DE3232421C2 - Circuit arrangement for a heat demand-dependent control of the heating output of heating devices - Google Patents
Circuit arrangement for a heat demand-dependent control of the heating output of heating devicesInfo
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Abstract
Verfahren zum Anpassen der Heizleistung von mit vorwärmbarem flüssigen Brennstoff über eine Zerstäuberdüse gespeisten Heizgeräten an den jeweiligen Wärmebedarf. Der Brennstoffdurchsatz der Zerstäuberdüse wird durch Ändern der Brennstofftemperatur und gegebenenfalls auch des Brennstoffdruckes als Funktion des Wärmebedarfs variiert.Method for adapting the heating power of heating devices fed with preheatable liquid fuel via an atomizer nozzle to the respective heat demand. The fuel throughput of the atomizer nozzle is varied by changing the fuel temperature and possibly also the fuel pressure as a function of the heat demand.
Description
Die Erfindung befaßt sich mit einer Schaltungsanordnung für eine wärmebedarfsabhängige Regelung der Heizleistung von Heizgeräten gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.The invention is concerned with a circuit arrangement for a heat demand-dependent control of the Heating power of heating devices according to the preamble of claim 1.
Aus der DE-OS 30 37 231 Ist eine Schaltungsanordnung für einen Sollwert-geführten Brennstoffdurchsatz-•isgler mit einer Brennstoffwännevorrichtung bekannt. Diese Schaltungsanordnung soll derart arbeiten, daß der Durchsatz und die Viskosität des Brennöls konstant auf geführten Weiten gehalten werden. Hierzu Ist «in SoIlwert-gefühner Durchsatzregler vorgesehen, der einem als Viskositätsregler ausgebildeten Regler vorgeschaltet Ist. Hierbsi wird die für die Zerstäubung und Verbrennung maßgeblichste Große, nämlich die Viskosität, direkt erfaßt und geregelt und die wichtigste Störgröße, der Durchsatz an Brennöl, erfaßt, bevor er sich entscheidend auf die Regelstrecke auswirken kann. Ferner Ist ein Konstant-Durchsatzregler vorgesehen, der bewirkt, daß der Durchsatz und die- Viskosität konstant auf geführten Weiten gehalten werden.From DE-OS 30 37 231 a circuit arrangement for a setpoint-controlled fuel throughput regulator with a fuel pan device is known. This circuit arrangement should work in such a way that the throughput and the viscosity of the fuel oil remain constant guided expanses are kept. For this purpose, a throughput controller is provided in the target value, which can be used as a Viscosity regulator trained regulator is connected upstream. Hierbsi is used for atomization and combustion the most important variable, namely the viscosity, directly recorded and controlled and the most important disturbance variable, the Throughput of fuel oil, recorded before it can have a decisive effect on the controlled system. Further is a Constant flow controller provided, which causes the throughput and viscosity are kept constant Widths are kept.
In der DE-OS 27 19 573 sind ein Verfahren zum Verbrennen von leichtem oder extra leichtem Öl zur Wärmeerzeugung und ein Heizöldurchlauferhitzer zur Durchführung des Verbrennungsverfahrens beschrieben. Hierbei steht ein verbrauchsgünstiger Betrieb einer Heizungsanlage Im Vordergrund, die Insbesondere für Einfamilienhäuser bestimmt Ist. Die wesentliche Einflußgröße ist hierbei das durch eine Druckzerstäuberdüse durchtretende ölgewlcht, das einerseits eine Funktion des günstigsten Durchtrlttsvclumens der Düse, also der jeweiligen Düsengröße, und anderseits eine Funktion des Drucks ist, unter dem das Öl der Düse zugeführt wird. Bei diesem bekannten Verfahren wird eine Düse gewählt, die für einen größeren Gewichtsdurchsatz des Öls ausgelegt 1st und das der Druckzerstäuberdüse zugeführte öl wird dann konstant so stark erwärmt, daß die Ölvlskosität In einem Ausmaß absinkt, um den Durchsatz der Zerstäuberdüse zu reduzieren. Hierbei wird die Ölvlskosität durch Erwärmen derart geregelt, daß man einen merklich geringeren öldurchsatz durch die Zerstäuberdüse erhält.In DE-OS 27 19 573 are a method for Burning of light or extra light oil to generate heat and a heating oil water heater for Implementation of the combustion process described. This is a low-consumption operation Heating system in the foreground, which is particularly intended for single-family houses. The essential The influencing factor here is the amount of oil passing through a pressure atomizer nozzle, which on the one hand is a function of the most favorable throughput volume of the nozzle, that is to say the respective nozzle size, and on the other hand a function of the pressure under which the oil is supplied to the nozzle will. In this known method, a nozzle selected, which is designed for a greater weight throughput of the oil 1st and the oil fed to the pressure atomizer nozzle is then constantly heated so strongly that the Oil viscosity Decreases to an extent to reduce the throughput of the atomizing nozzle. Here the Oil viscosity regulated by heating in such a way that a noticeably lower oil throughput through the Receives atomizer nozzle.
