DE2728807A1

DE2728807A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung des luftdurchsatzes eines gasbeheizten, dichten warmwasserkessels

Info

Publication number: DE2728807A1
Application number: DE19772728807
Authority: DE
Inventors: Rene Prevot
Original assignee: ELM Leblanc SAS
Current assignee: ELM Leblanc SAS
Priority date: 1976-07-15
Filing date: 1977-06-27
Publication date: 1978-01-19
Also published as: ATA454277A; FR2358618A1; ES460136A1; DE2728807C2; JPS6244171B2; JPS5336742A; FR2358618B1; NL184641C; NL7707101A; IT1083537B; NL184641B; AT385583B; GB1550021A

Description

Die Erfindung betrifft die Regelung des zur Verbrennung notwendigen Luftdurchsatzes in einem gasbeheizten, dichten Wannwasserkessel im Hinblick auf ein Konstanthalten des Wirkungsgrades.

Es ist bekannt, bei Warmwasserkesseln Veränderlicher Leistung, bei denen die Luft zwangsweise abgezogen oder eingeblasen wird, den Wirkungsgrad dadurch zu verbessern, daß man unter Verwendung eines Ventilators die Zufuhr sekundärer Luft (oder im Falle von Warmwasserkesseln mit Gebläsebrennern die Zufuhr primärer Luft) in Abhängigkeit der vom Wannwasserkessel zu einem gegebenen Zeitpunkt abgegebenen Leistung ändert.

Bei bekannten Anlagen wird im allgemeinen als Wert, nach

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dem geregelt wird, der Prozentsatz der CO_-Bestandteile der Abgase, die Temperatur der Abgase oder der Druck des Gases am Brenner verwendet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Geschwindigkeit des Ventilators und damit der Luftdurchsatz in Abhängigkeit von der Strahlung und der Konvektion der Flammen des Brenners gesteuert.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des oben angegebenen Verfahrens. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen auf Temperaturänderungen ansprechenden Fühler aufweist, der die vom Brenner abgegebene Leistung feststellt und ein entsprechendes Signal erzeugt, das durch eine sequentielle oder progressive Verstärkeranordnung aus elektronischen oder elektromechanischen Bauelementen verstärkt wird, und daß das so verstärkte Signal die Erregerschaltung des Motors des Ventilators ansteuert, so daß die Geschwindigkeit des Ventilators in Abhängigkeit von der vom Brenner gelieferten Leistung geändert wird.

Erfindungsgemäß kann der auf Temperaturänderungen ansprechende Fühler z.B. durch eine Thermostatsonde, einen Widerstand mit positivem oder negativem Temperaturkoeffizienten oder einen Detektor für infrarote oder ultraviolette Strahlung gebildet sein.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines gasbeheizten Warmwasserkessels mit einer erfindungsgemäßen Luftdurchsatzregelung;

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Fig. 2: ein schematisches Schaltbild eines in Stufen schaltenden Steuerkreises für den Ventilator eines Warmwasserkessels; und

Fig. 3: ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Luftdurchsatzregelung, bei der ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten verwendet ist und die Drehzahlsteuerung des Ventilators kontinuierlich erfolgt.

In Fig. 1 ist ein gasbeheizter Warrawassererzeuger gezeigt, der in einem dichten Gehäuse 1 angeordnet ist. Die Verbrennungsprodukte werden durch einen Ventilator 2 abgezogen, der auf dem Abzug des Warmwasserbereiters angeordnet ist. Unterhalb eines Brenners 4 ist eine Thermostatsonde 3 derart angeordnet, daß sie der von der Flamme des Brenners 4 erzeugten Wärmestrahlung ausgesetzt ist. Durch die Thermostatsonde 3 sind zwei Mikroschalter 5 und 6 betätigbar. Zwei Widerstände 12 und 13 sind in Reihe in die Versorgungsleitung des Motors des Ventilators 2 geschaltet.

