ führungsform wird das Aktivierungssignal verzögert gesen­ det, d. h. der Temperaturregler 48 bleibt bei Betriebsbeginn zunächst passiv und gibt an seinem Ausgang 51 erst nach Ablauf einer bestimmten Wartezeit ein Ausgangssignal ab.
Alternativ kann anstelle der verzögerten Einschaltung des Temperaturreglers 48 auch eine Aktivierung des Tempera­ turreglers 48 erstmalig dann erfolgen, wenn die Ist-Tempe­ ratur an dem Eingang 49 die Soll-Temperatur 38 erreicht. Dazu ist dann ein nicht weiter veranschaulichter Tempera­ turüberwachungsblock vorgesehen, der sowohl mit dem Soll- Temperatureingang 38 als auch mit dem Istwert-Eingang 49 verbunden ist und dessen Ausgang mit dem Aktivierungsein­ gang 52 des Temperaturreglers 48 verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform wird der Stellmotor 22 zu Betriebsbeginn oder schon nach dem letzten vorausgegangenen Betriebs­ schluss so eingestellt, dass das Drosselventil 18 auf vol­ len Durchlass geschaltet ist. Der Temperaturüberwachungs­ block aktiviert den Temperaturregler 48 dann sobald die Temperatur an dem Wärmetauscherausgang den Sollwert er­ reicht, wodurch die Solltemperatur in Minimalzeit erreicht wird.
Die in Fig. 1 veranschaulichte Steuereinrichtung 31 wird von einem Primärelement 53 mit Spannung versorgt. Das Primärelement 53 liefert damit die Energie zur Betätigung der Ventilanordnung 14 des Stellmotors 22 und des Zündspan­ nungsgenerators 45.
Die insoweit beschriebe Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung 1 arbeitet wie folgt:
Der Betrieb der Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung 1 wird ausschließlich durch die Betätigung des Ventils 4 gesteu­ ert. Ist dieses geschlossen, ist in der Wasser-Zuführungs­ leitung 2 keine Wasserströmung vorhanden. Der Durchfluss­ messer 9 gibt somit an der Leitung 11 kein Durchflusssignal ab. Der Betriebsteuerblock 44 schaltet somit die gesamte Steuereinrichtung 31 in einen Ruhezustand.
Wird das Ventil 4 an der Zapfstelle 3 geöffnet, stellt der Durchflussmesser 9 einen Durchfluss fest und liefert an der Leitung 11 ein Schaltsignal oder ein den Durchfluss kennzeichnendes Signal. Der Betriebssteuerblock 44 schaltet daraufhin den Zündspannungsgenerator 45 ein. Entsprechend werden nun an der Zündelektrode 37 Funkenüberschläge er­ zeugt. Zugleich erregt der Betriebssteuerblock 44 die Mag­ netantriebe 19a, 19b und öffnet somit das Hauptventil 15 und das Brennerventil 16. Letzteres zumindest soweit, dass das Gas-Zündventil 17 geöffnet wird und der Brenner 8 eine Zündgasmenge erhält. Durch die Funkenüberschläge wird diese gezündet und der Brenner 8 arbeitet zunächst mit geringer Leistung. Der Betriebssteuerblock 44 sendet nun einen wei­ teren Öffnungsimpuls, zumindest an den Magnetantrieb 19b, um das Brennerventil 16 vollständig zu öffnen und den Gas­ weg der Gaszuführungsleitung 12 freizugeben. Der Brenner 8 arbeitet nun mit einer Leistung entsprechend der Einstel­ lung durch das Drosselventil 18. Die Gasflamme an dem Bren­ ner 8 erwärmt das den Wärmetauscher 7 durchfließende Was­ ser. Der Temperatursensor 32 stellt dabei kontinuierlich die Wassertemperatur fest.
Der Betriebssteuerblock 44 schaltet nach Ablauf einer Zündzeit den Zündspannungsgenerator 45 ab und hält das Hauptventil 15 und das Brennerventil 16 offen. Spätestens mit Zündung der Gasflamme beginnt der Thermospannungsgene­ rator 34 sich zu erwärmen und nach einer gewissen Zeit an den Thermostromeingang 33 Strom abzugeben. Dieser wird über den Ruhekontakt 47 an die Magnetantriebe 19a, 19b weiterge­ leitet, die dadurch in Selbsthaltung gehen. Der Betriebs­ steuerblock 44 schaltet dann einen bislang noch aufrecht erhaltenen Haltestrom ab, wobei die Ventile 15, 16 infolge des Thermostroms offen bleiben.