Aus der DE-OS 29 30 996 Ist eine Vorrichtung zum Vorwärmen von Heizöl vor der Düse eines Brenners bekannt. Hierbei soll eine effektive Vorwärmung mit einer selbstregelnden Heizleistung unter Ausnutzung der PTC-Elgenschaften ermöglicht werden.From DE-OS 29 30 996 is a device for Preheating of heating oil in front of the nozzle of a burner is known. Here, an effective preheating should be achieved a self-regulating heating power can be made possible by taking advantage of the PTC properties.
Aus der CH-PS 4 45 701 Ist eine Vlskosltäts-Regelelnrlchtung für Feuerungen mit flüssigem Brennstoff bekannt. Hierbei sollen Schwierigkelten im Zusammenhang mit einer Befeuerung durch Brennstoffe unterschiedlicher Viskosität überwunden werden. Der der Regeleinrichtung zugeführte Brennstoff wird durch einen Drelwegeverteller auf zwei parallel geschaltete Leitungen verteilt und mit Hilfe eines Viskositätsmessers wird der Drelwegeverteller derart verstellt, daß bei zu großer bzw. zu kleiner Viskosität der durch die Heizvorrichtung fließende Brennstoffanteil vergrößert bzw. verkleinert wird. Trotz des Einsatzes von unterschiedlichen Brennstoffen wird hierdurch ermöglicht, daß der Heizvorrichtung ein Brennstoffstrom mit etwa konstanter Viskosität zugeführt wird.From CH-PS 4 45 701 is a Vlskosltäts-Regelelnrlchtung for furnaces with liquid fuel known. Difficulties in connection with firing with fuels of different viscosity are to be overcome. The the The fuel supplied to the control device is fed through a three-way distributor on two lines connected in parallel distributed and with the help of a viscosity meter is the Drelwegeverteller adjusted in such a way that, if the viscosity is too high or too low, the proportion of fuel flowing through the heating device is increased or decreased. Despite the use of different fuels, this makes it possible that the heating device Fuel stream is supplied with approximately constant viscosity.
und/oder eine Bypaß-Regelung anpassen.and / or adjust a bypass control.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Beisp'el unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung näher erläutert.The invention is illustrated below by way of an example with reference to the single figure of the drawing explained in more detail.
Die einzige Figur zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung für eine wärmebedarfsabhängige Regelung der Heizleistung von Heizgeräten.The single figure shows schematically a circuit arrangement for a heat demand-dependent control the heat output of heating devices.