Die dem Brenner zugeführte Gasmenge wird über zwei Magnetventile 7 und 9 gesteuert, die ihrerseits über Kontakte 8 und 8a in Abhängigkeit vom Warmwasserbedarf erregt werden, wie dies von einem Thermostaten 11 festgestellt wird.

Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Beim sequentiellen Schalten der Drehzahl des Ventilators steuert die der Wärmestrahlung der Flamme ausgesetzte Thermostatsonde 3 die Mikroschalter 5 und 6. Befindet sich die Thermostatsonde 3 auf einer der Umgebungstemperatur entsprechenden Temperatur, so sind die Mikroschalter beide geöffnet und der Ventilator 2 läuft mit niederer Drehzahl, da er über die beiden in Reihe geschalteten Widerstände 12

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und 13 erregt wird (Schalterstellung wie in Fig. 1 gezeigt) .

Wird die halbe Leistung verlangt, so läßt das über den Thermostaten 11 und den Kontakt 8 gesteuerte Magnetventil 7 Gas zum Brenner 4; die Flamme des letzteren strahlt auf die Thermostatsonde 3, die sich erwärmt und den Mikroschalter 5 betätigt. Der Ventilator wird nun allein noch über den Widerstand 13 erregt und läuft deshalb mit mittlerer Drehzahl.

Wird vom Thermostaten 11 die volle Leistung des Brenners angefordert, so wird das über den Kontakt 8a erregte Magnetventil 9 geöffnet, und über die Thermostatsonde 3 wird ein Schließen des Mikroschalters 6 herbeigeführt. Hierdurch wird der Ventilator mit maximaler Drehzahl betrieben, da seine Versorgung mit elektrischem Strom jetzt unter Umgehung der Widerstände 12 und 13 erfolgt.

Es versteht sich, daß im Hinblick auf ein sicheres Arbeiten des Warmwasserbereiters eine ein Zeitverzögerungsglied aufweisende überwachungseinrichtung oder eine kein derartiges Zeitverzögerungsglied aufweisende Einrichtung verwendet werden kann, die das richtige Arbeiten des Ventilators überwacht, damit sichergestellt ist, daß ein gutes Abziehen der Abgase erfolgt.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform erfolgt die Steuerung der Erregung eines Ventilators 20 über Kontakte 21 und 22 eines Warmwasserthermostaten 23, der zugleich auch Magnetventile 24 und 25 steuert. Das Ingangsetzen des Ventilators 20 mit kleiner und großer Drehzahl erfolgt über Kontakte 26 und 27 in Abhängigkeit von der durch eine Thermostatsonde 28 festgestellten Temperatur. Der Ventilator wird aber nur dann erregt, wenn die Kontakte 21 und 22 geschlossen sind.

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Das in Fig. 3 gezeigte Ausftihrungsbeispiel betrifft einen gasbeheizten Warmwasserbereiter, bei dem der Luftdurchsatz unter Verwendung eines Ventilators 14 kontinuierlich geregelt wird. Der auf Temperaturänderungen ansprechende Fühler ist hier ein Widerstand 15 mit positivem Temperaturkoeffizienten, der der Einwirkung der Flamme eines Brenners 16 ausgesetzt ist. Der mit diesem Widerstand verbundene elektrische Schaltkreis weist einen Widerstand 17, einen Steuerkreis 18 und einen Triac 19 auf. Das an den Klemmen des Widerstands 17 erhaltene Signal, das von dem durch den Widerstand 15 mit positivem Temperaturkoeffizienten gebildeten Detektor erzeugt wird, regelt über den Steuerkreis 18 linear den Zündwinkel an der Steuerklemme des Triac 19. Bei dieser zuletzt beschriebenen Anordnung wird somit die Geschwindigkeit des Ventilators in Abhängigkeit von der dem Brenner 16 zugeführten Leistung kontinuierlich nachgefahren.