Sofort oder nach Ablauf einer gewissen Wartezeit steu­ ert der Betriebsteuerblock 44 den Temperaturregler 48 50 an, dass dieser aktiviert wird und nunmehr einen gewünsch­ ten Temperatursollwert, den er von der Temperaturvorgabe­ einrichtung 39 erhalten hat oder erhält, mit der gemessenen Ist-Temperatur vergleicht. Treten Abweichungen auf, wird der Stellmotor 22 angesteuert, um den Abweichungen entge­ genzuwirken.
Eine Besonderheit einer abgewandelten Ausführungsform der Steuereinrichtung 31 besteht darin, dass zur Vermeidung von Regelschwingungen eine temperaturunabhängige Vorein­ stellung des Drosselventils 18 gemäß dem Wasserstrom in der Wasser-Zuführungsleitung 2 vorgenommen werden kann. Dazu liefert der Betriebssteuerblock 44 über den Aktivierungs­ eingang 52 nicht nur ein Aktivierungssignal an den Tempera­ turregler 48, sondern außerdem ein den Wasserfluss in der Wasser-Zuführungsleitung 2 kennzeichnendes Signal. Der Tem­ peraturregel 48 enthält nun ein Zuordnungsmittel, bspw. eine Zuordnungstabelle oder eine Zuordnungsformel, die durch eine Rechenprozedur in einem Mikrorechner realisiert wird. Das Zuordnungsmittel ordnet nun jedem Wasserfluss einen entsprechenden Gasfluss und somit eine entsprechende Einstellung des Drosselventils 18 zu, die von dem Stell­ motor 22 eingestellt wird. Wenn diese Position des Stell­ motors 22 erreicht ist, hält der Temperaturregler 48 eine Wartezeit von bspw. 2 Sekunden ein, bis er den Temperatur­ regelvorgang freigibt und den Stellmotor 22 dann der ge­ wünschten Temperatur entsprechend nachstellt.
Das Zuordnungsmittel kann außerdem die Solltemperatur als Parameter nutzen und somit eine parametrisierte Tabelle enthalten. Einzelnen Wasserdurchflusswerten sind dann für jede gewünschte Temperaturstufe die entsprechenden Gasmengen und somit Einstellwerte für den Stellmotor 22 zugeord­ net. Je nach Rasterung, d. h. Feinheit der Aufteilung in Wasserdurchflussstufen und Temperaturstufen; kann damit eine sehr feine Vorabeinstellung des Drosselventils 18 er­ reicht werden. Durch diese Vorsteuerung lassen sich Regel­ schwingungen des Temperaturreglers 48 weitgehend minimie­ ren. Der Temperaturregler 48 übernimmt lediglich noch die Feinkorrektur der Wärmetauscherausgangstemperatur. Bedarfs­ weise kann die vorhandene Vorsteuertabelle auch durch die von dem Temperaturregler 48 letztendlich eingeregelten Po­ stionswerte aktualisiert werden, wodurch die Steuereinrich­ tung 31 dann mit zunehmender Betriebszeit immer genauer arbeitet.
Die Steuereinrichtung 31 arbeitet, abgesehen von der Nutzung des Thermostroms, vollständig batteriegestützt. Dazu sind besonders stromsparende Magnetventileinrichtungen erforderlich. Eine solche Magnetventileinrichtung 101 ist in Fig. 2 veranschaulicht. Sie weist eine Magnet-Betäti­ gungseinrichtung 102 und eine Magnet-Halteeinrichtung 103 auf. Die Magnet-Betätigungseinrichtung 102 dient dazu, ein Stellglied 104 aus einer Schließstellung 105, die in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist, in eine Offenstellung 106 zu überführen. Die Bewegung findet in Axialrichtung des Stell­ glieds 104 statt (Pfeil 107).
Das Stellglied betätigt ein Ventilverschlussglied 108 über eine Ventilspindel 109. Das Ventilverschlussglied 108 ist durch eine Druckfeder 111 auf seine Schließstellung 105 hin vorgespannt. In dieser liegt es an einem Ventilsitz 112 an.
Die Magnet-Betätigungseinrichtung 102 ist durch eine Zugmagnetanordnung gebildet. Zu dieser gehört ein ortsfest gelagerter Spulenkörper 114 mit einer Wicklung 115. In die Zentralöffnung 116 des Spulenkörpers 114 ragt das zylindri­ sche Stellglied 104. In der Zentralöffnung 116 sitzt außer­ dem ein Flussleitstück 117, das mit dem Stellglied 104 ei­ nen kegelförmigen Luftspalt 118 festlegt.
