DE102012019409A1

DE102012019409A1 - Vorrichtung zum Erzeugen von Wärme aus zumindest einem Energieträgermedium unter Hinzufügen von Luft

Info

Publication number: DE102012019409A1
Application number: DE102012019409.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Cordes; Uwe Patzke; Jens Kramer
Original assignee: AUGUST BROETJE GmbH; August Brotje GmbH
Current assignee: AUGUST BROETJE GmbH; August Brotje GmbH
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2014-04-10
Also published as: EP2716973A2; EP2716973A3

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Erzeugen von Wärme aus zumindest einem Energieträgermedium unter Hinzufügen von Luft, mit zumindest einem Gebläse zum Einbringen eines Energieträger-Luft-Gemisches in einen Brenner, ist vorgesehen, dass in einem Führungsweg für die hinzuzuführende Luft oder für ein Energieträger-Luft-Gemisch zumindest ein Massestromsensor für die Luft oder für das Energieträger-Luft-Gemisch angeordnet ist, der mit einer das Gebläse beaufschlagenden Reglung verschaltet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Wärme aus zumindest einem Energieträgermedium unter Hinzufügen von Luft, mit zumindest einem Gebläse zum Einbringen eines Energieträger-Luft-Gemisches in einen Brenner.
Vorrichtungen der vorbezeichneten Gattung finden als sogenannte Heizgeräte Anwendung zur Erwärmung von Räumen in Privathäusern wie auch in Gewerbeeinheiten. Ein Energieträgermedium, beispielsweise Erdgas, wird zu diesem Zwecke verbrannt, um ein Wärmeträgermedium, beispielsweise Wasser, in einem Heizungskreislauf zu erhitzen.
Das Verbrennen des Energieträgermediums erfolgt unter Hinzufügen von Luft. Das Vorhandensein von Luft ist zur Ausbildung einer Flamme mit möglichst hohem Wirkungsgrad erforderlich. Um den Wirkungsgrad einer Flamme in einer gattungsgemäßen Vorrichtung optimal einzustellen, ist bereits vorgeschlagen worden, Luftzahlregelungen vorzunehmen. Hier wird häufig in der Flamme selbst ein Ionisationssignal gewonnen, anhand dessen die Brennstoffmenge eingestellt wird.
Problematisch ist dabei, dass gattungsgemäße Vorrichtungen auch aus ein und derselben Serie eines Herstellers an verschiedenen Orten eingesetzt werden. Die Orte können sich hinsichtlich ihrer Höhenlage wie auch hinsichtlich ihrer dort jeweils vorhandenen Energieträgermedien und/oder klimatischen Bedingungen unterscheiden. Problematisch können auch unterschiedliche Abgasanlagen (z. B. Längen) sein.
Gerade bei verschiedenen Anordnungen von gattungsgemäßen Vorrichtungen und voneinander abweichenden Energieträgermedien besteht darüber hinaus noch die Anforderungen, eine derartige Vorrichtung mit geringer Leistung fahren zu können. So soll eine gattungsgemäße Vorrichtung beispielsweise mit einer Leistung kleiner 2 kW stabil laufen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung zum Erzeugen von Wärme besser und genauer als bisher im Stand der Technik bekannt zu regeln, damit sie auch für Leistungen im Bereich kleiner 2 kW benutzbar ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einem Führungsweg für die hinzuzuführende Luft oder für ein Energieträger-Luft-Gemisch zumindest ein Massestromsensor für die Luft oder für das Energieträger-Luft-Gemisch angeordnet ist, der mit einer das Gebläse beaufschlagenden Regelung verschaltet ist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Führungsweg für die hinzuführende Luft oder für ein Energieträger-Luft-Gemisch ein Massestromsensor angeordnet. Mit diesem Massestromsensor ist der Massenstrom der tatsächlichen zugeführten Luft auch in einem Gemisch feststellbar. Durch diese unmittelbare Feststellung können Luftdruckunterschiede aufgrund voneinander verschiedener Höhenlagen und damit aufgrund voneinander verschiedener Luftdrücke ausgeglichen werden. Auch das Vorliegen voneinander verschiedener Temperaturen zugeführter Luft und unterschiedliche Abgasanlagen können berücksichtigt werden. Auch diese wirken sich auf den Luftmassenstrom aus.