Es versteht sich, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Abwandlungsmöglichkeiten besteht. So können insbesondere integrierte Schaltkreise bekannter Bauart verwendet werden, und man kann die Geschwindigkeitsregelung des Ventilators durch eine Änderung der Frequenz vornehmen.

Mit der Erfindung wird unter Einsatz einfacher und kostengünstiger Mittel eine sehr wirksame und zuverlässige Regelung des Luftdurchsatzes durch einen Warmwasserbereiter erhalten. Darüber hinaus wird ein sehr vorteilhaftes Arbeiten im Falle einer Verschmutzung des Wärmetauschers erhalten: ist der Warmwasserbereiter verstopft, so ist bei gleicher Leistung die auf den Detektor einwirkende Strahlung des Brenners größer, infolgedessen fordert der Brenner die Zufuhr einer größeren Luftmenge an, und dies gestattet,innerhalb gewisser Grenzen eine zufriedenstellende Verbrennung aufrechtzuerhalten.

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Claims

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Teiagrammanschrlft: Telegrammanschrift'

Bahrpatent· Ham· PATENTANWXLTE Babetzpat München

Telex0·22·βΙ3 Telex 5215360

Γ ~1 Bankkonten:

E.L.M. Leblanc

93700 DRANCY,Frankreich 2728807

""'· MO 5999 RO/r

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München

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Luftdurchsatzes eines gasbeheizten, dichten Warmwasserkessels

Patentansprüche

Verfahren zur Steuerung des Luftdurchsatzes eines gasbeheizten, dichten Warmwasserkessels, der mit variabler Leistung betrieben werden kann und bei dem ein Zwangsabzug unter Verwendung eines Ventilators vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Ventilators und folglich auch der Luftdurchsatz in Abhängigkeit von der Wärmestrahlung und der Konvektion der Flammen des Brenners geändert wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen auf Temperaturänderungen ansprechenden Fühler (3; 15; 28), der ein der vom Brenner (4; 16;-) erzeugten Leistung entsprechendes Signal erzeugt, durch eine Anordnung zum sequentiellen oder progressiven Verstärken dieses Signals und durch eine mit dem so verstärkten Signal beaufschlagte Steuer-

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schaltung für den Motor des Ventilators (2; 14; 20), welche somit die Geschwindigkeit des Ventilators in Abhängigkeit von der vom Brenner abgegebenen Leistung regelt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf Temperaturänderungen ansprechende Fühler eine Thermostatsonde (3) ist, die der Strahlung der Flamme des Brenners (4) ausgesetzt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf Temperaturänderungen ansprechende Fühler ein Widerstand (15) mit positivem oder negativem Temperaturkoeffizienten ist, der der Einwirkung der Flamme des Brenners (16) ausgesetzt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf Temperaturänderungen ansprechende Fühler ein Detektor für infrarote Strahlen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf Temperaturänderungen ansprechende Fühler ein auf ultraviolette Strahlung ansprechender Detektor ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermostatische Sonde (3) zwei Mikroschalter (5, 6) steuert und daß die dem Motor des Ventilators (2) zugeordnete Steuerschaltung zwei in Reihe geschaltete Widerstände (12, 13) aufweist, über die nacheinander die elektrische Erregung des Motors erfolgt, um ein Arbeiten des Ventilators mit niederer Drehzahl, mit halber Leistung und mit voller Leistung zu erhalten.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung des Ventilators (20) unter Vorsteuerung durch Kontakte (21, 22) eines Warmwasserthermostaten (23) erfolgt, der den Gasdurchsatz durch den Brenner steuernde Magnetventile (24, 25) betätigt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Widerstand (15) mit negativem oder positivem Temperaturkoeffizienten erzeugte Signal einen Triac (19) ansteuert, der die Geschwindigkeit des Ventilators (14) in Abhängigkeit von der dem Brenner zugeführten Leistung regelt.