DE202013004336U1 - Exhaust throttle device for a heater - Google Patents

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Abstract

Heizvorrichtung (100) mit – einem Brenner (20), welcher einen Brennstoff zum Erzeugen von Verbrennungswärme verbrennt, – einem Heizkessel (30), welcher einen Brennraum (35), der die Verbrennungsgase aufnimmt, und eine Wärmetauschereinrichtung (40) aufweist, durch welche die Verbrennungswärme auf ein Heizfluid übertragbar ist, und – eine Abgasleitung (60), welche zum Abführen der Verbrennungsgase an dem Brennraum (35) des Heizkessels (30) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, – dass in der Abgasleitung (60) eine Drosseleinrichtung (70) zum Drosseln des Stromes des Verbrennungsgases angeordnet ist, – dass eine Druckmesseinrichtung (80) zum Erfassen eines Ist-Druckwertes bezogen auf den Brennraum (35) vorgesehen ist, und – dass eine Steuereinheit (90) vorgesehen ist, welche mit der Druckmesseinrichtung (80) und dem Brenner (20) in Verbindung steht, wobei die Steuereinheit (90) ausgebildet ist, den Brenner (20) abzuschalten, wenn der Ist-Druckwert einen vorgegebenen Soll-Druckwert übersteigt.A heating device (100) comprising - a burner (20) burning a fuel for generating heat of combustion, - a boiler (30) having a combustion chamber (35) receiving the combustion gases and a heat exchanger means (40) through which the combustion heat can be transferred to a heating fluid, and an exhaust pipe (60) which is connected to the combustion chamber (35) of the boiler (30) for discharging the combustion gases, characterized in that in the exhaust pipe (60) a throttle device (70 is arranged for throttling the flow of the combustion gas, - that a pressure measuring device (80) for detecting an actual pressure value relative to the combustion chamber (35) is provided, and - that a control unit (90) is provided, which with the pressure measuring device (80 ) and the burner (20) is in communication, wherein the control unit (90) is adapted to turn off the burner (20) when the actual pressure value is a predetermined S oll-pressure value exceeds.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung mit einem Brenner, welcher einen Brennstoff zum Erzeugen von Verbrennungswärme verbrennt, einem Heizkessel, welcher einen Brennraum, der die Verbrennungsgase aufnimmt, und eine Wärmetauschereinrichtung aufweist, durch welche die Verbrennungswärme auf ein Heizfluid übertragbar ist, und eine Abgasleitung, welche zum Abführen der Verbrennungsgase an dem Brennraum des Heizkessels angeschlossen ist.The invention relates to a heating device with a burner which burns a fuel for generating combustion heat, a boiler having a combustion chamber which receives the combustion gases, and a heat exchanger means by which the heat of combustion is transferable to a heating fluid, and an exhaust pipe, which connected to the combustion chamber of the boiler for discharging the combustion gases.

Aufgrund der stetig steigenden Energiepreise werden vielfältige Anstrengungen unternommen, die Energieeffizienz von Heizvorrichtungen zu verbessern, um insbesondere die Kosten für die Heizung privater, gewerblicher oder auch öffentlich genutzter Gebäude zu senken. Die in der Industrie eingesetzten Maßnahmen, die Energieeffizienz zu steigern, wie sie zum Beispiel bei größeren Anlagen umgesetzt werden, sind aufgrund der hohen Investitionskosten bei den relativ kleinen Anlagen, die im privaten oder gewerblichen Bereich von kleinen und mittleren Unternehmen verwendet werden, meist nicht wirtschaftlich.Due to the ever increasing energy prices, many efforts are made to improve the energy efficiency of heating devices, in particular to reduce the costs of heating private, commercial or public buildings. The measures taken in industry to increase energy efficiency, such as those implemented in larger plants, are usually not cost-effective due to the high investment costs of the relatively small scale installations used by small and medium-sized enterprises in the private or commercial sector ,

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Heizvorrichtung anzugeben, bei der in besonders wirtschaftlicher Weise die Energieeffizienz verbessert ist.The invention is therefore based on the object of specifying a heater in which the energy efficiency is improved in a particularly economical manner.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by a heating device with the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasleitung eine Drosseleinrichtung zum Drosseln des Stromes des Verbrennungsgases angeordnet ist, dass eine Druckmesseinrichtung zum Erfassen eines Ist-Druckwertes bezogen auf den Brennraum vorgesehen ist, und dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche mit der Druckmesseinrichtung und dem Brenner in Verbindung steht, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, den Brenner abzuschalten, wenn der Ist-Druckwert einen vorgegebenen Soll-Druckwert übersteigt.The device according to the invention is characterized in that a throttle device for throttling the flow of the combustion gas is arranged in the exhaust pipe, that a pressure measuring device is provided for detecting an actual pressure value relative to the combustion chamber, and that a control unit is provided which communicates with the pressure measuring device and the burner is in communication, wherein the control unit is designed to turn off the burner when the actual pressure value exceeds a predetermined desired pressure value.

Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, den aus dem Brennraum austretenden Abgasstrom zu drosseln, um die durch Verbrennung entstehende Wärme möglichst lange in dem Heizkessel zu halten und damit die Übertragung der Verbrennungswärme auf das Heizfluid in dem Heizkessel zu verbessern. Aufgrund der Drosselung erhöht sich der Druck und gleichzeitig auch die Temperatur am Brenner. Durch die Erhöhung der Temperatur kann auch eine verbesserte Verbrennung des verwendeten Brennstoffes erreicht werden, indem der Anteil der Brennstoffpartikel, die unverbrannt mit dem Abgasstrom aus dem Brennraum entweichen, verringert wird. Dabei wird auch eine Feinstaub- und Co2-Belastung herabgesetzt.A basic idea of the invention can be seen in throttling the exhaust gas flow emerging from the combustion chamber in order to keep the heat produced by combustion as long as possible in the heating boiler and thus to improve the transfer of the heat of combustion to the heating fluid in the heating boiler. Due to the throttling, the pressure and at the same time the temperature at the burner increases. By increasing the temperature, an improved combustion of the fuel used can be achieved by reducing the proportion of fuel particles that escape unburned with the exhaust gas flow from the combustion chamber. This also reduces particulate matter and Co 2 pollution.

Dieser Aspekt kommt insbesondere bei Öl- und Holz- beziehungsweise Brikettheizungen zum Tragen.This aspect is particularly relevant for oil and wood or briquette heating.

Das Drosseln des Abgasstromes kann zum Beispiel durch den Einbau eines Ventils in der Abgasleitung erreicht werden. Die Drosselung kann dabei beispielsweise durch eine Verkleinerung des Querschnittes in der Abgasleitung erfolgen. Eine derartige Drosselung kann zum Beispiel statisch ausgebildet sein, in dem zum etwa der Querschnitt der Abgasleitung durch ein Einsatzstück, welches in dem Übergangsbereich zwischen dem Ausgang des Brennraums und der Abgasleitung eingesetzt wird, verkleinert wird. Das Einsatzstück kann auch einen bestimmten Abschnitt in der Abgasleitung ersetzen.The throttling of the exhaust gas stream can be achieved, for example, by installing a valve in the exhaust gas line. The throttling can be done, for example, by a reduction of the cross section in the exhaust pipe. Such a throttling can be designed, for example, statically, in which, for example, the cross-section of the exhaust gas line is reduced by an insert which is inserted in the transitional area between the outlet of the combustion chamber and the exhaust gas line. The insert may also replace a particular section in the exhaust pipe.

Ferner kann das Drosseln auch durch ein verstellbares Drosselventil erfolgen, das über eine Ventilsteuerungseinheit gesteuert wird.Furthermore, the throttling can also take place by means of an adjustable throttle valve, which is controlled via a valve control unit.

Die Druckmesseinrichtung hat dabei die Aufgabe, den vorhandenen Druck in dem Brennraum zu überwachen. Um einen sicheren Betrieb der Anlage zu gewährleisten, kann die Steuereinheit den Brenner abschalten, wenn der von der Druckmesseinrichtung erfasste Druck, der sogenannte Ist-Druck, in dem Brennraum einen vorgegebenen Soll-Druck übersteigt. Dafür werden die von der Druckmesseinrichtung gemessenen Druckwerte an die Steuereinheit übertragen. Die Übertragung kann über eine feste Verbindung, wie zum Beispiel eine Kabelverbindung oder mittels drahtloser Übertragungstechniken, wie zum Beispiel per Funk erfolgen. Die Steuereinheit kann den Brenner zum Beispiel dadurch abschalten, in dem sie die Zuführung des Brennstoffs in den Brenner unterbricht.The pressure measuring device has the task to monitor the existing pressure in the combustion chamber. In order to ensure safe operation of the system, the control unit can switch off the burner when the pressure detected by the pressure measuring device, the so-called actual pressure, in the combustion chamber exceeds a predetermined desired pressure. For this purpose, the pressure values measured by the pressure measuring device are transmitted to the control unit. The transmission may be via a fixed connection, such as a cable connection or via wireless transmission techniques, such as by radio. The control unit may switch off the burner, for example, by interrupting the supply of fuel to the burner.

Die Druckmesseinrichtung kann einen Absolutdruck oder einen Relativdruck messen, also einen Differenzdruck. Insbesondere kann sich der Differenzdruck auf den Druckabfall an der Drosseleinrichtung beziehen. Hierzu kann eine Differenz zwischen dem Druck im Heizkessel und dem Druck hinter der Drosseleinrichtung ermittelt werden. Der Druck hinter der Drosseleinrichtung kann etwa mit dem herrschenden Atmosphärendruck gegebenenfalls mit einem Korrekturwert gleichgesetzt werden. Es können entsprechende Drucksensoren zur Druckmessung in der Abgasleitung in Strömungsrichtung hinter der Drosseleinrichtung oder am Gehäuse zur Druckmessung der Umgebungsatmosphäre vorgesehen sein. Übersteigt der ermittelte Druck oder Druckwert den vorgegebenen Soll- oder Schwelldruckwert, erfolgt aus Sicherheitsgründen eine Abschaltung.The pressure measuring device can measure an absolute pressure or a relative pressure, that is to say a differential pressure. In particular, the differential pressure may relate to the pressure drop across the throttle device. For this purpose, a difference between the pressure in the boiler and the pressure behind the throttle device can be determined. The pressure behind the throttle device can be equated with a prevailing atmospheric pressure, possibly with a correction value. It can be provided for pressure measurement in the exhaust pipe in the flow direction behind the throttle device or on the housing for pressure measurement of the ambient atmosphere corresponding pressure sensors. If the determined pressure or pressure exceeds the predetermined setpoint or threshold pressure value, there is a shutdown for safety reasons.