Die Wicklung 115 ist so beschaffen und bemessen, dass der aus einer festgelegten Spannungsquelle aufgenommene Strom ein hinreichend großes Magnetfeld erzeugt, um das als Anker wirkende Stellglied 104 gegen die Kraft der Druckfe­ der 111 aus seiner Schließstellung 105 herauszubeschleuni­ gen und in seine Offenstellung 106 zu überführen.
Das Flussleitstück 117 ist mit einer Mittelöffnung 119 versehen, durch die ein Stift 122 ragt, der mit dem Stell­ glied 104 fest verbunden ist. Der Stift 122 ist, wie auch das Stellglied 104, koaxial zu einer Längsmittelachse 121 angeordnet.
Der Stift 122 trägt eine Ankerscheibe 123, die fest mit diesem verbunden ist. Die Ankerscheibe 123 gehört zu der Magnet-Halteeinrichtung 103, zu der außerdem ein Topf­ magnet 124 gehört. Dieser weist einen weichmagnetischen Kern 25 mit zylindrischem Umriss und einer der Ankerscheibe 123 zugewandten Flachseite auf. In dieser ist eine Ringnut 126 ausgebildet, in der eine Spule 127 sitzt. Diese umgibt einen zylindrischen Mittelschenkel 128 des Kerns 125. Der Mittelschenkel 128 ist mit einer Zentralöffnung 129 verse­ hen, die koaxial zu der Längsmittelachse 121 angeordnet ist und in die der Stift 119 ragt.
Die Magnet-Betätigungseinrichtung 102 und die Magnet- Halteeinrichtung 103 bilden jeweils die Antriebseinrichtung 19a bzw. 19b der Ventile 15, 16 in Fig. 1.
Die Magnet-Ventileinrichtung 101 wird gemäß dem in Fig. 3 veranschaulichten Zeitdiagramm angesteuert:
Mit Betriebsbeginn (Zeitpunkt t = 0 in Fig. 3) gibt die Steuereinrichtung 31 zunächst Zündimpulse IG ab. Zu­ gleich liefert sie einen kurzen Spannungs- oder Stromimpuls an die Wicklung 115, so dass das Stellglied 104 anzieht und das Ventilverschlussglied 108 aus der Schließstellung 105 in die Offenstellung 106 überführt wird. Der entsprechende Stromimpuls IZ ist kurzzeitig und belastet die Batterie (53 in Fig. 1) nur für Bruchteile einer Sekunde. Zugleich wird die Wicklung 127 mit einem Haltestrom iH1 versorgt, der lediglich einige Millisekunden beträgt und dazu führt, dass die Ankerscheibe 123 an dem Topfmagnet 124 haften bleibt, wenn sie gegen diesen stößt.
Bis zum Ablauf einer Haltezeit tH von z. B. 45 Sekunden wird der Haltestrom iH als Haltestrom iH1 der Batterie 53 entnommen. Inzwischen liefert der Thermostromgenerator 34 jedoch ausreichend Strom iH2, so dass mit Ablauf der Halte­ zeit tH der Thermostrom iH2 zum Haltestrom iH wird.
Fig. 4 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Magnet-Ventilanordnung 101, bei der die Ströme iH1 und iH2 auf unterschiedliche Spulen 136, 137 geleitet werden, die beide in der Ringnut 126 untergebracht sind. Die Spule 136 dient als Fangeinrichtung, um die an dem Topfmagneten 125 anschlagende Ankerscheibe 123 mit relativ großer Halte­ kraft einzufangen und deren Abprallen zu verhindern. Die Spule 137 bringt dagegen ein vergleichsweise schwächeres Magnetfeld auf, das lediglich dazu dient, die einmal an dem Kern 125 anliegende Ankerscheibe 123 an diesem zu halten. Entsprechend werden die Ströme iH1 und iH2 separat zu­ geführt, wozu die Ausgänge 138, 139 der Steuereinrichtung 31 dienen. Die Wicklung 115 wird hingegen über einen Impulsausgang 132 versorgt.
Fig. 5 veranschaulicht einen Teil der Steuereinrich­ tung 31, der der Ansteuerung der Magnet-Betätigungseinrich­ tung 102 und der Magnet-Halteeinrichtung 103 dient. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist eine Thermostromüberwa­ chung vorgesehen. Von dem Thermostromeingang 33 wird der Haltestrom über den Ruhekontakt 47 des Abschaltrelais 46 an den Halteausgang 139 weitergegeben. Der Ruhekontakt 47 ist geschlossen (lässt Strom durch), wenn das Abschaltrelais 46 nicht angesteuert (erregt) ist. Wird das Relais angesteu­ ert, wird der Ruhekontakt 47 unterbrochen.
