DE3439683A1

DE3439683A1 - Temperature controller without auxiliary energy, in particular for heating systems

Info

Publication number: DE3439683A1
Application number: DE19843439683
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6000 Frankfurt Klee; Heinz 8752 Mainaschaff Knechtel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-10-30
Filing date: 1984-10-30
Publication date: 1986-04-30
Also published as: DE3439683C2; ATA162385A; AT398125B

Abstract

A temperature controller without auxiliary energy which is suitable for heating systems or the like and whose thermostat actuates a bypass flap 4 which directs hot flue gases, withdrawn from a furnace 1, either directly or indirectly via a heat exchanger 3 into the stack 10, is actuated according to the invention via a linkage 6, 7 by a thermostat whose temperature sensor is not arranged directly in the withdrawal pipe 5 for the flue gases, but is accommodated in a special radiation and cooling pipe 9 which transmits heat absorbed from the hot gases in the form of thermal radiation to the temperature sensor of the thermostat. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperaturregler ohne The invention relates to a temperature controller without

Hilfsenergie für die Regelung heißer Medien mit einem ein Stellglied betätigenden Thermostaten, dessen Wärmefühler in Abhängigkeit von der Medientemperatur arbeitet.Auxiliary energy for controlling hot media with an actuator actuating thermostat, its heat sensor depending on the medium temperature is working.

Die heißen Medien können aus beliebigen Stoffen wie Gasen oder Dämpfen bestehen. Das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind jedoch Heizungsanlagen mit einem dem Feuerungsofen nachgeschalteten Wärmeaustauscher od.dgl. und einer in der Rauchgasableitung des Ofens angeordneten, verstellwaren Bypassklappe, Umlenkvorrichtung od.dgl., welche die heißen Rauchgase entweder direkt oder über den Umweg durch den Wärmeaustauscher in den Schornstein lenkt.The hot media can consist of any substances such as gases or vapors exist. The main field of application of the invention, however, are heating systems with a heat exchanger or the like connected downstream of the furnace. and one in the Flue gas discharge of the furnace arranged, adjustable bypass flap, deflection device Or the like. Which the hot flue gases either directly or indirectly through the Directs the heat exchanger into the chimney.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird nachstehend anhand des genannten Hauptanwendungsgebietes erläutert. Moderne Raumheizungsanlagen mit Feststofffeuerung bestehen in der Regel aus zwei Baugruppen mit verschiedenen wärmetechnischen Funktionen. Die erste - meist Ofen genannt - dient zur Aufnahme der Feuerung und zur Abgabe eines Teiles der Wärme, welche durch die Feuerung erzeugt wird. Die zweite - häufig Nachheizkasten genannt - ist ein Wärmeaustauscher, über den die heißen Rauchgase ihre Wärme an den zu beheizenden Raum abgeben. The object on which the invention is based is based on the following of the main application area mentioned. Modern space heating systems with Solid fuel firing usually consists of two assemblies with different thermal technology Functions. The first - usually called the furnace - is used to accommodate the furnace and to give off part of the heat generated by the furnace. The second - often called a post-heating box - is a heat exchanger through which the hot Flue gases give off their heat to the room to be heated.

Parallel zum Rauchgasweg durch den Nachheizkasten findet man immer einen Rauchgasweg, welcher mit einer Bypassklappe (Anheizklappe) versehen ist, die man öffnen und schließen kann. Der Nachheizkasten kann mit einem Wärmespeicher versehen sein. Mit Hilfe der Anheizklappe kann man die aus dem Ofen entweichenden Rauchgase entweder unmittelbar zum Schornstein lenken oder sie über den Nachheizkasten führen.There is always a parallel to the flue gas path through the post-heating box a flue gas path, which is provided with a bypass flap (heating flap), the you can open and close. The post-heating box can be provided with a heat accumulator be. The flue gases escaping from the furnace can be monitored with the help of the heating flap either direct it directly to the chimney or lead it over the reheating box.

Der Rauchgaskanal, welcher durch die Bypassklappe gedrosselt wird, ist häufig im Nachheizkasten selbst zu finden. Bei neueren Heizanlagen sind der Nachheizkasten und der Ofen häufig in einem einzigen Gehäuse untergebracht.The flue gas duct, which is throttled by the bypass flap, can often be found in the reheating box itself. With newer heating systems are the The reheating box and the furnace are often housed in a single housing.

