DE2832810B1 - Schutzschaltung gegen Niedertemperaturkorrosion eines mittels eines Brenners heizbaren Heizkessels - Google Patents

Description

• Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Zentralheizungsanlage besitzt einen üblichen Heizkessel 11 mit einem Brenner 13. Der Vorlauf 15 führt über eine Mischeinrichtung, z. B. ein Mischventil 17, und über eine Umwälzpumpe 19 zum Verbraucher 21, z. B. einem Heizkörper. Die Regeleinrichtung 23, die von bekannter Bauart sein kann, erhält die notwendigen Regelwerte
• von zwei Fühlern, nämlich dem Fühler 25, der beispielsweise ein Raumtemperaturfühler oder ein Außentemperaturfühler sein kann, und dem Vorlauffühler 27. Wie schematisch eingezeichnet, steuert die Regeleinrichtung 23 das Regelglied 29 des Mischventils 17.
• Die Schutzschaltung weist einen Schaltkreis 31 auf, an welchem zwei Temperaturfühler 32 und 33 angeschlossen sind, welche die Kesseltemperatur am oberen, bzw.
• unteren Teil des Heizkessels 11 abfühlen. Der Schaltkreis 31 hat die Aufgabe, aus den von den Temperaturfühlern 32 und 33 abgefühlten Kesseltemperaturen einen Mittelwert zu bilden. Der Schaltkreis 31 ist über den normalerweise bereits vorhandenen Sicherheitsthermostat 35 mit dem Brenner 13 verbunden. Die Ausbildung des Schaltkreises 31 ist nun derart, daß beim Absinken des genannten Mittelwertes unter einen ersten, vorbestimmten Wert der Brenner 31 eingeschaltet und beim Ansteigen des genannten Mittelwerts über einen zweiten vorbestimmten Wert der Brenner 13 wieder abgeschaltet wird, wie dies gleich nachfolgend unter Bezugnahme auf F i g. 2 noch näher erläutert wird. Der Vorlauffühler 27 ist über eine Schwellwertschaltung 37, die z. B. durch eine Diode gebildet werden kann, mit dem genannten Schaltkreis 31 verbunden. Diese Schwellwertschaltung 37 ist derart ausgebildet, daß beim Überschreiten einer vorbestimmten Vorlauftemperatur der Vorlauffühler 27 auf den genannten Schaltkreis 31 einwirkt und die beiden vorbestimmten Werte entsprechend der Vorlauftemperatur erhöht. Dadurch wird bewirkt, daß der Brenner später ausgeschaltet wird, also der Heizkessel mit einer höheren Kesseltemperatur gefahren wird.
• In Fig. 2 wird durch die beiden Kurven tu und tl die Kesseltemperatur im oberen und unteren Kesselteil dargestellt. Mit tr und t2 ist der erste und zweite Wert dargestellt, die ein Einschalten oder Ausschalten des Brenners bewirken. Die einzelnen Schaltpunkte sind eingezeichnet. Wie bereits erwähnt, erfolgt beim Absinken des Mittelwertes von tu und q unter den Wert t ein Einschalten des Brenners und beim Ansteigen des Mittelwertes aus tu und t1 über t2 ein Abschalten des Brenners. Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, daß F i g. 2 sich auf die Darstellung des Betriebes beschränkt, bei der der vorbestimmte Wert t2 gleichbleibt. Dies ist immer dann der Fall, wenn die Außentemperatur relativ klein ist und somit der Heizkessel mit der untersten noch zulässigen Temperatur gefahren werden kann.