Bei der veranschaulichten Schaltungsanordnung wird die Außentemperatur tA mittels eines Außentemperatur-In the illustrated circuit arrangement, the outside temperature t A is determined by means of an outside temperature
Ölvorwärmtemperatur konstant zu halten mit der Folge, 10 fühlers 10 erfaßt. Ein entsprechendes Temperatursignal daß man eine korn Jite Heizleistung erhält. geht über eine Leitung 11 einem Wandler 12 zu, derTo keep the oil preheating temperature constant with the result, 10 sensor 10 detected. A corresponding temperature signal that you get a grain jite heating output. goes via a line 11 to a converter 12, which
Schließlich ist es aus der DE-OS 29 19 763 und der GBPS 10 53 605 bekannt, der Zerstäuberdüse eines Heizgeräts Öl zuzuführen, das vorgewärmt wird, um das Öl dünnflüssiger zu machen und auf diese Weise für einen vorbestimmten Öldurchsatz eine Zerstäuberdüse mit größerer Düsenöffnung verwenden zu können oder entsprechend bei fest vorgegebener Düsengröße einen geringeren Öldurchsatz und damit eine verminderte Heizleistung zu erzielen. Hierbei Ist man bestrebt, dieFinally, it is from DE-OS 29 19 763 and the GBPS 10 53 605 known to supply the atomizer nozzle of a heater with oil that is preheated to the oil To make thinner and in this way an atomizer nozzle for a predetermined oil throughput To be able to use a larger nozzle opening or, accordingly, with a fixed nozzle size to achieve a lower oil throughput and thus a reduced heating output. One endeavors to achieve this
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für eine wärmebedarfsabhängige Regelung derart weiterzubilden, daß sich auf möglichst einfache Weise eine genaue Anpassung an eine gewünschte und/oder geforderte Heizleistung ohne eine Abänderung des Brenners erreichen läßt.The invention is based on the object of a circuit arrangement for a heat demand-dependent control in such a way that it is as simple as possible Way an exact adaptation to a desired and / or required heating power without a change of the burner.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe mit einer Schaltungsanordnung für eine wärmebedarfsabhängige Regelung der Heizleistung von Heizgeräten mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 in Verbindung mit den Merkmalen seines Kennzeichens gelöst.According to the invention, this object is achieved with a circuit arrangement for a heat demand-dependent Control of the heating power of heating devices with the features of the preamble of claim 1 in conjunction solved with the features of its mark.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung arbeitet der Brennstoffdurchsatzregler derart, daß Im Zusammenwirken mit der Brennstoffvorwärmvorrichtung der Zerstäuberdüse eine an den Wärmebedarf angepaßte Brennstoffmenge zugeführt wird. Somit ändert sich der Brennstoffdurchsatz In Abhängigkeit von dem Wärmebedarf bzw. von der gewünschten Heizleistung. Ferner Ist in Abhängigkeit von einer maximalen Vorwärmtemperatur des Brennstoffs ein Brennstoffdruckregler einschaltbar, um über eine entsprechende Anpassung des Brennstoffdrucks einen weitergehenden Bereich der wärmebedarfsabhängigen Regelung zu ermöglichen. Mit Hilfe eines Brennluftdurchsatzreglers wird ermöglicht, daß der Brennluftdurchsatz ebenfalls entsprechend dem Wärmebedarf bzw. dem dem Wärmebedarf angepaßten Durchsatz und/oder dem dem Wärmebeda-f angepaßten Brennstoffdruck nachgeregelt wird.In the circuit arrangement according to the invention, the fuel flow controller operates in such a way that Im Cooperation with the fuel preheating device of the atomizer nozzle is adapted to the heat requirement Amount of fuel is supplied. Thus, the fuel throughput changes depending on the Heat demand or the desired heating output. It is also dependent on a maximum Preheating temperature of the fuel, a fuel pressure regulator can be switched on in order to have a corresponding Adjustment of the fuel pressure to a wider range of the heat demand-dependent regulation enable. With the help of a combustion air flow regulator it is made possible that the combustion air flow rate as well according to the heat demand or the throughput adapted to the heat demand and / or the Wärmebeda-f adjusted fuel pressure is readjusted.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 10.Further advantageous refinements of the invention emerge from claims 2 to 10.
Die Brennstoff-Solltemperatur läßt sich hierbei in Abhängigkeit von dem Wärmebedarf manuell vorgeben, oder sie w'rd von einer erfaßten Temperatur, mit der Außen- oder der Innentemperatur, selbsttätig vorgegeben. The target fuel temperature can be specified manually depending on the heat demand, or it would be from a detected temperature with which Outside or inside temperature, automatically specified.