Die Erfindung hat sich nun grundsätzlich die Aufgabe gestellt, die Verstellung der Bypassklappe zu automatisieren. Zu diesem Zweck wird jeder Rauchgastemperatur eine bestimmte Bypassklappenstellung zugeordnet. Bei kalten Rauchgasen soll die Klappe geöffnet sein, bei steigender Temperatur soll sie innerhalb eines Bereiches allmählich schließen, und oberhalb einer definierten und einstellbaren Rauchgastemperatur soll die Klappe vollständig geschlossen sein. Diese Aufgabe muß ohne Hilfsenergie gelöst werden, denn bei sehr vielen Heizanlagen der beschriebenen Art ist die Anwendung von elektrischen Motoren oder dergleichen unerwünscht. The invention has now basically set the task that Automate adjustment of the bypass valve. To this end, each flue gas temperature assigned a specific bypass valve position. In the case of cold smoke gases, the The flap should be open; if the temperature rises, it should be within a range gradually close, and above a defined and adjustable smoke gas temperature the flap should be completely closed. This task must be performed without auxiliary energy be solved, because in many heating systems of the type described is the application of electric motors or the like undesirable.

Es könnte naheliegend erscheinen, die Aufgabe mit einem üblichen Temperaturregler ohne Hilfsenergie zu lösen. Dies ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, denn die Füllmittel der Regler ohne Hilfsenergie bzw. der zugehörigen Wärmefühler, gleichgültig ob sie etwa nach dem Prinzip der Dampf tension oder der Flüssigkeitsausdehnung oder der Gasabsorption bzw. des Gasdruckes oder ähnlich arbeiten, werden bei den hohen Temperaturen von bis 7000C und darüber, welche heiße Rauchgase unter ungünstigen Umständen, z.B. bei versehentlich geöffneter Anheizklappe oder zu hoher Feuerleistung oder dergleichen annehmen, chemisch verändert. It might seem obvious to do the job with a usual one To solve the temperature controller without auxiliary energy. However, this is not straightforward possible, because the filler of the controller without auxiliary energy or the associated heat sensor, regardless of whether they are based on the principle of vapor tension or liquid expansion or the gas absorption or the gas pressure or similar work, are at the high temperatures of up to 7000C and above, which hot smoke gases under unfavorable Circumstances, e.g. if the heating flap is opened accidentally or the fire output is too high or the like, chemically altered.

Es ist also erfindungsgemäß die besondere Aufgabe zu lösen, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, die eine Temperaturregelung ohne Hilfsenergie von heißen Medien, insbesondere von Rauchgasen auch dann ohne nachteilige Wirkungen ermöglichen, wenn die zu regelnde Temperatur der Medien bzw. Rauchgase über der Stabilitätsgrenze der Füllmittel des Wärmefühlers liegt. According to the invention, the particular problem to be solved is a method or to create a device that allows temperature control without auxiliary energy from hot media, especially from flue gases, even then without any adverse effects enable if the temperature of the media or flue gases to be controlled is above the Stability limit of the filler of the heat sensor is.

Grundsätzlich und allgemein besteht die Erfindung darin, daß das Stellglied bzw. die Bypassklappe von einem Thermostaten verstellbar ist, dessen Wärmefühler einer in einem bestimmten Verhältnis zur höheren Medientemperatur reduzierten Fühlertemperatur ausgesetzt ist. Es soll also der Wärmefühlerbezirk des Temperaturreglers ohne Hilfsenergie erfindungsgemäß nicht direkt der hohen Temperatur der Rauchgase oder sonstigen heißen Medien ausgesetzt sein, sondern einer niedrigeren Temperatur, die aber in einem festen Bezug bzw. bestimmten Verhältnis zu der Temperatur der Rauchgase bzw. sonstigen Medien steht. Basically and generally, the invention consists in that the Actuator or the bypass valve is adjustable by a thermostat whose Heat sensor one in a certain ratio to the higher medium temperature is exposed to a reduced sensor temperature. So it should be the heat sensor area of the temperature controller without auxiliary energy according to the invention does not directly affect the high temperature exposed to smoke gases or other hot media, but rather to a lower one Temperature, but in a fixed relation or specific relationship to the temperature the smoke gases or other media is standing.