• Diese Situation wird in F i g. 3 durch das waagrechte Teilstück der Kesseltemperatur dargestellt. Sinkt die Außentemperatur und steigt somit die Vorlauftemperatur, so erlaubt die Schwellwertschaltung 37, daß beim Überschreiten einer vorbestimmten Vorlauftemperatur der Vorlauffühler 27 auf den Schaltkreis 31 einwirkt und den vorbestimmten Wert t2 entsprechend der Vorlauftemperatur erhöht. Dies hal zur Folge, daß der Brenner länger eingeschaltet bleibt und somit eine höhere Kesseltemperatur erreicht wird. F i g. 3 zeigt deutlich, wie im oberen Bereich der Heizkurve der Kessel mit entsprechend erhöhter Temperatur gefahren wird.
• Zusammenfassung(F i g. 1) Die Schutzschaltung verhindert Niedertemperaturkorrosion bei einem Heizkessel einer Warmwasserheizung. Am oberen Teil und am unteren Teil des Heizkessels ist je ein Temperaturfühler angeordnet, die an einen den Brenner 13 steuernden Schaltkreis angeschlossen sind. Der Schaltkreis 31 bildet aus den von den Temperaturfühlern 32, 33 abgefühlten Kesselwassertemperaturen einen Mittelwert. Beim Absinken dieses Mittelwertes unter einen vorbestimmten Wert tl wird der Brenner 13 eingeschaltet, und beim Ansteigen des Mittelwertes über einen zweiten vorbestimmten Wert t2 wird der Brenner wieder abgeschaltet Auf diese Weise wird sichergestellt, daß in allen Teilen des Kessels immer eine minimale Temperatur aufrechterhalten wird, die eine Schwitzwasserbildung vermeidet.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Schutzschaltung gegen Niedertemperaturkorrosion eines mittels eines'Brenners heizbaren Heizkessels einer Warmwasserheizung, die mit einer Regeleinrichtung und einem Vorlauffühler ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Teil und am unteren Teil des Heizkessels (I 1) je ein Temperaturfühler (32, 33) angeordnet ist, die an einem den Brenner (13) steuernden Schaltkreis (31) angeschlossen sind, welcher aus den von den Temperaturfühlern (32, 33) abgefühlten Kesselwassertemperaturen einen Mittelwert bildet, beim Absinken des genannten Mittelwertes unter einen ersten vorbestimmten Wert (tl) den Brenner (13) einschaltet und beim Ansteigen des genannten Mittelwerts über einen zweiten vorbestimmten Wert (t2) den Brenner (13) wieder abschaltet 2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlauffühler (27) über eine Schwellwertschaltung (37) mit dem Schaltkreis (31) verbunden ist, welche beim Überschreiten einer vorbestimmten Vorlauftemperatur die beiden voN bestimmten Werte (t1, t2) entsprechend erhöht 3. Schutzschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertschaltung eine Diode (37) aufweist 4. Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (31) über einen Sicherheitsthermostaten (35) an den Brenner(13) angeschlossen ist.

   Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung gegen Niedertemperaturkorrosion eines mittels eines Brenners heizbaren Heizkessels einer Warmwasserheizung, die mit einer Regeleinrichtung und einem Vorlauffühler ausgerüstet ist Bei Heizkesseln aus Stahl besteht das Problem der Korrosion durch Schwitzwasserbildung.

   Bei solchen Stahlkesseln ist nämlich die Brennkammerwand wesentlich dünner als bei Gußkesseln, so daß die Oberfläche der Brennkammerwand durch das durch den Rücklauf zurückfließende Wasser praktisch auf die Rücklaufwassertemperatur abgekühlt wird. Bei Wassertemperaturen, die unter ungefähr 500 C liegen, beginnen daher Stahlkessel zu schwitzen. Da die Rauchgase praktisch immer einen Anteil an Schwefeldioxyd und Wasser enthalten, besteht das Schwitzwasser zur Hauptsache aus schwefliger Säure. Schwefelige Säure wirkt aber stark korrodierend und führt nach einer gewissen Zeit zur Zerstörung des Heizkessels.

   Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es bereits bekannt geworden, beim Unterschreiten der Grenztemperatur im Kesselrücklauf den Kesselkreis kurzzuschließen und über eine eigene Kesselkreispumpe heißes Kesselwasser in den Rücklauf zu schicken (Zentra »Regelungstechnik für Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen«, Katalog 1973/1974, Seite 9.4). Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß sie eine zusätzliche Pumpe benötigt Eine solche Pumpe stellt nicht nur eine relativ große Investition dar, sondern benötigt im Betrieb auch elektrische Energie, so daß auch der Betrieb verteuert wird. Nachteilig ist ferner auch, daß der Einbau einer Pumpe sich bei bestehenden Anlagen nur mit großem Aufwand verwirklichen läßt Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schutzschaltung der eingangserwähnten Art zu schaffen, die relativ billig in der Ausführung ist, im Betrieb keinen nennenswerten Energiebedarf aufweist und auch ohne großen Aufwand nachträglich bei einer bestehenden Warmwasserheizung eingebaut werden kann.

   Gemäß der Erfindung wird dies mit einer Schutzschaltung der eingangs erwähnten Art erreicht die dadurch gekennzeichnet ist, daß am oberen Teil und am unteren Teil des Heizkessels je ein Temperaturfühler angeordnet ist, die an einen den Brenner steuernden Schaltkreis angeschlossen sind, welcher aus den von den Temperaturfühlern abgefühlten Kesselwassertemperaturen einen Mittelwert bildet, beim Absinken des genannten Mittelwertes unter einen ersten vorbestimmten Wert den Brenner einschaltet und beim Ansteigen des genannten Mittelwerts über einen zweiten vorbestimmten Wert den Brenner wieder abschaltet.

   Diese Schaltung ist billig in der Ausführung und läßt sich auch bei bestehenden Heizanlagen ohne großen Aufwand leicht einbauen. Von besonderem Vorteil ist, daß bei entsprechend hohen Außentemperaturen der Kessel im untersten noch zulässigen Bereich gefahren werden kann, so daß nur geringe Strahlungsverluste entstehen. Da die Strahlungsverluste mit der vierten Potenz der Temperaturdifferenz zunehmen, erlaubt die Erfindung beträchtliche Ersparnisse an Brennstoffen.

   Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß der Vorlauffühler über eine Schwellwertschaltung mit dem Schaltkreis verbunden ist, welche beim Überschreiten einer vorbestimmten Vorlauftemperatur die beiden vorbestimmten Werte entsprechend erhöht. Bei einer Warmwasserheizung wird die Vorlauftemperatur von der Regeleinrichtung meist entsprechend der von einem Außenfühler gemessenen Außentemperatur geregelt. Je tiefer also die Außentemperatur sinkt, desto höher wird die Vorlauftemperatur.

   Die beschriebene Ausführungsform der Erfindung bringt nun den Vorteil, daß bei hohen Außentemperaturen der Kessel mit einer tiefen Temperatur gefahren wird, daß aber die Kesseltemperatur entsprechend der sinkenden Außentemperatur erhöht wird. Es wird also bei Bedarf automatisch ein Umschalten vom Sommerbetrieb zum Winterbetrieb vorgenommen.

   Zweckmäßigerweise weist die Schwellwertschaltung eine Diode auf. Es ist auch vorteilhaft, den den Brenner steuernden Schaltkreis über einen Sicherheitsthermostaten an den Brenner anzuschließen. Ein solcher Sicherheitsthermostat ist grundsätzlich bei jeder Warmwasserheizung bereits vorhanden.

   Nachstehend wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Zum besseren Verständnis der Beschreibung kann auf die Zeichnung Bezug genommen werden. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Warmwasserheizung mit der erfindungsgemäßen Schutzschaltung.

   F i g. 2 die Temperaturen im oberen und unteren Kesselbereich und die Schaltung des Brenners durch den Mittelwert und F i g. 3 die Beziehung zwischen der Heizkurve und der Kesselwassertemperatur.