Der Stromsensor 143 kann ein niederohmiger Shunt oder ein anderweitiger Sensor sein. In Frage kommt z. B. eine Feldplatte oder ein anderer Magnetfeldsensor, der das von dem Thermostrom iH erzeugte Magnetfeld erfasst.
An den Stromsensor 143 ist ein Schwellwertschalter 144 angeschlossen. Dieser weist ein Aktivierungseingang 145 auf, der über eine Leitung 148 an den Betriebssteuerblock 44 angeschlossen ist. Der Schwellwertschalter 144 ist mit seinem Ausgang 146 an die Fangspule 136 angeschlossen. Das abgegebene Spannungssignal ist so bemessen, dass der Halte­ strom iH1 lediglich wenige Milliampere beträgt.
Der Aktivierungseingang 145 ist mit einer Akti­ vierungsleitung 148 verbunden, die ein Signal erhält, so­ bald die Magnet-Ventileinrichtung 101 öffnen soll. Die Ak­ tivierungsleitung 148 führt außerdem zu einem Aktivierungs­ eingang 149, einer Ansteuerschaltung 151 zur Erzeugung des Öffnungsimpulses iZ. Die Ansteuerschaltung 151 ist bspw. ein Monoflop, das auf einige zehn Millisekunden eingestellt ist und über diese Zeit an dem Betätigungsausgang 132 ein Batteriespannungssignal abgibt.
Fig. 6 veranschaulicht eine alternative Ausführungs­ form ohne Überwachung des Thermostroms mit reiner Zeit­ steuerung. Dazu dienen zwei Monoflops MF1, MF2, die von der Steuerleitung 148 aktiviert werden. Das Monoflop MF1 steu­ ert über einen Schalter 51 den Ausgang 132 und gibt einen kurzen kräftigen Stromimpuls an die Wicklung 115 ab. Das Monoflop MF2 steuert hingegen über einen Schalter 52 den Ausgang 138 und gibt für die Zeitspanne tH einen schwachen Haltestrom an die Haltespule 136 ab.
In Fig. 7 ist das Brennerventil 16 gesondert veran­ schaulicht. Es beruht auf dem in Fig. 4 veranschaulichten Prinzip, weshalb unter Verweis auf die vorige Beschreibung die dort verwendeten Bezugszeichen ohne erneute Erläuterung verwendet sind. Auf die vorstehende Beschreibung wird ver­ wiesen. Das Brennerventil 16 steuert zwei Gaswege W1, W2, die zu Brennerabschnitten 151, 154 des Brenners 8 führen. Dem Ventilverschlussglied 108 sind zwei Ventilsitze 112, 152 zugeordnet. Der Ventilsitz 152 wird durch eine axial verschiebbar gelagerte Hülse gebildet, die gegen die Kraft einer Druckfeder 153 verschiebbar gelagert ist. Die Ventil­ sitze 112, 152 sind so angeordnet, dass das Ventilver­ schlussglied 108, wenn es in Öffnungsrichtung bewegt wird, zunächst von dem Ventilsitz 112 und danach von dem Ventil­ sitz 152 abhebt. Die Gaswege W1, W2 werden somit nachein­ ander freigegeben. Dem später freigegebenen Gasweg W2 ist das Gas-Zündventil 17 zugeordnet, das durch eine Ventil­ buchse 163 und eine dieser zugeordnete Ventilspindel 164 gebildet ist. Die Ventilbuchse 163 sitzt koaxial zu der Längsmittelachse 123 in dem Ventilverschlussglied 108 und führt in den von dem Ventilsitz 152 umschlossenen Kanal.
Die Ventilspindel 164 wird durch ein kegelförmiges Ende der Stange 109 gebildet.
Eine Relativbewegung zwischen der Ventilbuchse 163 und der Ventilspindel 164 wird durch eine begrenzte axiale Be­ weglichkeit des Ventilverschlussglieds 108 in Bezug auf die Ventilspindel 109 erreicht. Dazu dient eine fest auf der Ventilspindel 109 sitzende Zahnscheibe 156, die Gas-Durch­ lasskanäle aufweist und an Haltefingern 157 eines fest mit dem Ventilverschlussglied 108 verbundenen konischen Halte­ körpers Anlage findet. Die Beweglichkeit des Ventilver­ schlussglieds 108 gegen die Ventilspindel 109 wird somit durch den Öffnungshub des Gaszündventils 17 bestimmt, der durch die Zahnscheibe 156 begrenzt ist.