Es wäre zur Lösung dieser Aufgabe beispielsweise möglich, den betreffenden Wärmefühler oder Thermostaten in einer Nebenleitung der Hauptableitung der heißen Medien oder Rauchgase anzuordnen. Die Ubertragung der entsprechend reduzierten Wärme auf den Wärmefühler des Thermostaten könnte bei einer solchen Anordnung evtl. mit einer unerwünschten Verzögerung verlaufen. Eine besonders einfache und vorteilhafte Lösung der in Rede stehenden Aufgabe wird daher gemäß einem Haupterfindungsgedanken darin erblickt, daß dem Wärmefühler des Thermostaten die zu seiner Stellarbeit notwendige Energie durch die Wärmestrahlung einer Strahlungsquelle zugeführt wird, deren Temperatur der zu regelnden Medientemperatur entspricht. It would be possible to solve this problem, for example, the relevant Heat sensors or thermostats in a branch line of the main discharge of the hot To arrange media or smoke gases. The transfer of the correspondingly reduced heat on the heat sensor of the thermostat could possibly with such an arrangement an undesirable delay. A particularly simple and advantageous one The problem in question is therefore solved according to a main inventive concept sees in it that the heat sensor of the thermostat is necessary for its adjustment work Energy is supplied by the thermal radiation of a radiation source, the temperature of which corresponds to the medium temperature to be controlled.

Vorteilhaft kann die Strahlungsquelle zu diesem Zweck aus einem von dem heißen Medium oder Rauchgas beheizten Gehäuse bestehen, in welchem der Wärmefühler des Thermostaten mit einem gewissenlStrahlungsabstand von der inneren Gehäusewand angeordnet ist. Dieses Strahlungsgehäuse besteht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus einem Strahlungsrohr, welches den Thermostaten oder jedenfalls mindestens den Wärmefühler desselben enthält und derart mit dem das heiße Medium enthaltenden Raum, z.B. For this purpose, the radiation source can advantageously consist of one of the hot medium or flue gas heated housing exist in which the heat sensor of the thermostat with a certain radiation distance from the inner housing wall is arranged. This radiation housing consists according to a preferred embodiment the invention from a radiation tube, which the thermostat or at least at least the heat sensor of the same and in such a way with which the hot medium containing space, e.g.

mit einem Rauchgasrohr, in Verbindung steht, daß mindestens die denWärmefühler des Thermostaten mit Strahlungsabstand umgebende Rohrwandungszone praktisch die Temperatur des heißen Mediums annimmt und nach innen abstrahlt.with a flue gas pipe, that at least the heat sensor of the thermostat with radiation distance surrounding pipe wall zone practically the Temperature of the hot medium assumes and radiates inward.

Mittels einer Luftkühlung, deren Kühlleistung von der Temperatur des heißen Mediums bzw. Rauchgases abhängt, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dafür gesorgt werden,daß ein Teil der eingestrahlten Energie abgeführt wird, so daß die Wärmefühlertemperatur die gewünschten Grenzen nicht überschreitet. Ein solches Strahlungs- und Kühlrohr soll erfindungsgemäß mit seinem unteren, offenen Ende etwa bis in die Fußbodennähe des beheizten Gebäuderaumes reichen. Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale sind in der folgenden Beschreibung näher erläutert. By means of air cooling, the cooling capacity of which depends on the temperature depends on the hot medium or flue gas, can in a further embodiment of the invention it must be ensured that part of the radiated energy is dissipated, so that the heat sensor temperature does not exceed the desired limits. One such Radiation and cooling tube should according to the invention with its lower, open end approximately up to the floor level of the heated building space are sufficient. Further advantageous features of the invention are explained in more detail in the following description.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaul icht. The invention is illustrated by way of example in the drawing.

Fig. 1 zeigt schematisch im senkrechten Längsschnitt eine Heizungsanlage mit Feuerungsofen und Wärmeaustauscher sowie Strahlungs- und Kühl rohr des Temperaturreglers, und Fig. 2 zeigt für sich herausgezeichnet die Anordnung des Thermostaten und dessen Kraftübertragungsmittel. Fig. 1 shows schematically in vertical longitudinal section a heating system with furnace and heat exchanger as well as radiation and cooling pipe of the temperature controller, and Fig. 2 shows the arrangement of the thermostat and its drawn out for itself Power transmission means.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Ofen bezeichnet, in dem z.B. ein Feststofffeuer brennt. über ein Rauchrohr 2 werden die Rauchgase zu einem Nachheizkasten 3 geführt. In the drawing, 1 denotes a furnace in which, for example, a solid fire burns. The flue gases are fed to a post-heating box 3 via a smoke pipe 2.

Darin ist eine Bypassklappe 4 vorgesehen, welche in der gezeichneten Stellung die Rauchgase unmittelbar über einen Rauchrohrabschnitt 5 zum Schornsteineintritt 10 führt. über den Schornstein verlassen die Rauchgase das Haus.A bypass flap 4 is provided therein, which is shown in FIG Position the flue gases directly over a flue pipe section 5 to the chimney inlet 10 leads. The smoke gases leave the house through the chimney.