Der Massestromsensor ist mit einer Regelung für das Gebläse verknüpft, so dass seine festgestellten Daten in die Regelung des Gebläses einfließen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Massestromsensor mit dem Gebläse direkt verschaltet ist. Der Massestromsensor kann also dazu genutzt werden, das Gebläse zu regeln. Es wird nicht mehr lediglich die Drehzahl des Gebläses vorgegeben, sondern die tatsächlich vom Gebläse zugeführte z. B. Luftmenge wird erfasst und als Wert für die Drehzahl angenommen. Die Kenntnis über die zugeführte Luftmenge ermöglicht dann auch eine zielgerichtete Zuführung von Energieträgermedium. Auch beim Energieträgermedium kann es Unterschiede geben, bei allen Gasarten (z. B. der II und III Gasfamilien) sind voneinander verschieden. Bei allen Gasen sowie in jeder Höhenlage einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und bei jeder Temperatur soll jedoch auf eine geringe Leistung von unter 2 kW heruntermoduliert werden, da das Ausschalten einer beispielsweisen 25 kW – Vorrichtung bei wärmeren Temperaturen oder in Übergangszeiten umgangen werden soll. Mehrfaches Ein- und Ausschalten reduzieren die Standzeit einer gattungsgemäßen Vorrichtung, außerdem kann dies zu einer Erhöhung von Emissionen führen.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Massestromsensor mit der Regelung für das Gebläse über einen Konverter zu Drehzahl verschaltet ist. Mit Hilfe dieses Konverters ist aus dem gemessenem Massestromsignal direkt eine Drehzahl ablesbar, die der Regelung für das Gebläse zugeführt wird. In diesem Falle suggeriert der Massestromsensor Eigenschaften des Gebläses, dieses kann dadurch sehr genau geregelt werden.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Führungsweg durch zumindest eine Verbindung ausgebildet ist. Die Verbindung bildet einen Aufnahmebereich für den Massestromsensor aus.
Zur weiteren Ausbildung der Erfindung kann noch vorgesehen sein, dass während der Messung der Luft oder des Energieträger-Luft-Gemisches ein zweites Signal über die Güte der Flamme im Brenner gemessen wird. Dieses zweite Signal kann einer Regelung für die Verbrennung zugeführt werden. Das Signal hilft, Eigenschaften des Brenners zu erfassen, um einen stabilen Betrieb auch bei einer geringen Leistung zu ermöglichen. Dieses zweite Signal kann beispielsweise ein Ionisationsstromwert sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erzeugen von Wärme aus zumindest einem Energieträgermedium unter Hinzufügen von Luft, und
2: eine Alternative Ausbildung einer Vorrichtung gemäß 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Brennkammer 1 auf. In der Brennkammer 1 ist ein Brenner 2 angeordnet, eine durch den Brenner 2 ausgebildete Flamme wird durch einen Ionisationsflammenfühler 3 überprüft. Der Ionisationsflammenfühler 3 ist über eine Leitung 5 mit einer Verbrennungssteuerung/Regelung 15 verschaltet.
Im oberen Bereich der Brennkammer 1 befindet sich ein Wärmetauscher 16 z. B. für ein Heizungsmedium, weiter oberhalb treten entlang des Pfeils 4 die Abgase aus der Brennkammer 1 aus.
Neben dem Brenner 2 ist ein Mischer 7 für hinzugefügtes Gas entlang Pfeil 8 und für hinzugefügte Luft entlang Pfeil 9 vorhanden. Die Gaszuführung erfolgt über ein Gasventil 10, das über eine Verbindung 11 mit der Verbrennungssteuerung/Regelung 15 verknüpft ist. Das Gemisch aus hinzugeführtem Gas und hinzugeführter Luft wird mit einem Gebläse 12 beschleunigt, dieses Gebläse 12 ist über eine Verbindung 11 von einer Steuerung/Regelung beaufschlagt. Die Steuerung/Regelung ist eine Massestromsteuerung/-regelung 18, da diese Massestromsteuerung/-regelung 18 über eine Verbindung 11 direkt mit einem Massenstromsensor 14 verknüpft ist. Der Massestromsensor 14 ist in einer Verbindung 13 für die Luft angeordnet.
In 1 erfolgt eine Steuerung/Regelung des Gebläses 12 anhand des gemessenen Massestromsensors 14.
In 2 bildet dagegen der Massestromsensor 14 ein Drehzahlsignal aus, das über die Verbindung 11 in die Regelung gegeben wird, die hier eine Drehzahlsteuerung/Steuerung 17 ist.
In der Datenverbindung 11 zwischen Massestromsensor 14 und Drehzahlsteuerung/Regelung 17 ist ein Konverter zu Drehzahl 19 angeordnet.

Claims

Vorrichtung zum Erzeugen von Wärme aus zumindest einem Energieträgermedium unter Hinzufügen von Luft, mit zumindest einem Gebläse zum Einbringen eines Energieträger-Luft-Gemisches in einen Brenner, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Führungsweg für die hinzuzuführende Luft oder für ein Energieträger-Luft-Gemisch zumindest ein Massestromsensor (14) für die Luft oder für das Energieträger-Luft-Gemisch angeordnet ist, der mit einer das Gebläse (12) beaufschlagenden Regelung (17/18) verschaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsweg durch zumindest eine Verbindung (13) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Massestromsensor (14) mit der Regelung (18) direkt verschaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Massestromsensor (14) mit der Regelung (17) über einen Konverter zu Drehzahl (19) verschaltet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Messung der Luft oder des Energieträger-Luft-Gemisches ein zweites Signal über die Güte der Flamme im Brenner (2) gemessen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Signal ein Ionisationsstromwert ist.