Bei einer Ausführungsvariante können sich die Brennstoff-Temperatur und dvi- Brennstoffdruck gleichzeitig ändern. Alternativ Ist es jedoch auch möglich, daß innerhalb eines ersten Heizlelslungsbereichs nur die Brennstoff-Temperatur und Innerhalb eines zweiten Heizleistungsbereichs nur der Brennstoffdruck verändert wird. Bei Vorgabe einer maximalen Brennstoffvorwärmtempeentsprechend einer vorgegebenen Funktion der ermittelten Außentemperatur tA einen Brennstoff-Solltemperaturwert ergibt. Der Sollwert-geführte Brennstoffdurchsatzregler weist einen Vergleicher 13 auf, an dessen einem Eingang über eine Leitung 14 das Signal für die Brennstoff-Solltemperatur dS0LL und an dessen anderem Eingang über die Leitung IS ein Signal für die Brennstoff-Istteaiperatur d/ST anliegt. Als Ausgang liefert der Vergleicher 13 ein Differenzslgn&: Ad, das an eine Brennstoff-Vorwärmevorrichtung 16 gefihrt ist, die für eine von der Brennstofftemperatur bestimmte Viskosität d des Brennstoffes, insbesondere Heizöl oder dergleichen, sorgt. Die Wärmezufuhr zu dem mittels einer Zerstäuberdüse 18 zerstäubten Brennstoff Ist bei 17 angedeutet. Die Zerstäuberdüse 18 sorgt in Abhängigkeit von der Brennstoffviskosität ν und dem Brennstoffdruck ρ für einen Brennstoffdurchsatz VB. In one embodiment variant, the fuel temperature and dvi fuel pressure can change at the same time. Alternatively, however, it is also possible that only the fuel temperature is changed within a first heating range and only the fuel pressure is changed within a second heating power range. If a maximum fuel preheating temperature is specified in accordance with a specified function of the determined outside temperature t A, a target fuel temperature value is obtained. The setpoint-controlled fuel flow controller has a comparator 13, at one input of which the signal for the fuel setpoint temperature d S0LL is applied via a line 14 and a signal for the actual fuel temperature d / ST is applied to the other input via the line IS. As an output, the comparator 13 supplies a difference signal &: Ad, which is fed to a fuel preheating device 16, which ensures a viscosity d of the fuel, in particular heating oil or the like, which is determined by the fuel temperature. The supply of heat to the fuel atomized by means of an atomizer nozzle 18 is indicated at 17. The atomizer nozzle 18 ensures a fuel throughput V B as a function of the fuel viscosity ν and the fuel pressure ρ .
Das Signal für die Außentemperatur tA wird ferner über eine Leitung 19 an den Brennstoffdurchsatzregler mit einem Wandler 20, der in Abhängigkeit von der ermittelten Außentemperatur entsprechend einer vorgegebenen Funktion einen Drehzahlsollwert n„„ liefert und mit einem Brenn-Wandler 20, der In Abhängigkeit von der ermittelten Außentemperatur entsprechend einer vorgegebenen Funktion einen Drehzahisoiiwen U1011 liefen und mit einem Brennluftgebläse 21 angelegt, dem der Drehzahlsollwert ηκι, vorgegeben wird. Dieser Sollwert wird dem Brennluftgebläse 21 über eine Leitung 22 zugeführt. Da= Brennluftgebläse 21 sorgt für einen vom Drehzahlsoliwert n,oU abhängigen Brennluftdurchsatz VL. The signal for the outside temperature t A is also transmitted via a line 19 to the fuel throughput controller with a converter 20 which, depending on the outside temperature determined, delivers a speed setpoint value n "" according to a predetermined function, and with a combustion converter 20 that is dependent on the determined outside temperature in accordance with a predetermined function a Drehzahisoiiwen U 1011 ran and applied with a combustion air fan 21, which the speed setpoint η κ ι is given. This setpoint value is fed to the combustion air fan 21 via a line 22. Da = combustion air fan 21 ensures a combustion air throughput V L that is dependent on the nominal rotational speed value n, oU.
Ferner weist der Brennstoffdurchsatzregler einen, in Abhängigkeit von einer maximalen Vorwärm'emperatur des Brennstoffs, sich einschaltenden Brennstoffregler auf, der ein Entscheidungsglied 25 hat, mit dem dargestellt wird, ob die vorgesehene maximale Vorwärmtemperatur &mttx erreicht ist oder nicht. Solange die Vorwärmfmperatur unter der vorgesehenen maximalen Vorwärmtemperatur liegt, wird über einen Signalgeber 26 und einen Umschaher 27 an eine Brennstoffpumpe 28 ein Signal für einen Brennstoffdruck P0 angelegt, des dem maximal vorgesehenen Düsendruck entspricht. Entsprechend einer vorbestimmten Abhängigkeit von Düsendruck und Federkraft FF eines DruckregelventilsFurthermore, the fuel throughput regulator has a fuel regulator which switches on as a function of a maximum preheating temperature of the fuel and which has a decision element 25 with which it is shown whether or not the maximum preheating temperature provided has been reached. As long as the preheating temperature is below the intended maximum preheating temperature, a signal for a fuel pressure P 0 , which corresponds to the maximum intended nozzle pressure, is applied to a fuel pump 28 via a signal transmitter 26 and a switch 27. According to a predetermined dependence on the nozzle pressure and spring force F F of a pressure control valve
ratur erfolgt die Regelung der Heizleistung beispielsweise 55 der Brennstoffpumpe 28 ist in diesem BetriebszustandThe heating power is regulated, for example, the fuel pump 28 is in this operating state
über die Brennstoff-Temperatur, bis die vorgegebene maximale Brennstoff-Vorwärmtemperatur erreicht ist und anschließend wird bei konstanter Brennstoff-Temperatur der Brennstoffdruck zur Weiterregelung der Heizleistung geregelt.via the fuel temperature until the specified maximum fuel preheating temperature is reached and then, with the fuel temperature constant, the fuel pressure is used to further regulate the heating output regulated.