Bei einer Zündung zum Start des Brenners kann ein Druckstoß entstehen. Damit dieser normale kurzzeitige Druckanstieg nicht zu einer Abschaltung führt, ist die Steuereinheit vorzugsweise so ausgelegt, dass eine Druckwertüberschreitung erst nach einer bestimmten Zeitspanne nach einer Zündung und/oder bei Auftreten über eine bestimmte Zeitperiode zu einer Abschaltung führt.Ignition to the start of the burner may result in a pressure surge. In order for this normal short-term increase in pressure does not lead to a shutdown, the control unit is preferably designed so that a pressure overrun only after a certain period of time after ignition and / or when occurring over a certain period of time leads to a shutdown.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit am Brenner angeordnet. Die Steuereinheit kann aber auch vom Brenner entfernt an einer Zuführleitung vorgesehen sein, durch welche der Brennstoff in den Brenner gelangt. Es kann die Brenner eigene Steuereinheit mit einer entsprechenden Aufrüstung oder eine zusätzliche Steuereinheit verwendet werden.Preferably, the control unit is arranged on the burner. The control unit can also be provided away from the burner to a supply line through which the fuel enters the burner. It can be used the burner own control unit with an appropriate upgrade or an additional control unit.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bereits installierte Heizvorrichtungen mit der Drosseleinrichtung nachgerüstet werden können. Dadurch kann die Energieeffizienz gerade bei Heizungen älterer Bauart verbessert werden, ohne dass aufwändige und teure Umbauten an der bestehenden Heizung vorgenommen werden müssen.Another advantage of the invention is that already installed heaters can be retrofitted with the throttle device. As a result, energy efficiency can be improved, especially in older-style heating systems, without the need for time-consuming and expensive conversions to the existing heating system.

Zur Sicherheit kann die Steuereinheit so konzipiert sein, dass nach einer Abschaltung des Brenners, das heißt, wenn der Druck im Brennraum einen vorgegebenen Grenzdruck überschritten hat, die Steuereinheit nur durch einen kundigen Fachmann wieder in Betrieb gesetzt werden kann. Dafür kann die Steuereinheit zum Beispiel durch einen Code oder Schlüssel geschützt sein. Zum Wieder-in-Betriebsetzen ist eine Codeeingabeeinrichtung oder ein Schloss an der Steuereinheit vorhanden.For safety, the control unit can be designed so that after a shutdown of the burner, that is, when the pressure in the combustion chamber has exceeded a predetermined pressure limit, the control unit can only be put into operation again by a skilled person. For this purpose, the control unit may be protected by a code or key, for example. For re-operation, a code input device or a lock is provided on the control unit.

Der Soll-Druck wird anhand der zulässigen Drücke für den Kessel bestimmt und an der Steuereinheit eingegeben.The set pressure is determined from the allowable pressures for the boiler and entered at the control unit.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Drosseleinrichtung im Bereich des Austritts des Abgases aus dem Heizkessel angeordnet ist. Die Drosseleinrichtung kann zum Beispiel im Bereich eines Anschluss-Stutzens, über welchen der Brennraum mit der Abgasleitung verbunden ist, angeordnet sein. Dadurch kann die Montage der Drosseleinrichtung vereinfacht werden, da der Anschluss-Stutzen meist für den Monteur besser zugänglich ist als die Abgasleitung selbst. Ferner besteht auch die Möglichkeit die Drosseleinrichtung als ein Verbindungsstück zwischen der Abgasleitung und den Anschluss-Stutzen einzusetzen.A preferred embodiment of the invention is that the throttle device is arranged in the region of the outlet of the exhaust gas from the boiler. The throttle device can be arranged, for example, in the region of a connection nozzle, via which the combustion chamber is connected to the exhaust gas line. As a result, the assembly of the throttle device can be simplified because the connection piece is usually more accessible to the fitter than the exhaust line itself. Furthermore, it is also possible to use the throttle device as a connecting piece between the exhaust pipe and the connection piece.

Die Drosseleinrichtung im Bereich des Austritts des Abgases aus dem Heizkessel anzuordnen hat den weiteren Vorteil, dass die Drosselung des Abgasstromes noch vor Eintritt der Verbrennungsgase in die Abgasleitung geschieht, wodurch ein unnötiges Aufheizen der Abgasleitung durch die erhöhte Temperatur im Brennraum vermieden wird, was wiederum die Übertragung der Verbrennungswärme auf das Heizfluid durch die Wärmetauschereinrichtung innerhalb des Kessels verbessert.To arrange the throttle device in the region of the outlet of the exhaust gas from the boiler has the further advantage that the throttling of the exhaust gas flow occurs before the combustion gases in the exhaust pipe, thereby avoiding unnecessary heating of the exhaust pipe by the elevated temperature in the combustion chamber, which in turn Transfer of combustion heat to the heating fluid through the heat exchanger device within the boiler improved.