Die Magnet-Halteeinrichtung 103 arbeitet bei diesem Ventil zweistufig. Die Ankerscheibe 123 weist mittig einen Nabenabschnitt auf, in dessen Innenraum eine axial ver­ schiebbar gelagerte Haltescheibe 167 vorgesehen ist. Die Ankerscheibe 123 ist axial festmontiert, wozu eine Gewinde­ muffe 168 dient.
Die Haltescheibe 167 wird von dem Mittelschenkel 128 der Magnet-Halteeinrichtung 103 angezogen und haftet an diesem, wenn die Wicklung 127 bzw. eine Teilwicklung der­ selben bestromt ist. Der Öffnungsvorgang des Brennerventils 16 kann somit zweistufig erfolgen. Ein erster Öffnungsim­ puls an der Wicklung 115 zieht das Stellglied 104 lediglich ein kurzes Stück in die Zentralöffnung des Spulenkörpers 114 hinein, bis die Haltescheibe 167 an dem Mittelschenkel 128 anliegt. In diesem Zustand ist das Gas-Zündventil 17 freigegeben und lässt einen geringen Gasstrom über den Weg W2 zu dem Brenner 154 strömen. Bedarfsweise kann das Ven­ tilverschlussglied 108 von dem Ventilsitz 112 bereits etwas abgehoben sein, so dass ein schwacher Gasstrom über den Weg W1 zu dem Brenner 151 geleitet wird. Ein zweiter Öffnungs­ impuls der an die Wicklung 115 geleitet wird, führt dann das Stellglied 104 vollständig in die Zentralöffnung des Spulenkörpers 114 hinein, wodurch die Ankerscheibe 123 mit der Stirnfläche des Magnetkreises der Magnet-Halteeinrich­ tung 103 in Anlage kommt und an dieser haften bleibt. In diesem Zustand ist sowohl der Gasweg W1 als auch der Gasweg W2 vollständig freigegeben und der Brenner 8 arbeitet po­ tenziell mit voller Leistung, es sei denn, dass nicht dar­ gestellte Drosselventil 18, das bei dieser Ausführungsform bspw. vor dem Brennerventil 16 angeordnet sein kann, be­ schränkt den Gasstrom.
In Fig. 8 ist eine Doppelventilanordnung veranschau­ licht, die sowohl das Hauptventil 15 als auch das Brenner­ ventil 16 enthält. Beide Ventile sind prinzipiell gleich aufgebaut, mit dem einzigen Unterschied, dass dem Ventil­ verschlussglied 108 des Hauptventils 15 nur der Ventilsitz 112 zugeordnet ist. Eine mittlere Hülse mit einem zweiten Ventilsitz fehlen. Demzufolge steuert das Hauptventil 15 nur einen Gasweg, der zu dem Brennerventil 16 führt. In dem Gasweg ist eine Drosselschraube 180 angeordnet, deren ko­ nisches Ende 181 mit einem rohrförmigen Ansatz 182 einen Drosselspalt bildet. Dieser ist durch Drehung der Drossel­ schraube 180 einstellbar.
Das Brennerventil 16 entspricht dem Brennerventil nach Fig. 7, so dass wegen dessen Funktion auf die entsprechen­ de, zu der Fig. 7 gehörigen Beschreibung, verwiesen wird. Die Arbeitsweise der Steuereinrichtung 31 ist in Fig. 9 durch einen Ablaufplan veranschaulicht. Mit einem ersten Block 201 überprüft die Steuereinrichtung 31 ständig, ob von dem Durchflussmesser 9 ein Signal gesendet wird, das einen von Null verschiedenen Wasserfluss kennzeichnet. Falls nicht, wird diese Überprüfung ständig fortgesetzt. Falls ja, geht die bspw. durch ein Programm realisierte Steuerung zu einem Block 202 (Programmabschnitt), der das Öffnen des Hauptventils und das Öffnen des Brennerventils, zumindest bis zur Freigabe einer Zündgasmenge bewirkt. Gleichzeitig werden, wie durch einen Block 203 angedeutet ist, Zündimpulse erzeugt. Nach einer nicht weiter veran­ schaulichten Kontrolle der Zündung geht die Steuerung zu einem Block 204 über, der das Brennerventil 16 freigibt und somit auf volle Leistung schaltet. Wird jedoch eine ord­ nungsgemäße Zündung nicht festgestellt (bspw. durch eine geeignete Flammenüberwachung), geht die Steuerung zu einem Block 205, der eine Fehlermeldung ausgibt und die Steuerung stillsetzt.