Die Klappe 4 kann mit Hilfe einer Koppel 6 von einem Hebel 7 geschlossen und geöffnet werden. Der Hebel 7 wird durch einen mit einem Wärmefühler arbeitenden Thermostaten 8 betätigt, welcher erfindungsgemäß innerhalb eines Strahlungs- und Kühlrohres 9 angeordnet ist. Einzelheiten dieser Anordnung sind in der vergrößerten Schnittzeichnung der Fig. 2 dargestellt. The flap 4 can be closed by a lever 7 with the aid of a coupling 6 and be opened. The lever 7 is operated by a heat sensor Thermostat 8 actuated, which according to the invention within a radiation and Cooling tube 9 is arranged. Details of this arrangement are in the enlarged Sectional drawing of Fig. 2 shown.

Das Strahlungs- und Kühlrohr 9 durchzieht erfindungsgemäß das Rauchrohr 5. Das Rohr 9 könnte jedoch auch gut wärmeleitend mit dem Rauchrohr 5 verbunden sein. Es kommt erfindungsgemäß nur darauf an, daß das Rohr 9 in dem Bezirk, wo der Thermostat angebracht ist, möglichst die Rauchgastemperatur annimmt. Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnung nimmt das Rohr 9 innerhalb des Rauchrohres 5 nahezu die Rauchgastemperatur an und strahlt die so aufgenommene Energie in sein Zentrum. Hier ist der Ausdehnungsthermostat 8 angeordnet, der mit seinem unteren Ende in einem kühleren Bereich des Rohres 9 befestigt ist. Der obere Teil des Thermostaten 8 ist aus dem Strahlungs- und Kühlrohr 9 herausgeführt und wirkt auf den Hebel 7. Durch Drehen eines Sollwertstellers 11 kann man die Zuordnung der Stellung der Klappe 4 zur Temperatur des Thermostaten 8 verändern. Zwischen dem Thermostaten 8 und dem Strahlungs- und Kühlrohr 9 kann sich erfindungsgemäß Kühlluft bewegen. Je geringer der Abstand zwischen dem Thermostaten 8 und dem Rohr 9 ist, umso höher wird die Temperatur des Thermostaten sein und umgekehrt. Das unten offene Strahlungs- und Kühlrohr 9 bezieht die Kühlluft vorzugsweise aus einer Zone kurz über dem Fußboden des Heizungsraumes, weil dort die Lufttemperaturen in der Regel konstanter sind als in anderen Höhen. Es kann erfindungsgemäß zweckmäßig sein, das Strahlungs- und Kühlrohr 9 ganz oder teilweise zu isolieren, damit wechselnde Umgebungstemperaturen um das Rohr 9 den Kühlluftstrom möglichst nicht beeinflussen. Die Mindestlänge des Strahlungs- und Kühlrohres 9 richtet sich nach der Länge des Thermostaten; zweckmäßig ist das Rohr 9 mindestens dreimal länger als der Thermostat 8. Aus Fig. 2 geht weiterhin hervor, daß der obere Teil des Strahlungs-und Kühlrohres 9 mit einer Platine 12 versehen ist, auf welcher ein Drehlager 13 befestigt ist, inwelchem der Hebel 7 drehbar gelagert ist. According to the invention, the radiation and cooling pipe 9 runs through the smoke pipe 5. The pipe 9 could, however, also be connected to the smoke pipe 5 with good thermal conductivity be. It is only important according to the invention that the pipe 9 in the district where the Thermostat is attached, if possible assumes the flue gas temperature. At the in The arrangement shown in FIGS. 1 and 2 takes the pipe 9 within the smoke pipe 5 almost the flue gas temperature and radiates the energy absorbed in this way into its center. Here the expansion thermostat 8 is arranged, the lower end of which in a cooler area of the tube 9 is attached. The upper part of the thermostat 8 is led out of the radiation and cooling pipe 9 and acts on the lever 7. By turning a setpoint adjuster 11 you can assign the position of the flap 4 to change the temperature of the thermostat 8. Between the thermostat 8 and the Radiation and cooling tube 9 can move according to the invention cooling air. The smaller the distance between the thermostat 8 and the pipe 9, the higher will be the temperature of the thermostat and vice versa. The radiation open below and cooling pipe 9 draws the cooling air preferably from a zone just above the floor of the boiler room, because the air temperatures are usually more constant there than at other heights. It can be useful according to the invention, the radiation and To insulate the cooling pipe 9 in whole or in part, so that the ambient temperature changes around the pipe 9 do not affect the cooling air flow as possible. The minimum length of the Radiation and cooling tube 9 depends on the length of the thermostat; expedient the pipe 9 is at least three times longer than the thermostat 8. From Fig. 2 continues shows that the upper part of the radiation and cooling tube 9 with a plate 12 is provided on which a pivot bearing 13 is attached, in which the lever 7 is rotatably mounted.

