DE19633880B4

DE19633880B4 - Verfahren zum Betrieb eines Wasserheizers

Info

Publication number: DE19633880B4
Application number: DE19633880A
Authority: DE
Inventors: Branco Jovanivic; Peter Holschbach; Dietmar Manz; Thomas Mössler
Original assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1995-08-17
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2016-08-14
Also published as: AT402443B; ATA138395A; DE19633880A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Wasserheizers mit einem von einem ein Gebläse (5) aufweisenden vormischenden Brenner (6, 6'), dessen Gasversorgung in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern gesteuert wird, beaufschlagten Wärmetauscher (10) zur Erwärmung eines Heizmittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachlaufzeit des Gebläses (5) nach jeder Sperre der Gasversorgung des Brenners (6, 6') in Abhängigkeit von der Heizmitteltemperatur im Bereich des Wärmetauschers (10) und der vorangegangenen Brennerlaufzeit gesteuert wird, wobei die Nachlaufzeit des Gebläses (5) um so kürzer gewählt wird, je höher die Heizmitteltemperatur ist und je länger die vorhergehende Brennerlaufzeit war.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Wasserheizers und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.
Wasserheizer mit hohen Wirkungsgraden unter Einsatz modulierend arbeitender Brenner neigen bei niedrigen Wassertemperaturen zur Kondensatbildung sowohl im Bereich des Wärmetauschers wie auch im Bereich einer an eine Brennkammer anschließenden Abgasleitung. Bei einer entsprechenden Akkumulation von Kondensat kann es dadurch zu Betriebsstörungen kommen. Dabei stellt ein taktender Betrieb bei niedrigen oder mittleren Wassertemperaturen einen besonders kritischen Betrieb dar.
Die EP 493 345 A2 zeigt einen Wasserheizer mit vormischendem Brenner und darüber angeordnetem Wärmetauscher. Kommt es bei bestimmten Betriebszuständen zu Kondensatbildung, so tropft dieses auf den Brenner.
Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem eine Akkumulierung von Kondensat sicher vermieden wird.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist sichergestellt, daß gegebenenfalls angefallenes Kondensat während der Nachlaufzeit des Gebläses sicher verdampfen kann. Dabei wird die Nachlaufzeit des Gebläses je nach den jeweils gegebenen Erfordernissen gewählt, so daß sich einerseits keine unnötig langen Verzögerungen bei einem erforderlichen Start des Brenners ergeben und andererseits sichergestellt ist, daß gegebenenfalls vorhandenes Kondensat sicher abgeführt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
Bei einer Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 2 werden daher erfindungsgemäß die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 vorgeschlagen.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist eine Erfassung der Temperatur des Heizmittels und der Betriebszeiten und Pausen des Brenners möglich, wobei anhand dieser Daten die erforderliche Nachlaufzeit ermittelt und eingestellt werden kann.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 und 2 schematisch zwei verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Wasserheizers,
3 ein Blockschaltbild und
4 und 5 Diagramme zur Ermittlung der Nachlaufzeit des Gebläses.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Fig. gleiche Einzelheiten.
Bei der Ausführungsform nach der 1 ist eine Brennkammer 1 über eine Abgasleitung 2 mit einem nicht dargestellten Kamin verbunden. Die Brennkammer 1 ist in einem mit Aus nahme einer die Abgasleitung 2 konzentrisch umgebenden Lufteinlaßöffnung 3 dichten Gehäuse 4 angeordnet.
Im Gehäuse 4 ist ein Gebläse 5 angeordnet, das einen in der Brennkammer 1 angeordneten Sturzbrenner 6 beaufschlagt. Dabei mündet in eine Verbindungsleitung 7 zwischen dem Gebläse 5 und dem Sturzbrenner 6 eine Gasleitung 8 ein, in der ein proportional arbeitendes Gasventil 9 angeordnet ist.
In der Brennkammer 1 ist ein Wärmetauscher 10 angeordnet, der mit einer Vorlauf- und einer Rücklaufleitung 11, 12 verbunden ist.
In der Vorlaufleitung 11 ist ein Temperaturfühler 13 angeordnet. Dabei ist strichliert angedeutet, daß der Temperaturfühler 13 auch in der Rücklaufleitung 12 angeordnet sein kann.
Der Temperaturfühler 13 ist über eine Steuerleitung 14 mit einer Steuerung 15 verbunden, die einen Regler 24 enthält und die über eine weitere Steuerleitung 16 mit einem Außentemperaturfühler 17 eingangsseitig verbunden ist.
Die Steuerung 15 ist ausgangsseitig über Steuerleitungen 18, 19 mit den Antrieben 20, 21 des Gebläses 5 und des Gasventiles 9 verbunden und steuert diese.
Die Ausführungsform nach der 2 unterscheidet sich von jener nach der 1 dadurch, daß statt des Sturzbrenners 6 ein nach oben brennender Brenner 6' vorgesehen ist. Der übrige Aufbau ist gleich, wie bei der Ausführungsform nach der 1.