Ist das Brennerventil 16 im Block 204 freigegeben, wird das Drosselventil 18 entsprechend der Größe des er­ fassten Wasserstroms und der gewünschten Solltemperatur eingestellt. Bspw. kann der von der Drosselposition festge­ legte Gasstrom durch das Drosselventil so eingestellt wer­ den, dass der Gasstrom dem Produkt aus Wasserstrom und Solltemperatur entspricht. Wegen der nichtlinearen Ventil­ kennlinie des Drosselventils 18 ist somit die Ventilpositi­ on eine nichtlineare Funktion des Produkts des den Wasser­ strom kennzeichnenden Signals mit dem die Solltemperatur kennzeichnenden Signal. Diese Funktionen können in Form einer Tabelle oder als Rechenblock realisiert sein. Die Gasmenge wird somit gesteuert. Nach Ablauf von einigen Se­ kunden kann die Steuerung des Drosselventils 18 zum Regel­ betrieb umschalten, indem die Einstellung des Drosselven­ tils 18 temperaturgeregelt erfolgt. Dies ist in Fig. 9 durch Block 206 veranschaulicht. In diesem Block wird das Drosselventil 18 weiter geöffnet, wenn die Isttemperatur die Solltemperatur unterschreitet und es wird etwas mehr geschlossen, wenn die Isttemperatur an dem Wärmetauscher­ ausgang die Solltemperatur überschreitet.
Im Rahmen der Regelung wird ständig überprüft, ob tat­ sächlich noch ein Wasserfluss vorhanden ist. Dies symboli­ siert Block 207. Falls der Wasserfluss nicht Null ist, wird der Regelvorgang fortgesetzt. Ist er Null, schließt die Steuerung das Hauptventil 15 und das Brennerventil 16 (so­ wie das Zündventil 17). Dies erfolgt in jedem Fall sofort. Ist dies erfolgt, kehrt die Steuerung zum Anfang des Ab­ laufplans mit ständiger Wasserüberwachung zurück. Zusätz­ lich kann vorgesehen werden, dass die Steuerung nach Ablauf einer festgelegten Zeitspanne von mehreren Minuten oder bei Feststellung, dass die Isttemperatur an dem Wärmetauscher die Solltemperatur stark (d. h. z. B. um mehr als 10°C) un­ terschreitet, das Drosselventil 18 vollständig geöffnet wird. Dies bewirkt, dass dann beim nächsten Betriebsbeginn nach dem ordnungsgemäßen Zünden und Freigeben des Brenner­ ventils (Block 204) zunächst mit voller Brennerleistung gearbeitet wird, um eine möglichst schnelle Erwärmung des Wärmetauschers 7 zu bewirken. Bei Erreichen der Solltempe­ ratur oder nach Ablauf einer festgelegten Startzeit, kann dann zu dem Block 206 (Temperaturregelung) verzweigt wer­ den.
Eine Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung weist eine Sensor­ einrichtung zur Erfassung eines Wasserstroms auf, die an eine elektrische Steuereinrichtung angeschlossen ist. Die Steuereinrichtung dient der Steuerung oder Regelung des Gaszuflusses zu einem Gasbrenner mittels entsprechender Ventile. Durch die Erfassung der Größe des Wasserstroms mittels der Sensoreinrichtung gelingt die Regulierung des Gaszuflusses zu dem Brenner auf eine solche Weise, dass ein zu hoher Gasverbrauch, insbesondere bei niedrigen Wasser­ entnahmen vermieden wird. Wenn die Sensoreinrichtung al­ lerdings nur ein Schaltsignal abgibt, das aussagt, ob Was­ ser fließt oder nicht, wird an dem Ausgang des Wärmetau­ schers ein Temperatursensor angeordnet, der zur Regelung der Gasmenge dient. Bedarfsweise können auch sowohl ein Sensor, der die Größe des erfassten Wasserstroms kennzeich­ net, als auch ein Temperatursensor vorgesehen werden.

