DE102004043832B4

DE102004043832B4 - Method for measuring temperature in a heat exchanger

Info

Publication number: DE102004043832B4
Application number: DE102004043832A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Oehler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2024-09-11
Also published as: DE102004043832A1; EP1635127A3; EP1635127A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperaturmessung in einem Wärmetauscher mit mindestens einem Temperaturfühler (T), insbesondere in einem zwangsdurchströmten Wärmetauscher eines Heizkessels aus einem Gusswerkstoff, welcher für den Wärmeaustausch zwischen Heizgasen in einem Heizgaszug (H) und Kesselwasser in einem Wasserraum (W) ausgelegt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein einfaches und sicheres Verfahren zur Temperaturmessung in einem zwangsdurchströmten Wärmetauscher eines Heizkessels zu schaffen.
Erfindungsgemäß ist mindestens ein Temperaturfühler (T) in einer im Wasseraum (W) angeordneten Innenwand (I) vorgesehen und die gemessene, für die Regelung maßgebende Temperatur ist ein Integrationswert aus Innenwandtemperatur, Außenwandtemperatur und Wassertemperatur. Dieser Wert fließt als Vorlauftemperatur in die Regelung ein.The invention relates to a method for measuring the temperature in a heat exchanger with at least one temperature sensor (T), in particular in a forced through heat exchanger of a boiler made of a cast material, which for the heat exchange between hot gases in a Heizgaszug (H) and boiler water in a water space (W) designed is.
The invention is based on the object to provide a simple and reliable method for measuring temperature in a forced-flow heat exchanger of a boiler.
According to the invention, at least one temperature sensor (T) is provided in an inner wall (I) arranged in the water space (W), and the measured temperature which governs the control is an integration value of the inner wall temperature, outer wall temperature and water temperature. This value flows into the control as flow temperature.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperaturmessung in einem Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a method for measuring temperature in a heat exchangers according to the preamble of claim 1.

Für den wirtschaftlichen und sicheren Betrieb einer Heizungsanlage ist eine genaue Regelung wichtig. Diese basiert im Wesentlichen auf gemessenen Temperaturen, wobei üblicherweise die Vorlauftemperatur maßgebend in die Regelung einfließt. Heizkessel besitzen einen Wärmetauscher für den Wärmeaustausch zwischen Heizgasen in einem Heizgaszug und Wasser als Heizmedium in einem Wasserraum. Diese Wärmetauscher werden häufig aus einem Gusswerkstoff, beispielsweise Aluminium oder Gusseisen, hergestellt. Dadurch ergeben sich kompakte Bauformen und es muss eine Zwangsdurchströmung mit dem Heizmedium sichergestellt sein.For the economic and safe operation of a heating system is a precise regulation important. This is essentially based on measured temperatures, usually the flow temperature prevails into the regulation. Boilers have a heat exchanger for the Heat exchange between Hot gases in a Heizgaszug and water as heating medium in one Water space. These heat exchangers become common made of a cast material, such as aluminum or cast iron, produced. This results in compact designs and it must a forced flow be ensured with the heating medium.

Bei bekannten Verfahren zur Temperaturmessung in einem Wärmetauscher sitzen Temperaturfühler in der Regel im Wasserraum eines Heizkessels, zum Beispiel innerhalb einer Tauchhülse. Daher werden sie nur vom Heizwasser beeinflusst. Nachteilig ist daran die relativ späte Erfassung eines Temperaturanstiegs im Falle von auftretendem Wassermangel, weil sich dann der Sensor im Luftraum befindet. Außerdem können möglicherweise die Temperaturmesswerte schwanken, weil zum Beispiel strömungsbedingt die Temperaturverteilung im Wasserraum ungleichmäßig ist.at known method for measuring temperature in a heat exchanger sit temperature sensor in usually in the water space of a boiler, for example inside a dip tube. Therefore, they are only affected by the heating water. The disadvantage is the relatively late Detection of a temperature increase in case of water shortage, because then the sensor is in the airspace. In addition, possibly the temperature readings fluctuate because, for example, due to flow the temperature distribution in the water space is uneven.