Um ein optimales Verhältnis zwischen Brennstoff und Brennluft für alle Helzlelstungsberelche aufrechtzuerhalten, kann In Weiterbildung der Erfindung der dem Heizgerät zugeführte Brennluftdurchsatz in entsprechender dafür gesorgt, daß der Brennstoffdruck P1,, unter dem der Brennstoff der Zerstäuberdüse 18 über eine Leitung 29 zugeführt wird, g'-;ich dem vorgesehenen maximalen Düsendruck ist. Bei Erreichen der maximalen Vorwärmtemperatur ämax wird der Umschalter 27 durch das Entscheldungsgiied 25 umgestellt. Nunrr.e'ir wird an die Brennstoffpumpe 28 ein außentemperaturabhängiges Brennstoff-Solldruckslgnal Px,, angelegt, das von einem Wandler 30 geliefert .vird. An dem Wandler 30 liegt überIn order to maintain an optimal ratio between fuel and combustion air for all Helzlelstungsberelche, in a further development of the invention, the combustion air throughput supplied to the heater can be correspondingly ensured that the fuel pressure P 1 , under which the fuel is supplied to the atomizer nozzle 18 via a line 29, g '-; i is the maximum intended nozzle pressure. When the maximum preheating temperature λ max is reached, the switch 27 is switched over by the deciding device 25. An external temperature-dependent target fuel pressure signal P x , which is supplied by a converter 30, is now applied to the fuel pump 28. At the converter 30 is over
Welse angepaßt werden, wozu sich beispielsweise die M eine Leitung 31 das Signal für die Außentemperatur tA Welse are adapted, for which purpose, for example, the M a line 31, the signal for the outside temperature t A
Drehzahl eines Brennlufff^biases variieren läßt. Stattdes- an. Er wandelt das Signal für die AußentemperaturCan vary the speed of a Brennlufff ^ bias. Instead. It converts the signal for the outside temperature
sen oder zusätzlich läßt sich der Brennluftdurchsatz auch entsprechend einer vorgegebenen Beziehung In einSen or in addition, the combustion air throughput can also be entered according to a predetermined relationship In
durch eine variable Drosselung des Brennluftstroms Brennstoff-Drucksollslgnal. das dem Umschalter 27 überby variable throttling of the combustion air flow, fuel pressure setpoint signal. the switch 27 over
eine Leitung 32 zugeführt wird. Auf diese Welse Ist dafür gesorgt, daß nach Erreichen der maximalen Brennstoff-Vorwärmtemperatur eine weitere außentcmperaturabhänglge Regelung der Heizleitung durch Variieren des Brennstoffdruckes erfolgt.a line 32 is supplied. In this catfish it is ensured that after reaching the maximum fuel preheating temperature, a further outside temperature dependent control of the heating cable by varying the Fuel pressure takes place.
Die Brennstoffpumpe kann gegebenenfalls mit einem Druckregler ausgestattet sein, mittels dem der Brennstoff-Drucksollwert zwischen Sollwert und der Drucklst-•-vert verglichen wird. In entsprechender Welse kann ein Drehzahlregler für das Brennluftgebläse 21 vorhanden sein. Die Steuerung des Umschalters 27 kann auch In Abhängigkeit von dem Außentemperaturfühler IO erfolgen. An Stelle eines Außentemperaturfühlers können ein Innentemperaturfühler oder ein manuell einstellbares Stellglied vorhanden sein.The fuel pump can optionally be equipped with a Be equipped with a pressure regulator, by means of which the fuel pressure setpoint is compared between the setpoint and the pressure actual • -vert. In corresponding catfish can a Speed controller for the combustion air fan 21 be available. The control of the switch 27 can also In Depending on the outside temperature sensor IO. Instead of an outside temperature sensor, a Indoor temperature sensor or a manually adjustable actuator.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |