DE2549561A1

DE2549561A1 - Brennerregelung in heizungsanlagen

Info

Publication number: DE2549561A1
Application number: DE19752549561
Authority: DE
Inventors: Helmut Abel; Helmut Herbig; Klaus Lennarz; Ernst-W Dipl Ing Stephan
Original assignee: BuderusSche Eisenwerke AG
Current assignee: Bosch Thermotechnik GmbH
Priority date: 1975-11-05
Filing date: 1975-11-05
Publication date: 1977-05-18
Also published as: DE2549561B2; DE2549561C3

Description

Brennerregelung in Heizungsanlegen
Brenner in Heizungsanlagen werden iiber thermostatische Itesselregler in Abhängigkeit von der gewünschten Kesselwassertemperatur ein- und ausgeschaltet. Die Kesselregler besitzen dabei eine gewisse Differenz zwischen der Ein- und Ausschalttemperatur, die sogenannte Schaltdifferenz. Sobald das KesseGwasser den unteren Wert erreicht, wird der Brenner eingeschaltet. Bei Erreichen des oberen Wertes erfolgt die Abschaltung.
Die Schaltdifferenz des Reglers beeinflußt den Kesselbetrieb in mehrfacher Weise. Sie wirkt sich einerseits auf die maximale Kesselwassertemperatur aus. So würde sich bei einer Schaltdifferenz von z.B. 80 C und einer erlaubten Höchsttemperatur von z.B.
0 820 0 90 C eine Kesselwassertemperatur zwischen 82° C und 90 C, d.h.
eine mittlere Temperatur von etwa 860 C einstellen. Die mittlere Temperatur liegt demnach bei größeren Schaltdifferenzen niedriger und bei geringeren Schaltdifferenzen höher. Da einer hohen Leistungsanforderung durch eine möglichst hohe mittlere Kesselwassertemperatur am besten entsprochen wird, sollte deshalb die Schaltdifferenz möglichst gering sein.
Die Schaltdifferenz wirkt sich zum anderen auf die Brennerlaufzeit aus. Je geringer sie ist, um so kürzere Zeit muß der Brenner laufen, um die geringe Temperaturspanne durch Energiezufuhr zu überbrücken. Bei allzu niedrigen Brennerlaufzeiten ergibt sich ein schlechter Wirkungsgrad. Zudem steigt die Umweltbelastung durch schlechten Ausbrand und durch starke Verrußung sehr an.
Bei den bekannten Kesselanlagen hat sich gezeigt, daß die z. Zt.
üblichen, im Interesse einer hohen mittleren Kesselwassertemperatur möglichst niedrig liegenden Schaltdifferenzen in oberen Leistungsbereichen zu ausreichend lagen Brennerlaufzeiten führen.
Der Heizungsvorlauf führt fortwährend Energie ab, so daß der Brenner lange laufen muß, um die abgeführte Energie zuzuführen und die Kesselwassertemperatur um die Schaltdifferenz anzuheben.
Bei niedrigen Leistungsanforderungen, etwa in Übergangszeiten, kann der Brenner die Schaltdifferenz hingegen wesentlich schneller überbrücken. Das führt dazu, daß in Leistungsbereichen bis etwa 60 % sehr kurze Brennerlaufzeiten vorhanden sind. Dabei können die geschilderten Nachteile eines schlechten Wirkungsgrades und einer schlechten Verbrennung auftreten.
In der Praxis stehen sich somit zwei entgegengesetzte Forderungen gegenüber. Auf der einen Seite wird eine geringe Schaltdifferenz gefordert, die in oberen Leistungsbereichen notwendig und auch nicht nachteilig ist. Auf der anderen Seite wird insbesondere in unteren Leistungsbereichen eine längere Brennerlaufzeit gefordert, die jedoch durch eine geringe Schaltdifferenz verhindert wird.
Das anstehende Problem wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schaltdifferenz des Reglers in Abhängigkeit von der jeweiligen Leistungsanforderung veränderlich ist. Dabei soll die Schaltdifferenz insbesondere in unteren Leistungsbereichen größer sein als in oberen Leistungsbereichen.
Durch Versuche läßt es sich ohne weiteres für jede Kesselart und -größe ermitteln, welche Schaltdifferenz im unteren Leistungsbereich vorhanden sein muß, um eine Brennerlaufzeit zu erhalten, die die nachteiligen Folgen einer schlechten Verbrennung ausschließt. Als günstig hat es sich herausgestellt, in oberen Leistungsbereichen die in Heizungsanlagen übliche Schaltdifferenz von etwa 80 C und in unteren Leistungsbereichen eine etwa doppelt so große Schaltdifferenz zu wählen.
Grundstzlich ist es möglich, die Schaltdifferenz inlAbhSngigkeit von der Leistungsanforderung kontinuierlich oder stufenförmig zu verändern. Da die Brennerlaufzeiten bei der bisher üblichen, über den gesamten Leistungsbereich konstanten Schaltdifferenz bis etwa 60 % der Gesamtleistung 7u niedrig sind und oberhalb dieses Wertes auf ausreichende Länge ansteigen, kann in Leistungsbereichen von 60 - 100 % die bisherige Schaltdifferenz b5hehal+en werden. Unter 60 % der Gesamtleistung ist die Schaltc1ifferenz kontinuierlich anzuheben oder es sind eine oder mehrere Stufen mit höherer Schaltdifferenz einzuschalten.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Schaltdifferenz über den Leistungsbereich zu verändern.
Bei elektronischen Reglern kann ein von der Außentemperatur beaufschlagter Widerstand in die Schaltung eingebaut werden, dessen Widerstand sich mit steigender Außentemperatur verändert und die Schaltdifferenz vergrößert. Die Außentemperatur ist in diesem Fall die leistungsbestimmende Größe. Grundsätzlich ist es auch möglich, eine andere leistungsbestimmende Größe als die Außentemperatur auf den Widerstand einwirken zu lassen.
Bei hydraulischen Reglern kann ein mechanisches Verzögerungsglied in den Regelkreis eingebaut werden, dessen Trägheit sich mit steigender Außentemperatur verändert und die Schaltdifferenz vergrößert. Als Verzögerungsglieder kommen Membrane, Bimetalle o.dgl. in Frage.
Eine andere Einrichtung kann darin bestehen, daß mehrere Regler mit unterschiedlicher Schaltdifferenz gekoppelt werden. Eine einfache Umschaltung in Abhängigkeit von der geforderten Leistung setzt jeweils den Regler mit der benötigten Schaltdifferenz in Tätige keit.
Das beigefügte Diagramm dient zur Veranschaulichung der Erfindung. Es bezieht sich auf eine gleitende Regelung der Kesselwassertemperatur in Abhängigkeit von der jeweiligen Außentemperatur für einen Heizkessel aus Gußeisen.
Auf der Abszisse ist die Außentemperatur und auf der Ordinate die benötigte Vorlauftemperatur aufgetragen. Sehr niedrige Außentemperaturen erfordern eine hohe Kesselleistung und somit hohe Vorlauftemperaturen. Höhere, d.h. wärmere Außentemperaturen erfordern eine niedrige Kesselleistung und somit niedrigere Vorlauftemperaturen. Die Einschaltung des Brenners erfolgt jeweils auf der unteren und die Ausschaltung auf der ooeren Kurve. In oberen Leistungsbereichen ist die zwischen beiden Kurven liegende Schaltdifferenz gering, in unteren Leistungsbereichen hingegen wesentlich größer, so daß ausreichende Brennerlaufzeiten gewährleistet sind. Die Kurven können auch einen anderen Verlauf haben.