Insbesondere kann die Drosseleinrichtung als ein Einsatzelement ausgebildet sein, welches in die Abgasleitung einsetzbar ist. Das Einsatzelement kann zum Beispiel aus einem Gehäuse aus einem hitzebeständigen Material bestehen, in welchem die Drosseleinrichtung integriert ist. Diese Ausgestaltung der Drosseleinrichtung als Einsatzelement hat den Vorteil, dass die Montage der Drosseleinrichtung innerhalb der Abgasleitung durch einfaches Einsetzen, beziehungsweise Einschieben oder Einbringen des Einsatzelementes in die Abgasleitung erfolgen kann.In particular, the throttle device can be designed as an insert element which can be inserted into the exhaust gas line. The insert element may for example consist of a housing made of a heat-resistant material, in which the throttle device is integrated. This embodiment of the throttle device as an insert element has the advantage that the assembly of the throttle device can be carried out within the exhaust pipe by simply inserting or inserting or inserting the insert element in the exhaust pipe.

Ferner ist bevorzugt, dass eine Außenkontur der Drosseleinrichtung an eine Innenkontur der Abgasleitung anpassbar ist. Die Außenkontur kann direkt an der Drosseleinrichtung angeordnet sein oder auch an einem Gehäuse, in dem, beziehungsweise an dem die Drosseleinrichtung befestigt ist. Die Außenkontur kann zum Beispiel einen veränderlichen Durchmesser aufweisen, der an den Innendurchmesser der Abgasleitung ausgerichtet werden kann. Ferner kann als Außenkontur auch ein Spannmechanismus vorgesehen sein, der die Drosseleinrichtung oder ein Gehäuse der Drosseleinrichtung gegenüber der Innenkontur der Abgasleitung abstützt, um die Drosseleinrichtung in der Abgasleitung zu befestigen. Die Außenkontur könnte auch aus einem formbaren Material bestehen, das beim Einbringen in die Abgasleitung verformt wird. Die Befestigung zwischen den beiden Konturen der Drosseleinrichtung und der Abgasleitung kann ferner auch über einen Steck- oder auch einen Klemmmechanismus erfolgen.It is further preferred that an outer contour of the throttle device is adaptable to an inner contour of the exhaust pipe. The outer contour can be arranged directly on the throttle device or on a housing in which, or to which the throttle device is attached. The outer contour may, for example, have a variable diameter, which can be aligned with the inner diameter of the exhaust pipe. Further, as the outer contour and a clamping mechanism may be provided which supports the throttle device or a housing of the throttle device relative to the inner contour of the exhaust pipe to secure the throttle device in the exhaust pipe. The outer contour could also consist of a moldable material which is deformed when introduced into the exhaust pipe. The attachment between the two contours of the throttle device and the exhaust pipe can also be done via a plug-in or a clamping mechanism.

Dabei ist es nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft, dass die Drosseleinrichtung aus einem durchströmbaren Material gebildet ist. Die Drosseleinrichtung kann zum Beispiel aus einem feinen Gitter gebildet sein, welches aus einem hitzebeständigen Material, wie zum Beispiel Metall, Keramik, hitzebeständigem Kunststoff oder ähnlichem besteht. Ferner können dafür auch poröse Materialien verwendet werden, bei denen der Strom des Abgases durch die Poren hindurch leitbar ist.It is advantageous according to a further embodiment of the invention that the throttle device is formed from a flow-through material. For example, the throttle device may be formed of a fine mesh made of a heat-resistant material such as metal, ceramic, heat-resistant plastic or the like. Furthermore, porous materials can also be used for this, in which the flow of the exhaust gas through the pores can be conducted.

Vorzugsweise ist die Drosseleinrichtung aus einem elastischen Material gebildet. Aufgrund der Elastizität kann sich die Form der Drosseleinrichtung dem Innenrohrdurchmesser der Abgasleitung anpassen, so dass das Material direkt an der Innenwand anliegt. Insbesondere können dafür auch schaumartige Materialien verwendet werden, die beispielsweise in die Abgasleitung eingesprüht beziehungsweise gespritzt werden, und dort aushärten. Ferner können auch hitzebeständige Hartschäume eingesetzt werden.Preferably, the throttle device is formed of an elastic material. Due to the elasticity, the shape of the throttle device can adapt to the inner pipe diameter of the exhaust pipe, so that the material rests directly on the inner wall. In particular, foam-like materials can be used for this purpose, for example, sprayed into the exhaust pipe or be sprayed and harden there. Furthermore, heat-resistant rigid foams can also be used.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Drosseleinrichtung aus einem Fasermaterial gebildet ist, insbesondere aus Stahlwolle, Steinwolle oder etc. Es können auch Glaswolle oder Kombinationen verschiedener Materialien wie z. B. Mineralwolle verwendet werden. Diesen Materialien können auch Stoffe beigemischt oder zugegeben sein, die eine Filterfunktion des Abgases aufweisen. Diese Faserartigen Materialien haben den Vorteil, dass sie sich aufgrund ihrer Verformbarkeit und Elastizität ohne großen Aufwand in die Abgasleitung einbringen lassen. Die Drosselwirkung lässt sich außerdem relativ einfach anhand der eingesetzten Menge des Materials an die jeweilige Heizvorrichtung anpassen.A further embodiment of the invention is that the throttle device is formed from a fiber material, in particular steel wool, rock wool or etc. It can also glass wool or combinations of different materials such. B. mineral wool can be used. Substances which have a filter function of the exhaust gas can also be admixed or added to these materials. These fibrous materials have the advantage that they can be brought into the exhaust pipe due to their deformability and elasticity without much effort. The throttle effect can also be adjusted relatively easily based on the amount of material used to the respective heater.

Ferner kann in der Abgasleitung ein Lüfter zum Ausblasen des Abgasstromes aus der Abgasleitung vorgesehen sein, welcher zu der Drosseleinrichtung nachgelagert ist. Durch den Lüfter kann ein definierter, insbesondere ein relativ geringer Unterdruck in dem von der Drosselleinrichtung stromabwärtsgelegenen Abschnitt der Abgasleitung erzeugt werden, wodurch die Durchlaufrate des Abgases zusätzlich und unabhängig von der Drosseleinrichtung geregelt werden kann.Further, in the exhaust pipe, a fan for blowing out the exhaust gas stream may be provided from the exhaust pipe, which is downstream of the throttle device. By the fan, a defined, in particular a relatively low negative pressure in the downstream of the throttle device section of the exhaust pipe can be generated, whereby the flow rate of the exhaust gas can be controlled in addition and independently of the throttle device.

Schließlich ist es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass an dem Brennraum mindestens eine Aufnahme für eine Flammüberwachung vorgesehen ist, und dass die Druckmesseinrichtung an der Aufnahme angeordnet ist. Über die Flammüberwachung wird der sichere Betrieb des Brenners, z. B. eines Öl- oder Gasbrenners sichergestellt. Die Anordnung der Druckmesseinrichtung an der Aufnahme der Flammüberwachung hat den Vorteil, dass für die Druckmesseinrichtung kein zusätzlicher Durchgang zu dem Brennraum geschaffen werden muss, was zu größerem Aufwand bei der Montage führen würde. Die Druckmesseinrichtung kann auch in die Flammüberwachung integriert sein. Als Druckmesseinrichtung können auch alle möglichen Arten von Drucksensoren verwendet werden, wie z. B. piezoresistive, piezoelektrische, kapazitive oder auch induktive Drucksensoren.Finally, it is provided according to a further embodiment of the invention that at least one receptacle for a flame monitoring is provided on the combustion chamber, and that the pressure measuring device is arranged on the receptacle. About the flame monitoring, the safe operation of the burner, z. B. an oil or gas burner ensured. The arrangement of the pressure measuring device on the recording of flame monitoring has the advantage that no additional passage to the combustion chamber must be created for the pressure measuring device, which would lead to greater effort during assembly. The pressure measuring device can also be integrated in the flame monitoring. As a pressure measuring device also all kinds of pressure sensors can be used, such. As piezoresistive, piezoelectric, capacitive or inductive pressure sensors.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Druckmesseinrichtung eine Druckdose umfassen, welche zwischen der Aufnahme für die Flammüberwachung und der Steuereinheit geschaltet ist. Der Einsatz der Druckdose stellt eine günstige Alternative dar, den Druck innerhalb des Brennraums zu überwachen. Ferner kann die Druckdose auch in ausreichender Entfernung zum Brennraum montiert sein, um den Betrieb der Druckdose durch mögliche Temperaturabstrahlungen von Brennraum, was insbesondere bei älteren Heizvorrichtungen auftreten kann, nicht zu stören. Die Druckdose kann beispielsweise über einen Anschluss am Flammsichtdeckel angeschlossen werden.In a preferred embodiment, the pressure measuring device may comprise a pressure cell, which is connected between the receptacle for flame monitoring and the control unit. The use of the pressure cell is a cheap alternative to monitor the pressure within the combustion chamber. Furthermore, the pressure cell can also be mounted at a sufficient distance from the combustion chamber in order not to disturb the operation of the pressure cell by possible temperature emissions from the combustion chamber, which may occur especially in older heating devices. The pressure box can be connected for example via a connection on the flame cover.

Die Erfindung wird nachfolgend auch anhand von einer bevorzugten Ausführungsform weiter erläutert, welche in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt ist.The invention will be explained below with reference to a preferred embodiment, which is shown schematically in the accompanying drawing.

1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 100, die mit Heizöl als Brennstoff betrieben wird. Die Heizvorrichtung 100 weist auf der linken Seite einen Brenner 20 auf, bei welchem über eine nicht näher dargestellte Einspritzdüse 25 Heizöl unter Druck zerstäubt wird und mit zugeführter Frischluft zu einem Brenngas vermischt wird. Die Verbrennung erfolgt über eine herkömmliche Zündung innerhalb eines trommelförmigen Brennraumes 35. Der Brennraum 35 ist innerhalb eines Heizkessels 30 angeordnet. An der Außenwandung des Brennraumes 35 sind in dem Heizkessel 30 in bekannter Weise Wärmetauschleitungen 40 angeordnet, über welche die Verbrennungswärme aus dem Brennraum 35 auf ein Heizfluid, insbesondere Heizwasser, eines nicht dargestellten Heizkreislaufes übertragen wird. 1 shows an embodiment of a heating device according to the invention 100 , which is operated with fuel oil as fuel. The heater 100 has a burner on the left side 20 on, in which via an injection nozzle, not shown 25 Fuel oil is atomized under pressure and mixed with supplied fresh air to a fuel gas. The combustion takes place via a conventional ignition within a drum-shaped combustion chamber 35 , The combustion chamber 35 is inside a boiler 30 arranged. On the outer wall of the combustion chamber 35 are in the boiler 30 in a known manner heat exchange lines 40 arranged, via which the heat of combustion from the combustion chamber 35 is transferred to a heating fluid, in particular heating water, a heating circuit, not shown.

Der durch Verbrennung entstehende Abgasstrom 50 wird nach dem Durchlaufen des trommelförmigen Brennraumes 35 über einen in dem Heizkessel 30 integrierten Austritt 45 an eine Abgasleitung 60 abgeführt, die über einen Anschlussstutzen 47 an dem Austritt 45 angeschlossen ist. Innerhalb des Anschlussstutzens 47 ist eine Drosseleinrichtung 70 vorgesehen, die die Funktion hat, den Abgasstrom 50 zu drosseln. Die Drosseleinrichtung 70 ist aus Dämmmaterial 70 gebildet, das innerhalb des Anschlussstutzens 47 eingesetzt wird.The exhaust gas flow resulting from combustion 50 is after passing through the drum-shaped combustion chamber 35 over one in the boiler 30 integrated exit 45 to an exhaust pipe 60 dissipated via a connecting piece 47 at the exit 45 connected. Inside the connection piece 47 is a throttle device 70 provided, which has the function, the exhaust gas flow 50 to throttle. The throttle device 70 is made of insulating material 70 formed, that within the connecting piece 47 is used.

Der Abgasstrom 50 wird damit vor Austritt aus dem Heizkessel 30 beziehungsweise vor Eintritt in die Abgasleitung 60 gedrosselt bzw. verlangsamt. Das Dämmmaterial 70 wird von dem Abgasstrom 50 durchströmt bzw. passiert, wobei der Abgasstrom 50 einem Strömungswiderstand ausgesetzt ist, der sich proportional zu der Menge des eingesetzten Dämmmaterials 70 verhält. Die Drosselung des Abgasstromes 50 führt dazu, dass das Abgas länger in dem Brennraum 35 gehalten wird. Das Abgas kann dadurch mehr Wärme an das Heizwasser in den Wärmetauschleitungen 40 abgeben, wodurch die Effizienz der gesamten Heizvorrichtung verbessert wird.The exhaust gas flow 50 It will be before leaving the boiler 30 or before entering the exhaust pipe 60 throttled or slowed down. The insulation material 70 is from the exhaust gas flow 50 flows through or happens, the exhaust gas flow 50 is exposed to a flow resistance that is proportional to the amount of insulating material used 70 behaves. The throttling of the exhaust gas flow 50 causes the exhaust gas to stay longer in the combustion chamber 35 is held. The exhaust gas can thereby more heat to the heating water in the heat exchange lines 40 output, whereby the efficiency of the entire heating device is improved.

Ferner kann durch die Drosseleinrichtung 70 der Druck innerhalb des Brennraumes 35 erhöht werden, was auch einen Temperaturanstieg zur Folge hat. Eine erhöhte Brenntemperatur im Brennraum 35 kann ferner die Verbrennung des Heizöls verbessern, indem der Anteil von Ölpartikeln, die den Brennraum 35 mit dem Abgasstrom unverbrannt über die Abgasleitung verlassen, verringert wird. Durch die effizientere Verbrennung wird der Heizwert des verwendetet Heizöls verbessert.Furthermore, by the throttle device 70 the pressure inside the combustion chamber 35 be increased, which also has a rise in temperature result. An increased firing temperature in the combustion chamber 35 can also improve the combustion of the heating oil by reducing the proportion of oil particles, the combustion chamber 35 with the exhaust gas flow unburned leaving via the exhaust pipe, is reduced. More efficient combustion improves the calorific value of the fuel oil used.

Die Menge des in den Anschlussstutzen 47 eingesetzten Dämmmaterials 70 legt den Grad der Drosselung fest. Dafür werden von dem Monteur die Druckwerte des Brennraums 35 ermittelt, um anhand von diesen Daten die Menge des Dämmmaterials 70 zu bestimmen.The amount of in the connecting piece 47 used insulating material 70 sets the degree of throttling. For the fitter, the pressure values of the combustion chamber 35 determined by this data, the amount of Dämmmaterials 70 to determine.

Um zu vermeiden, dass der durch die Verbrennung der Verbrennungsgase entstehende Druck in dem Brennraum 35 zu groß wird, da der Abgasstrom 50, der den Brennraum 35 über den Austritt 45 verlassen soll, zu stark durch das Dämmmaterial 70 gedrosselt wird, wird der Druck überwacht. Zu diesem Zweck ist für die Heizvorrichtung 100 eine Druckmesseinrichtung 86 vorgesehen. Die Druckmesseinrichtung 80 ist als Differenzdruckschalter ausgebildet. Es sind eine Druckdose 86, insbesondere einer Druckdose nach DIN 1854 , und ein Anschluss 87 vorgesehen, der die Druckdose 80 mit dem Brennraum 35 verbindet. Der Betrieb des Brenners 20 wird über eine Flammüberwachung 94 überwacht, die über einen in einer Außenwand 32 des Heizkessels 30 angeordneten Flammsichtdeckel 92 mit dem Brennraum 35 verbunden ist.In order to avoid that caused by the combustion of the combustion gases pressure in the combustion chamber 35 gets too big, because the exhaust stream 50 who has the combustion chamber 35 about the exit 45 should leave too much through the insulation material 70 is throttled, the pressure is monitored. For this purpose is for the heater 100 a pressure measuring device 86 intended. The pressure measuring device 80 is designed as a differential pressure switch. It is a pressure cell 86 , in particular a pressure cell after DIN 1854 , and a connection 87 provided that the pressure box 80 with the combustion chamber 35 combines. The operation of the burner 20 is via a flame monitoring 94 monitored, over one in an outer wall 32 of the boiler 30 arranged flame view cover 92 with the combustion chamber 35 connected is.

Der Anschluss 87 der Druckdose 86 an den Brennraum 35 erfolgt über den Flammsichtdeckel 92. Die Druckdose 86 ist außerdem über eine Übertragungsleitung 55 mit einer Steuereinheit 90 verbunden, die oberhalb des Brenners 20 angeordnet ist, und mit der der Betrieb des Brenners 20 unterbrochen werden kann. Die Druckdose 86 hat die Funktion den sogenannten Ist-Druck, der innerhalb des Brennraums 30 während des Brennvorgangs vorherrscht, zu messen. Der Wert des gemessen Drucks wird an die Steuereinheit 90 übermittelt.The connection 87 the pressure box 86 to the combustion chamber 35 via the flame cover 92 , The pressure cell 86 is also via a transmission line 55 with a control unit 90 connected, above the burner 20 is arranged, and with the operation of the burner 20 can be interrupted. The pressure cell 86 the function has the so-called actual pressure inside the combustion chamber 30 during firing, to measure. The value of the measured pressure is sent to the control unit 90 transmitted.

Die Steuereinheit 90 ist dazu ausgebildet, den Brenner 20 abzuschalten und für den weiteren Betrieb zu sperren, sobald der Ist-Druck innerhalb des Brennraums 35 einen vorgegebenen Soll-Druck übersteigt. Der Wert des Soll-Druck wird von dem Monteur an der Steuereinheit 90 eingestellt, und richtet sich an nach dem für den Brennraum 35 zugelassenen Höchstdruck. Damit wird verhindert, dass durch die Heizvorrichtung 100 durch einen zu großen Druck im Brennraum 35 unkontrolliert Verbrennungsgase austreten. Der Soll-Druck kann zum Beispiel durch eine technische Störung im Brenner 20, durch einen zu hohen Strömungswiderstand des Dämmmaterials 70 oder auch durch eine Verstopfung innerhalb des Austritts 45, des Anschlussstutzens 47 oder der Abgasleitung 60 erreicht werden.The control unit 90 is designed to burn the burner 20 shut off and lock for further operation as soon as the actual pressure within the combustion chamber 35 exceeds a predetermined target pressure. The value of the target pressure is determined by the installer at the control unit 90 adjusted, and depends on the for the combustion chamber 35 authorized maximum pressure. This will prevent by the heater 100 due to excessive pressure in the combustion chamber 35 uncontrolled escape combustion gases. The set pressure can be caused, for example, by a technical fault in the burner 20 , due to excessive flow resistance of the insulating material 70 or by a blockage within the outlet 45 , the connecting piece 47 or the exhaust pipe 60 be achieved.

Um sicherzugehen, dass die Heizvorrichtung 100 nach einer Abschaltung des Brenners 20 durch die Steuereinheit 90, d. h. wenn der Fall eingetreten ist, dass der Solldruck aufgrund einer der oben genannten Störungen erreicht wurde, nicht ohne Behebung der Störungen wieder in Betrieb genommen werden kann, ist es bevorzugt, dass der Brenner 20 nur durch fachkundiges Personal wieder entsperrt bzw. aktiviert werden kann.To make sure the heater 100 after a shutdown of the burner 20 through the control unit 90 that is, when the case has occurred that the target pressure has been reached due to any of the above-mentioned failures, can not be put back into operation without repair of the disturbances, it is preferred that the burner 20 can only be unlocked or activated again by expert staff.

Bereits installierte Heizvorrichtungen, insbesondere Heizvorrichtungen älterer Bauart, können mit der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung 70 nachgerüstet werden und dadurch eine höhere Effizienz der Heizleistung erzielen. Die Betriebssicherheit wird durch die Installation der Druckmesseinrichtung 80 und der Steuereinheit 90 sichergestellt.Already installed heaters, especially heaters older design, can with the throttle device according to the invention 70 be retrofitted and thereby achieve a higher efficiency of the heating power. Operational safety is ensured by the installation of the pressure measuring device 80 and the control unit 90 ensured.

Mit der Erfindung kann daher auch die Energieeffizienz einer bereits bestehenden Heizvorrichtung relativ einfach und kostengünstig verbessert werden.With the invention, therefore, the energy efficiency of an existing heater can be relatively easily and inexpensively improved.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DIN 1854 [0033] DIN 1854 [0033]

Claims (10)

Heizvorrichtung (100) mit – einem Brenner (20), welcher einen Brennstoff zum Erzeugen von Verbrennungswärme verbrennt, – einem Heizkessel (30), welcher einen Brennraum (35), der die Verbrennungsgase aufnimmt, und eine Wärmetauschereinrichtung (40) aufweist, durch welche die Verbrennungswärme auf ein Heizfluid übertragbar ist, und – eine Abgasleitung (60), welche zum Abführen der Verbrennungsgase an dem Brennraum (35) des Heizkessels (30) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, – dass in der Abgasleitung (60) eine Drosseleinrichtung (70) zum Drosseln des Stromes des Verbrennungsgases angeordnet ist, – dass eine Druckmesseinrichtung (80) zum Erfassen eines Ist-Druckwertes bezogen auf den Brennraum (35) vorgesehen ist, und – dass eine Steuereinheit (90) vorgesehen ist, welche mit der Druckmesseinrichtung (80) und dem Brenner (20) in Verbindung steht, wobei die Steuereinheit (90) ausgebildet ist, den Brenner (20) abzuschalten, wenn der Ist-Druckwert einen vorgegebenen Soll-Druckwert übersteigt.Heating device ( 100 ) with - a burner ( 20 ), which burns a fuel for generating heat of combustion, - a boiler ( 30 ), which has a combustion chamber ( 35 ), which receives the combustion gases, and a heat exchanger device ( 40 ), by which the combustion heat is transferable to a heating fluid, and - an exhaust pipe ( 60 ), which for discharging the combustion gases at the combustion chamber ( 35 ) of the boiler ( 30 ), characterized in that - in the exhaust pipe ( 60 ) a throttle device ( 70 ) is arranged for throttling the flow of the combustion gas, - that a pressure measuring device ( 80 ) for detecting an actual pressure value relative to the combustion chamber ( 35 ), and - that a control unit ( 90 ) is provided, which with the pressure measuring device ( 80 ) and the burner ( 20 ), the control unit ( 90 ) is formed, the burner ( 20 ) shut off when the actual pressure value exceeds a predetermined desired pressure value. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (70) im Bereich des Austritts des Abgases aus dem Heizkessel (32) angeordnet ist.Heating device according to claim 1, characterized in that the throttle device ( 70 ) in the region of the exit of the exhaust gas from the boiler ( 32 ) is arranged. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (70) als ein Einsatzelement ausgebildet ist, welches in die Abgasleitung (60) einsetzbar ist.Heating device according to claim 1 or 2, characterized in that the throttle device ( 70 ) is formed as an insert element, which in the exhaust pipe ( 60 ) can be used. Heizvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenkontur der Drosseleinrichtung (70) an eine Innenkontur der Abgasleitung (60) anpassbar ist.Heating device according to claim 3, characterized in that an outer contour of the throttle device ( 70 ) to an inner contour of the exhaust pipe ( 60 ) is customizable. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (70) aus einem durchströmbaren Material gebildet ist.Heating device according to one of claims 3 or 4, characterized in that the throttle device ( 70 ) is formed from a permeable material. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (70) aus einem elastischen Material gebildet ist.Heating device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the throttle device ( 70 ) is formed of an elastic material. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (70) ein Fasermaterial aufweist, insbesondere Stahlwolle, Steinwolle oder etc.Heating device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the throttle device ( 70 ) comprises a fiber material, in particular steel wool, rock wool or etc. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasleitung (60) ein Lüfter zum Ausblasen des Abgasstromes aus der Abgasleitung (60) vorgesehen ist, welcher zu der Drosseleinrichtung (70) nachgelagert ist.Heating device according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the exhaust pipe ( 60 ) a fan for blowing the exhaust gas stream from the exhaust pipe ( 60 ) is provided, which to the throttle device ( 70 ) is downstream. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Brennraum (35) mindestens eine Aufnahme (92) für eine Flammüberwachung (94) ausgebildet ist, und dass die Druckmesseinrichtung (80) in der Aufnahme (92) angeordnet ist.Heating device according to one of claims 1 to 8, characterized in that on the combustion chamber ( 35 ) at least one recording ( 92 ) for flame monitoring ( 94 ) is formed, and that the pressure measuring device ( 80 ) in the recording ( 92 ) is arranged. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesseinrichtung (80) eine Druckdose (86) umfasst, welche zwischen der Aufnahme (92) für die Flammüberwachung (94) und der Steuereinheit (90) geschaltet ist.Heating device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the pressure measuring device ( 80 ) a pressure box ( 86 ), which between the recording ( 92 ) for flame monitoring ( 94 ) and the control unit ( 90 ) is switched.
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EP3988843A1 (en) * 2020-10-23 2022-04-27 Vaillant GmbH Method and device for protecting a waste gas system of a heating device

Non-Patent Citations (1)

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Title
DIN 1854

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