So ist aus der DE 295 12 130 U1 ein Sicherheitstemperaturbegrenzer für einen Kessel mit einem wassergefüllten Wärmetauscher bekannt, welcher an einer im Wasserraum angeordneten Innenwand angebracht ist. Dieser wird im Normalzustand direkt vom Wasser umspült und detektiert die Wassertemperatur. Im Falle von Wassermangel wird das Fühlerelement des Sicherheitstemperaturbegrenzers mit Wasserdampf beaufschlagt, der aus einer unterhalb gelegenen Wassertasche aufsteigt. Es wird somit nur die Temperatur des Heizmediums erfasst, nicht die des Kesselkörpers oder einer Wand.So is out of the DE 295 12 130 U1 a safety temperature limiter for a boiler with a water-filled heat exchanger known, which is attached to an arranged in the water space inside wall. This is lapped in the normal state directly from the water and detects the water temperature. In the case of a lack of water, the sensor element of the safety temperature limiter is subjected to water vapor, which rises from a water bag located below. Thus, only the temperature of the heating medium is detected, not that of the boiler body or a wall.

Andererseits sind auch Temperaturmessstellen bekannt, welche ausschließlich eine Wandtemperatur erfassen. Negativ wirken sich hier abweichende Temperaturspreizungen zwischen Heizgas- und Wasserseite bei Kleinlast- und Volllastbetrieb aus.on the other hand are also known temperature measuring points, which exclusively one Record wall temperature. Negative effect here different temperature spreads between heating gas and water side at low load and full load operation out.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein einfaches und sicheres Verfahren zur Temperaturmessung in einem zwangsdurchströmten Wärmetauscher eines Heizkessels zu schaffen.Of the The invention is therefore based on the object, a simple and safe Method for measuring temperature in a forced-flow heat exchanger to create a boiler.

Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention was this is solved with the features of claim 1. advantageous Further developments can be found in the dependent claims.

Das Verfahren zur Temperaturmessung in einem Wärmetauscher ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Temperaturfühler zur Messung der Innenwandtemperatur in einer im Wasserraum angeordneten Innenwand vorgesehen ist, und dass die gemessene, für die Regelung maßgebende Temperatur ein Integrationswert aus Innenwandtemperatur, Außenwandtemperatur und Wassertemperatur ist.The Method for measuring temperature in a heat exchanger is characterized that at least one temperature sensor for measuring the inner wall temperature in a arranged in the water space Inner wall is provided, and that the measured, for the scheme authoritative Temperature is an integration value of inside wall temperature, outside wall temperature and water temperature is.