Der Temperaturregler 24 gibt in Abhängigkeit von dem Temperaturfühler 13 das Gasventil 9 frei und steuert das Gebläse 5 über das ODER-Gatter 22 an. Der Temperaturregler 24 kann zum Beispiel als P-Regler ausgebildet sein.
Ist das Gasventil 9 angesteuert, so wird die Zeitdauer beziehungsweise die Brennerlaufzeit in der Einrichtung 23 ermittelt, bis das Gasventil geschlossen ist. Der Integrator 23, der der Brennerlaufzeit zugeordnet ist, ist für eine Begrenzung auf eine Höchstdauer von zum Beispiel drei Minuten ausgelegt.
Die Verknüpfung 25 bewertet die ermittelte Brennerlaufzeit und die Vorlauftemperatur vom Temperaturfühler 13 und erzeugt die Gebläselaufzeit T_Inz. Die Verknüpfung der beiden Größen wird nach Fuzzy-Regeln vollzogen (Minimalfunktion).
Die Einrichtung 26 übermittelt die von der Verknüpfung 25 ermittelte Nachlaufzeit in ein entsprechend festes Drehzahlsignal zum Gebläse über das ODER-Gatter. Die Einrichtung 26 startet mit der Ausgabe des Drehzahlsignales, wenn das Gasventilsignal 19 zurückgesetzt wird (Brennerbetrieb beendet) und die Nachlaufzeit T_Inz ermittelt wurde.
Die Einrichtung 26 ist als einseitig negiertes AND-Gatter ausgebildet, wobei das Ausgangssignal das Steuersignal für das Gebläse ist.
Wird eine Wärmeanforderung, das heißt, der Temperaturregler 24 reagiert auf eine Änderung das Temperaturfühlers 13 und gibt das Gasventil 9 frei, vor Ablauf der Nachlaufzeit angefordert, so wird über die Einrichtung 26 der Nachlauf beendet und mit der Gebläseansteuerung über den Temperaturregler 24 gestartet.
Beim Abstellen des Sturzbrenners 6, das heißt bei einer Sperre der Gaszufuhr, wird das Gebläse 5 für eine bestimmte Nachlaufzeit in Betrieb gehalten. Dabei hängt die Nachlaufzeit von der Temperatur des den Wärmetauscher 10 durchströmenden Wassers und der Dauer der dem Abstellen des Brenners vorangehenden Betriebszeit desselben ab. Dabei verkürzt sich die Nachlaufzeit mit steigender Heizmitteltemperatur und steigender Dauer des vorangegangenen Brennerbetriebes. Dies ist aus den in den 4 und 5 dargestellten Diagrammen erkennbar.
Durch den Nachlauf des Gebläses wird sichergestellt, daß gegebenenfalls vorhandenes Kondensat verdampft und ausgetrieben werden kann.
Aus dem Diagramm der 4 geht hervor, wie sich der Verlauf der Gebläsenachlaufzeit in Relation zur Vorlauftemperatur verhält. Bei einer Vorlauftemperatur von 20°C oder weniger liegt die Gebläsenachlaufzeit in ihrem Maximum bei 2 min, und bei einer maximalen Vorlauftemperatur von 70°C liegt sie bei nicht zu unterschreitenden 0,08 min. Dazwischen ergibt sich ein Kurvenzug 30, der etwa die Form eines Kegelschnitts hat, aber aus verschiedenen Fixpunkten Mittelwert bildend zusammengesetzt ist.
In der 5 ist ein Diagramm dargestellt, das den Verlauf der Lüfternachlaufzeit in Relation zur Länge der Brennerlaufzeit der vergangenen Brennzeit darstellt, hier ergibt sich das Maximum der Lüfternachlaufzeit von wiederum 2 min bei einer vergangenen Brennerlaufzeit von 0 min, und ein Minimum der Lüfternachlaufzeit von wiederum 0,08 min bleibt erhalten, wenn die vorangegangene Brennerlaufzeit 3 min oder mehr betrug. Auch hierzwischen ergibt sich ein Kurvenzug 30, der Ähnlichkeit mit einem Kegelschnitt aufweist. Auch dieser Kurvenzug ist aus mehreren Fixpunkten zusammengesetzt, die Mittelwert bildend miteinander verbunden wurden.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Wasserheizers mit einem von einem ein Gebläse (5) aufweisenden vormischenden Brenner (6, 6'), dessen Gasversorgung in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern gesteuert wird, beaufschlagten Wärmetauscher (10) zur Erwärmung eines Heizmittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachlaufzeit des Gebläses (5) nach jeder Sperre der Gasversorgung des Brenners (6, 6') in Abhängigkeit von der Heizmitteltemperatur im Bereich des Wärmetauschers (10) und der vorangegangenen Brennerlaufzeit gesteuert wird, wobei die Nachlaufzeit des Gebläses (5) um so kürzer gewählt wird, je höher die Heizmitteltemperatur ist und je länger die vorhergehende Brennerlaufzeit war.
Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der ein mit einem Gebläse (5) versehener Brenner (6, 6') in einer einen Wärmetauscher (10), der mit einer Vor- und einer Rücklaufleitung (11, 12) verbunden ist, aufweisenden Brennkammer (1) angeordnet ist, wobei die Gaszufuhr zum Brenner (6, 6') über ein Gasventil (9) steuerbar ist, das mit einer Steuerung (15) in Verbindung steht, die mit einem Außentemperaturfühler (17) und mit einem in der Vor- oder Rücklaufleitung (11, 12) angeordneten Temperaturfühler (13) verbunden ist und die das den Brenner (6, 6') beaufschlagende Gebläse (5) steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (15) eine Zeitschaltung zur Erfassung der Brennerlaufzeit sowie einen Rechner aufweist, der die Nachlaufzeit nach einem vorgegebenen Algorithmus in Abhängigkeit der Heizmitteltemperatur und der vorangegangenen Betriebszeit des Brenners (6, 6') ermittelt.