Durch Drehen des Sollwertstellers 11 kann diejenige Temperatur eingestellt werden, ab welcher der Thermostat 8 den Hebel 7 und damit die Klappe 4 zu drehen beginnt. Oberhalb eines bestimmten Ausschlages des Thermostaten 8 ist die Klappe 4 in die in Fig. 1 gestrichelt gezeichnete Stellung gegangen. In dieser Stellung werden die durch das Rohr 2 in den Nachheizkasten 3 eintretenden heißen Rauchgase über die Wärmeaustauschflächen auf der in Fig. 1 linken Seite des Kastens 3 nach unten und auf der in Fig. 1 rechten Seite nach oben und anschließend über den Rohrabschnitt 5 in den Schornsteineintritt 10 eingeleitet. Über den Nachheizkasten 3 geben die Rauchgase Wärme an den zu beheizenden Raum ab. The temperature can be set by turning the setpoint adjuster 11 from which the thermostat 8 to rotate the lever 7 and thus the flap 4 begins. Above a certain deflection of the thermostat 8 is the flap 4 gone into the position shown in dashed lines in FIG. In this position the hot flue gases entering the post-heating box 3 through the pipe 2 over the heat exchange surfaces on the left side of the box 3 in FIG. 1 below and on the right-hand side in FIG. 1 above and then over the pipe section 5 introduced into the chimney inlet 10. About the reheating box 3 give the Flue gases dissipate heat to the room to be heated.

Um jeder Rauchgastemperatur eine möglichst konstante Wärmestrahlung von dem Rohr 9 auf den Thermostaten 8 zuzuordnen, ist es erfindungsgemäß zweckmäßig, die beiden gegenüberliegenden Oberflächen dieser Teile zu schwärzen. Auf diese Weise wird die übertragene Wärmestrahlungsenergie relativ unabhängig davon, ob diese Oberflächen ihre Strahlungs- und Absorptionseigenschaften durch Ablagerungen, Staub oder dergleichen verändern. Eine Politur der inneren Rohroberfläche hätte zwar eine Vergröpßerung der übertragenen Energie zur Folge, die Energiemenge, welche für die Temperatur des Thermostaten 8 maßgebend ist, würde sich jedoch wegen der Staub-und Schmutzablagerungen prozentual stärker ändern als bei beiderseitigem Schwärzen der Oberflächen der Teile 8 und 9. Heat radiation that is as constant as possible around every flue gas temperature from the pipe 9 to the thermostat 8, it is useful according to the invention, to blacken the two opposite surfaces of these parts. In this way the transmitted heat radiation energy is relatively independent of whether these surfaces their radiation and absorption properties through deposits, dust or the like change. A polishing of the inner pipe surface would have been an enlargement of the transferred energy, the amount of energy required for the temperature of the thermostat 8 is decisive, however, because of the dust and dirt deposits change more in percentage than if the surfaces of the parts were blackened on both sides 8 and 9.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Anordnung ist folgende: Nachdem im Ofen 1 ein Feuer entzündet wurde und die Rauchgase dieses Feuers sich zum Schornstein hin bewegen, beginnen die Wände, welche den Rauchgasstrom umgeben, sich zu erwärmen. Solange die Wandtemperatur des Rauchgasweges geringer ist als der Rauchgastaupunkt, werden die Rauchgase kondensieren. The mode of operation of the arrangement described above is as follows: After a fire has been lit in the furnace 1 and the smoke gases from this fire have disappeared move towards the chimney, the walls surrounding the flue gas flow begin, to warm up. As long as the wall temperature of the flue gas path is lower than the smoke gas dew point, the smoke gases will condense.

Die Kondensationszone wird zunächst also im Ofen 1 zu finden sein. Steigt die Temperatur der rauchgasumschließenden Wände, verschiebt sich die Kondensationszone über die Hohlräume 2, 3 und 5 bis in den Schornsteineintritt 10 und steigt mit der Erwärmung des Schornsteines allmählich bis zur Schornsteinkrone hoch. Wenn die Kondensationszone den oberen Schornsteinrand erreicht, soll die Klappe 4 geschlossen sein. Ist die Schornsteintemperatur so gering, daß die Kondensationszone immer unterhalb der Schornsteinkrone liegt, dann kann es zu Durchfeuchtungen des Mauerwerkes kommen, oder im Falle von Tonrohr- oder Metallrohrschornsteinen dazu, daß die Kondensationsprodukte den Schornstein entlang nach unten fließen und dort ins Freie treten.The condensation zone will therefore initially be found in furnace 1. If the temperature of the walls surrounding the flue gas increases, the condensation zone shifts through the cavities 2, 3 and 5 to the chimney inlet 10 and increases with the The chimney is gradually heated up to the top of the chimney. When the condensation zone reaches the upper edge of the chimney, the flap 4 should be closed. Is the Chimney temperature so low that the condensation zone is always below the chimney crown then the masonry may become wet, or in the case of Clay pipe or metal pipe chimneys mean that the condensation products down the chimney flow along downwards and step into the open there.

Dieser Zustand der Kondensation innerhalb des Schornsteines soll vermieden werden. Die Temperatur der Rauchgaswände an der Schornsteinkrone muß also über dem Taupunkt liegen. Andererseits sollen aber die Rauchgastemperaturen am Schornsteinkopf auch nicht höher werden, denn sonst würde mit den Rauchgasen unnütz Energie in die freie Atmosphäre transportiert werden. Der Schornstein hat gerade dann die richtige Temperatur, wenn einerseits die Kondensationsgrenze nahe dem Schornsteinrand liegt und wenn andererseits im Schornstein ausreichend Zug herrscht, um die Verbrennungsprodukte des Ofens in die Atmosphäre abzuführen. This condition of condensation inside the chimney is supposed to be avoided. The temperature of the flue gas walls at the top of the chimney must therefore lie above the dew point. On the other hand, the flue gas temperatures at the chimney top should be also do not get any higher, because otherwise with the flue gases useless energy would be put into the free atmosphere can be transported. The chimney then has the right one Temperature if, on the one hand, the condensation limit is close to the edge of the chimney and if, on the other hand, there is sufficient draft in the chimney to remove the products of combustion of the furnace into the atmosphere.

Je nach der Schornsteinsituation wird dieser richtigen Rauchgastemperatur eine bestimmte Temperatur des Rauchgases im Rauchrohrabschnitt 5 zugeordnet sein. Durch den Thermostaten 8 kann diese Temperatur dadurch konstant gehalten werden, daß die Rauchgase im Nachheizkasten 3 durch Wärmeabgabe an den umgebenden Raum oder einem umgebenden Wärmespeicher gerade so abgekühlt werden, daß im Rohrabschnitt 5 die richtige Temperatur herrscht.Depending on the chimney situation, this is the correct flue gas temperature be assigned a certain temperature of the flue gas in the flue pipe section 5. This temperature can be kept constant by the thermostat 8, that the flue gases in the after-heating box 3 by heat dissipation to the surrounding space or a surrounding heat storage just so cooled that in the pipe section 5 the temperature is right.

Mit der vom Nachheizkasten 3 abgegebenen oder in demselben gespeicherten Energie wird der umgebende Raum unmittelbar oder nach einer gewissen Zeit beheizt. Diese Energie hängt von der Stellung der Klappe 4 ab. Unabhängig von dieser Klappe sind die Energien, welche vom Ofen 1 und vom Rauchrohrabschnitt 2 unmittelbar der Umgebung zugeführt werden. With the output from the after-heating box 3 or stored in the same Energy, the surrounding space is heated immediately or after a certain period of time. This energy depends on the position of the flap 4. Independent from this flap are the energies which are from the furnace 1 and from the flue pipe section 2 are fed directly to the environment.

Die richtige Schornsteineintrittstemperatur hängt unter anderem von Höhe und Querschnitt des Schornsteins ab oder auch davon, ob an det Schornstein noch andere Brennstätten angeschlossen sind, und dergleichen. Es ist daher notwendig, bei der Einstellung des Thermostaten 8 den Schornstein darauf zu vermessen, daß er einerseits nicht versottet und andererseits nicht unnütz Energie in die freie Atmosphäre abgeführt. The correct chimney inlet temperature depends, among other things, on Height and cross-section of the chimney or whether it is on the chimney still other distilleries are connected, and the like. It is therefore necessary when setting the thermostat 8 to measure the chimney on that on the one hand it does not soothe and on the other hand not useless energy in the free Atmosphere discharged.

Ungünstige Umstände, z.B. ein Hängenbleiben der Klappe 4 oder ein falsch dimensionierter Ofen 1, können dazu führen, daß der Rohrabschnitt 5 von sehr heißen Rauchgasen durchströmt wird, und man muß dafür sorgen, daß dadurch der Thermostat 8 nicht zerstört wird. Unfavorable circumstances, e.g. flap 4 getting stuck or a Incorrectly dimensioned furnace 1, can lead to the pipe section 5 of very hot flue gas is flowed through, and you have to ensure that the thermostat 8 is not destroyed.