Claims (17)

1. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung (1)
mit einem Wasser führenden Wärmetauscher (7), der an eine Wasser-Zuführungsleitung (2) angeschlossen ist,
mit einem Gasbrenner (8), der an eine Gas-Zuführungs­ leitung (12) angeschlossen ist und zur Beheizung des Wärme­ tauschers (7) dient,
mit einer Ventilanordnung (15, 15??, 17), die in der Gas-Zuführungsleitung (12) angeordnet ist und die eine elektrische Betätigungseinrichtung (102, 103) aufweist,
mit einer elektrischen Zündeinrichtung (45), an die eine Zündelektrode (37) angeschlossen ist, die eine Funken­ strecke zur Zündung des Gasbrenners (8) festlegt,
mit einer Sensoreinrichtung (9, 32), die in der Wasser-Zuführungsleitung (2) angeordnet ist und die ein Signal abgibt, das die Größe des Wärmebedarfs kennzeich­ net,
einer elektrischen Steuereinrichtung (31), an die die Ventilanordnung (15, 16, 17), die elektrische Zündeinrich­ tung (45) und die Sensoreinrichtung (9, 32) angeschlossen sind, und
mit einer Versorgungsspannungsquelle (53), zur Span­ nungsversorgung der Steuereinrichtung (31),
dadurch gekennzeichnet,
dass zu der Ventilanordnung (15, 16, 17) ein Brenner­ ventil (16) und ein Hauptventil (15) gehören, die jeweils durch eine Magnetventileinrichtung (101) gebildet sind,
mit einem Stellglied (104), das zwischen einer Schließstellung (105) und einer Offenstellung (106) beweg­ lich gelagert und durch eine Federelement (111) auf seine Schließstellung (5) hin vorgespannt ist,
mit einer Magnet-Betätigungseinrichtung (102), die mechanisch mit dem Stellglied (104) und elektrisch mit einer elektrischen Steuereinrichtung (31) verbunden und darauf eingerichtet ist, das Stellglied (104) aus seiner Schließ­ stellung (105) in seine Offenstellung (106) zu überführen, und
wobei das Stellglied (104) mit wenigstens einem Ven­ tilverschlussglied (108) verbunden ist, das auf einem Ven­ tilsitz (112) abdichtend aufsitzt, wenn sich das Stellglied (104) in Schließstellung (105) befindet, und das von dem Ventilsitz (112) abgehoben ist, wenn sich das Stellglied (108) in Offenstellung (106) befindet,
mit einer Magnet-Halteeinrichtung (103), die mecha­ nisch mit dem Stellglied (104) und elektrisch mit einem Thermostromgenerator (34) verbunden und dazu eingerichtet ist, das Stellglied (103) in seiner Offenstellung (106) zu halten, und
mit wenigstens einem elektrischen Primärelement (53) als Versorgungsspannungsquelle.
2. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnet-Halteeinrichtung (103) einen ortsfest gelagerten Elektromagneten (124) auf­ weist, dessen Wicklung (127) in Betrieb von dem Thermostrom des Thermostromgenerators (34) durchflossen ist, und dass zu der Magnet-Halteeinrichtung (103) ein beweglich gelager­ ter Anker (123) gehört, der mit dem Stellglied (104) ver­ bunden ist.
3. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Magnet-Halteeinrichtung (103) eine Halteeinrichtung (137) und eine Fangeinrichtung (136) gehören.
4. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (104) mit zwei Ventilverschlussgliedern (108, 164) verbunden ist, denen jeweils ein Ventilsitz (112, 163) zugeordnet ist, wobei eines der Ventilverschlussglieder (164) und einer der Ven­ tilsitze (163) ein Gas-Zündventil (17) bilden, das in der Gas-Zuführungsleitung (12) angeordnet ist.
5. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (104) mit einem Ventilverschlussglied (108) verbunden ist, dem zwei Ventil­ sitze (112, 152) zugeordnet sind, wobei einer der Ventil­ sitze (112) ortsfest und der andere Ventilsitz (152) in Bewegungsrichtung (107) des Ventilverschlussglieds (108) gegen eine Federkraft beweglich gelagert ist, so dass die Ventilsitze (112, 152) von dem Ventilverschlussglied (108) nacheinander freigegeben werden.
6. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stellglied (104) wenigs­ tens zwei Ventilverschlussglieder (108, 164) zugeordnet sind, denen Ventilsitze (112, 163) zugeordnet sind, wobei eines der Ventilverschlussglieder (163) und einer der Ven­ tilsitze (164) das Gas-Zündventil (17) bilden.
7. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Brennerventil (16) ein Drosselventil (18) vor- oder nachgeordnet ist, das ein po­ sitionsverstellbares Drosselorgan aufweist, das mittels einer elektrischen Antriebseinrichtung (21) in unterschied­ liche Drosselstellungen überführbar ist.
8. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das die Antriebseinrichtung (21) eine positionsspeichernde Antriebseinrichtung (22) ist.
9. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennerventil (16) und das Drosselventil (18) so aufeinander abgestimmt sind, dass das Drosselventil (18) bei maximaler Drosselung keine Un­ terschreitung eines festgelegten Zündgasstroms verursacht und dass das Brennerventil (16), wenn es öffnet, zunächst einen Gasstrom freigibt, der dem Zündgasstrom entspricht.
10. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (9) ein Strömungssensor ist oder einen solchen enthält, der ein die Größe der in der Wasser-Zuführungsleitung (2) fließenden Wasserströmung kennzeichnendes Signal an die Steuereinrich­ tung (31) liefert, und dass diese den Gastrom entsprechend steuert.
11. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung ein Temperatursensor (32) ist oder einen solchen enthält, der an dem Ausgang des Wärmetauschers (7) ein angeordnet ist und der mit der Steuereinrichtung (31) verbunden ist, und dass die Steuereinrichtung (31) eine Vergleichereinrichtung (48) enthält, die die erfasste Temperatur mit einer Soll­ temperatur vergleicht und die bei Betrieb der Gas-Wärmeer­ zeugungseinrichtung (1) eine Einstellung der Antriebsein­ richtung (22) zur Regelung der Gaszufuhr zu dem Brenner (8) bewirkt.
12. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichereinrichtung (48) die Antriebseinrichtung (22) zur Öffnung des Drossel­ ventils (18) ansteuert, wenn die mit dem Temperatursensor (32) festgestellte Ausgangstemperatur des Wärmetauschers (7) die Solltemperatur unterschreitet, und dass die Ver­ gleichereinrichtung (48) die Antriebseinrichtung (22) zur Drosselung des Drosselventils (18) ansteuert, wenn die Aus­ gangstemperatur des Wärmetauschers (7) die Solltemperatur überschreitet.
13. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Solltemperatur mittels einer Bedieneinrichtung (39)einstellbar ist.
14. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinrichtung (39) eine Fernsteuereinrichtung ist.
15. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasser-Zuführungsleitung (2) an eine Warmwasser-Zapfstelle (3) angeschlossen ist, die keine Kaltwasser-Beimischeinrichtung aufweist.
16. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (31) nach Betriebsschluss die Einstellung des Drosselventils (18) zumindest für eine festgelegte Wartezeit unverändert lässt.
17. Gas-Wärmeerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (31) nach Betriebsschluss die Einstellung des Drosselventils (18) spätestens nach einer festgelegten Wartezeit zu einer schwächeren Drosselung hin verändert.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1584870A2 (de) * 2004-04-08 2005-10-12 Karl Dungs GmbH & Co.KG Gasventilanordnung mit Verzögerter Gasfreigabe
DE102011122639A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Christian Schirp Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Warmwasserbereiters
DE102014209800A1 (de) 2014-05-22 2015-11-26 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Gasbrennervorrichtung und Gasbrenneranordnung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2290048A (en) * 1938-12-12 1942-07-14 Milwaukee Gas Specialty Co Safety device for heating and other apparatus
DE19650445C1 (de) * 1996-12-05 1998-06-04 Jci Regelungstechnik Gmbh Gas-Stellgerät
DE20002223U1 (de) * 2000-02-08 2000-03-30 Huang Chun Cheng Magnetventil und Steuerkreis für gasbeheizten Heißwasserbereiter
DE10030132A1 (de) * 1999-06-25 2000-12-28 Vaillant Joh Gmbh & Co Gasbeheizter Durchlaufwassererhitzer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2290048A (en) * 1938-12-12 1942-07-14 Milwaukee Gas Specialty Co Safety device for heating and other apparatus
DE19650445C1 (de) * 1996-12-05 1998-06-04 Jci Regelungstechnik Gmbh Gas-Stellgerät
DE10030132A1 (de) * 1999-06-25 2000-12-28 Vaillant Joh Gmbh & Co Gasbeheizter Durchlaufwassererhitzer
DE20002223U1 (de) * 2000-02-08 2000-03-30 Huang Chun Cheng Magnetventil und Steuerkreis für gasbeheizten Heißwasserbereiter

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1584870A2 (de) * 2004-04-08 2005-10-12 Karl Dungs GmbH & Co.KG Gasventilanordnung mit Verzögerter Gasfreigabe
EP1584870A3 (de) * 2004-04-08 2008-04-30 Karl Dungs GmbH & Co.KG Gasventilanordnung mit Verzögerter Gasfreigabe
DE102011122639A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Christian Schirp Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Warmwasserbereiters
DE102014209800A1 (de) 2014-05-22 2015-11-26 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Gasbrennervorrichtung und Gasbrenneranordnung
EP2949998A1 (de) 2014-05-22 2015-12-02 E.G.O. ELEKTRO-GERÄTEBAU GmbH Gasbrennervorrichtung mit flammenüberwachungselektrode

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