Dabei fließt die mit dem mindestens einen Temperaturfühler in der im Wasserraum angeordneten Innenwand gemessene Temperatur als Vorlauftemperatur in die Regelung ein. Der Temperaturfühler ist in einer Bohrung in der im Wasserraum angeordneten Innenwand eingesetzt und steht daher mit der umgebenden Wand in einem gut Wärme leitenden Kontakt. An der Position des mindestens einen Temperaturfühlers ist gleichzeitig auch ein guter Wärmeeintrag aus der Außenwand sichergestellt und die im Wasserraum angeordnete Innenwand wird gut vom Heizmedium umströmt.there flows arranged with the at least one temperature sensor in the water space Inside wall measured temperature as flow temperature in the scheme one. The temperature sensor is in a bore in the water wall arranged inside wall used and therefore stands with the surrounding wall in a good Heat conductive Contact. At the position of the at least one temperature sensor is simultaneously also a good heat input from the outside wall ensured and arranged in the water chamber inner wall is good flows around the heating medium.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der dazu gehörenden Anordnung wird ein einfaches und sicheres Verfahren zur Temperaturmessung in einem zwangsdurchströmten Wärmetauscher eines Heizkessels geschaffen. Tauchhülsen sind nicht mehr nötig und die Vorteile des Gusswerkstoffes, nämlich ausreichende Wanddicken, guter Wärmeübergang und ohnehin nötige Rippen im Bereich des Wasserraumes, werden genutzt. Eventuell auftretender Wassermangel kann sicherer und schneller als mit herkömmlichen Messmethoden detektiert werden. Eine ungleichmäßige Temperaturverteilung im Wasserraum hat ebenso keinen Einfluss auf die Temperaturmessung wie unterschiedliche Temperaturspreizungen zwischen Heizgas- und Wasserseite bei Kleinlast- und Volllastbetrieb. Durch die Integration von Innenwand-, Außenwand- und Wassertemperatur werden die Vorteile von mehreren bisherigen Einzelmessstellen kombiniert.With the method according to the invention and the associated arrangement, a simple and reliable method for measuring the temperature in a forced-flow heat exchanger of a boiler is provided. Immersion sleeves are no longer necessary and the advantages of the casting material, namely sufficient wall thicknesses, good heat transfer and anyway necessary ribs in the water space, are used. Any water shortages that occur can be detected more reliably and faster than with conventional measuring methods. An uneven temperature distribution in the water space also has no effect on the temperature measurement as different temperature spreads between the fuel gas and water side at low load and full load operation. The integration of interior wall, exterior wall and water temperature combines the advantages of several existing individual measuring points.

In der nachfolgenden Tabelle finden sich beispielhafte Messwerte, welche zur entsprechenden Temperatur am Fühler in der erfindungsgemäßen Position führen:

The following table shows exemplary measured values which lead to the corresponding temperature at the sensor in the position according to the invention:

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und zeigt in einer einzigen Figur eine Messstelle an einem Wärmetauscher im Schnitt.The Drawing represents an embodiment of the invention and shows in a single figure a measuring point on a heat exchanger on average.

Ein zwangsdurchströmter Wärmetauscher eines Heizkessels ist für den Wärmeaustausch zwischen Heizgasen in einem Heizgaszug H und Kesselwasser in einem Wasserraum W ausgelegt.One forced through-flow heat exchangers a boiler is for the heat exchange between hot gases in a hot gas H and boiler water in one Water space W designed.

Ein Temperaturfühler T ist in einer im Wasserraum W angeordneten Innenwand I angeordnet und durchgreift die Außenwand A, so dass die gemessene, für die Regelung maßgebende Temperatur ein Integrationswert aus Innenwandtemperatur, Außenwandtemperatur und Wassertemperatur ist.One temperature sensor T is arranged in an inner wall I arranged in the water space W. and reaches through the outer wall A, so the measured, for the regulation authoritative Temperature is an integration value of inside wall temperature, outside wall temperature and water temperature is.

Claims

Method for measuring the temperature in a heat exchanger with at least one temperature sensor, in particular in a positively flowed heat exchanger of a boiler made of a cast material, which is designed for heat exchange between hot gases in a hot gas and boiler water in a water room, characterized in that at least one temperature sensor (T) for Measurement of the inner wall temperature in an inner wall (I) arranged in the water space (W) is provided, and that the measured, for the control relevant temperature is an integration value of the inner wall temperature, outer wall temperature and water temperature.

Method according to claim 1, characterized in that that with the at least one temperature sensor (T) in the water room (W) arranged inner wall (I) measured temperature as flow temperature into the regulation.

Apparatus for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that at least one temperature sensor (T) in a bore in the water space (W) arranged inside wall (I) is inserted and with this in a good heat conductive contact.

Apparatus for carrying out the method according to one the claims 1 to 3, characterized in that at the position of at least a temperature sensor (T) a good heat input from the outside wall (A) is ensured.

Apparatus for carrying out the method according to one the claims 1 to 4, characterized in that at the position of at least a temperature sensor (T) the inner wall (I) disposed in the water space (W) well from the heating medium flows around becomes.