Wie bereits beschrieben, wird das Problem dadurch gelöst, daß der Thermostat 8 nicht in unmittelbarer Verbindung mit dem Rauchrohr 5 steht, sondern daß er durch Wärmestrahlung von dem Strahlungs- und Kühlrohr 9 her erwärmt wird. As already described, the problem is solved in that the Thermostat 8 is not in direct connection with the smoke pipe 5, but that it is heated by thermal radiation from the radiation and cooling pipe 9.

Diese Energieübertragung vom Rohr 9 zum Thermostaten 8 vollzieht sich mit Lichtgeschwindigkeit. Darum wird bei hinreichend dünnem Rohr 9 die zur Erwärmung des Thermostaten 8 notwendige Energie außerordentlich schnell übertragen, jedenfalls viel schneller als durch einfache Wärmeleitung. Stellt man sich vor, daß die Temperatur im Rohrabschnitt 5 von der Temperatur des umgebenden Raumes auf einen höheren Wert springt, dann wird sich die dünne Wand des Rohres 9 mit geringer Verzögerung ebenfalls erhitzen und praktisch im gleichen Moment Wärmeenergie auf die Oberfläche des Thermostaten 8 übertragen.This energy transfer from the pipe 9 to the thermostat 8 takes place at the speed of light. Therefore, if the tube 9 is sufficiently thin, it is used for heating of the thermostat 8 transfer the necessary energy extremely quickly, at least much faster than by simple heat conduction. Imagine that the temperature in the pipe section 5 from the temperature of the surrounding space to a higher value jumps, then the thin wall of the tube 9 will also move with little delay heat and practically at the same moment heat energy on the surface of the thermostat 8 transferred.

Der Thermostat 8 reagiert also nahezu ebenso schnell auf Temperaturänderungen im Rohrabschnitt 5, als wenn er unmittelbar denRauchgasen ausgesetzt wäre.The thermostat 8 therefore reacts almost as quickly to changes in temperature in the pipe section 5 as if it were directly exposed to the smoke gases.

Wegen der aufgenommenen Strahlungsenergie erwärmt sich der Thermostat 8 und damit auch der Spalt zwischen den Teilen 8 und 9, der etwa 5 bis 20 mm groß sein kann. Da nunmehr die Luft innerhalb des Rohres 9 leichter ist als außerhalb des Rohres, kommt es zur Ausbildung eines Luftstromes, welcher den Thermostaten 8 kühlt. Die Geschwindigkeit dieses Luftstromes, und damit die Kühlleistung, hängt von der Temperatur des Spaltes zwischen den Teilen 8 und 9 und dessen Größe ab. Je höher diese Temperatur ist, desto höher wird der Auftrieb innerhalb des Rohres 9, und desto mehr Energie wird abgeführt. The thermostat heats up because of the radiation energy it has absorbed 8 and thus also the gap between parts 8 and 9, which is about 5 to 20 mm in size can be. Since now the air inside the tube 9 is lighter than outside of the pipe, an air flow is formed, which the thermostat 8 cools. The speed of this air flow, and thus the cooling capacity, depends on the temperature of the gap between parts 8 and 9 and its size. The higher this temperature, the higher the buoyancy within of the pipe 9, and the more energy is dissipated.

Durch richtige Dimensionierung des Spaltes zwischen den Teilen 8 und 9 kann dafür gesorgt werden, daß jeder Rauchgastemperatur eine niedrigere Fühlertemperatur reproduzierbar zugeordnet ist, und daß auch bei hohen Temperaturen im Rauchrohrabschnitt 5 der Thermostat 8 nicht überlastet wird, obgleich er Temperaturänderungen im Rohrabschnitt 5 sehr schnell folgt. By correctly dimensioning the gap between the parts 8 and 9 it can be ensured that each flue gas temperature has a lower sensor temperature is assigned reproducibly, and that even at high temperatures in the smoke tube section 5 the thermostat 8 is not overloaded, although there are temperature changes in the pipe section 5 follows very quickly.