Claims

Patentansprüche 1) Brennerregelung in Heizungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen der Ein- und Ausschalttemperatur (Schaltdifferenz) des Reglers in Abhängigkeit von der jeweiligen Leistungsanforderung veränderlich ist.

2. Brennerregelung nach Anspruch 1, dadurch gekenneichnet, daß die Schaltdifferenz in unteren Leistungsbereichen großer i9t als in oberen Leistungsbreichen.

5. Brennerregelung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltdifferenz in unteren Leistungsbereichen etwa doppelt so groß ist wie die in Heizungsanlagen übliche Schaltdifferenz von ca. 80 C in oberen Leistungsbereichen.

4. . Brennerregelung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schaltdifferenz zu unteren Lei.stlmgsbereichen hin kontinuierlich vergrößert.

5. Einrichtung zur Brennerregelung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schaltung eines elektronischen Kesselreglers ein von der Außentemperatur beaufschlagter Widerstand eingebaut ist, dessen die Schaltdifferenz beeinflussender Widerstand sich mit steigender Außentemperatur verändert.

rD Einrichtung zur Brennerregelung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Regelkreis eines hydraulischen Kesselreglers ein von der Außentemperatur beaufschlagtes, mechanisches Verzögerungsglied eingebaut ist, dessen die Schaltdifferenz beeinflussende Trägheit sich mit steigender Außentemperatur verändert.

7. Brennerregelung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schaltdifferenz zu unteren Leistungsbereichen hin stufenförmig vergrößert.

8. Einrichtung zur Brennerregelung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Koppelung mehrerer Regler mit unterschiedlicher Schaltdifferenz, von denen der -Regler mit der größeren Schaltdifferenz im unteren Leistungsbereich zum Binsatz kommt.