Die Unterbringung des Thermostaten 8 in dem beschriebenen Kühl- und Strahlungsrohr 9 bewirkt also erfindungsgemäß eine Untersetzung des Temperatursignales. Einer Anderung von z.B. 7000C des Rauchgases ist eine Anderung von z.B. nur 2000C des Themostaten zugeordnet. Die proportionale Reduzierung der hohen Medientemperatur auf die niedrigere Fühlertemperatur kann auch erfindungsgemäß auf andere Weise bewirkt werden. The accommodation of the thermostat 8 in the cooling and described According to the invention, radiation tube 9 thus causes a reduction in the temperature signal. A change of e.g. 7000C in the flue gas is a change of e.g. only 2000C assigned to the thermostat. The proportional reduction of the high media temperature According to the invention, the lower sensor temperature can also be effected in other ways will.

Ahnlich wie die anfangs beschriebenen Raumheizanlagen mit Feststof/feuerung sind auch Warmwasserheizanlagen möglich, welche aus einem normalen Warmwasserkessel und einem nachgeschalteten Warmwasserwärmeaustauscher bestehen. Similar to the space heating systems with solid fuel combustion described at the beginning hot water heating systems are also possible, which from a normal Hot water boiler and a downstream hot water heat exchanger.

Die im Kessel erzeugten Rauchgase können mit Hilfe einer Bypassklappe analog zu der beschriebenen Luftheizung bei niedriger Temperatur unmittelbar zum Schornstein geführt werden und bei hoher Temperatur über den Abgaswärmeaustauscher auf einen vorgesehenen Wert abgekühlt werden. Mit dem Wärmeaustauscher kann z.B. Brauchwasser erzeugt oder das Heizwasser vorgewärmt werden, oder dergleichen.The flue gases generated in the boiler can be controlled with the help of a bypass valve analogous to the air heating described at low temperature directly to the Chimney and at high temperature via the exhaust gas heat exchanger be cooled to a specified value. With the heat exchanger, e.g. Domestic water is generated or the heating water is preheated, or the like.

Der vorstehend beschriebene Erfindungsgedanke kann im übrigen auch auf die Regelung anderer heißer Medien angewendet werden, wenn deren Temperatur die zulässige Betriebstemperatur des Thermostaten überschreitet. The inventive concept described above can also be used for the rest can be applied to the control of other hot media if their temperature exceeds the permissible operating temperature of the thermostat.

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Claims

Heinz Knechtel, Hauptstraße 27, 8 7 5 2 M a 1 n a s c h a f f and Gerhard Klee, Fuchshohl 102, 6000 Frankfurt - Ginnheim Temperature controller without auxiliary energy, especially for heating systems P a t e n t a n s p r ü c h e: temperature controller without auxiliary energy for hot media with a thermostat actuating an actuator, whose heat sensor works depending on the medium temperature, in particular for heating systems with a heat exchanger downstream of the furnace or the like. and an adjustable bypass flap arranged in the flue gas outlet or the like., which the hot flue gases either directly or indirectly through the heat exchanger directs into the chimney, characterized in that the actuator or the bypass valve (4) is adjustable by a thermostat (8) whose heat sensor is one in one certain ratio to the higher medium temperature, reduced sensor temperature is exposed.

2. Temperature regulator according to claim 1, characterized in that the heat sensor of the thermostat (8) the energy necessary for its actuating work is fed by the heat radiation to a radiation source, the temperature of which corresponds to the medium temperature to be controlled.

3. Temperature controller according to claim 1 and 2, characterized in that that the radiation source consists of a housing heated by the hot medium, in which the heat sensor of the thermostat (8) with a radiation distance of the inner housing wall is arranged.

4. Temperature controller according to claim 1 to 3, characterized in that that the (heat sensor of the thermostat (8) containing the interior of the radiation housing or the heat sensor can be cooled by a flow of cooling air.

5. Temperature controller according to claim 1 to 4, characterized in that that the radiation housing consists of a radiation and cooling tube (9), which contains the thermostat (8) and in such a way with the space containing the hot medium, e.g. with a flue gas pipe (5), that at least the heat sensor of the thermostat (8) with the radiation distance surrounding the pipe wall zone practically-the Temperature of the hot medium assumes and radiates inward.

6. Temperature controller according to claim 1 to 5, characterized in that that the radiation and cooling tube (9) with its lower, open end approximately up to in the heated building space is close to the floor.

7. Temperature controller according to claim 1 to 5 or 6, characterized in that that the radiation housing or the radiation and cooling tube (9) at least partially is provided with thermal insulation.

8. Temperature controller according to claim 1 to 5 or 6, 7, characterized in that that the opposing surfaces of the housing or pipe wall and the Are blackened.

9. Temperature controller according to claim 1 to 5 or 6, 7, 8, characterized in that that the radiation housing or tube (9) at least partially in which the hot medium containing space or in the flue gas pipe (5) of the heating system is arranged.