EP0215323A2 - Method of regulating the temperature of a continuous-flow heater, and controllable continuous flow heaters - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for regulating the heating temperature of a water heater and a water heater for using this method.
- the object of the invention is therefore to provide a method for controlling the heating temperature of a water heater, by means of which it is ensured that the heating temperature when starting a burner is exceeded only slightly, if at all, so that cracking is reliably excluded in the water heater Operations take place. Coke-like residues can therefore not be formed, and blockages in the atomizing nozzle caused by this and a deterioration in the heat transfer should also be avoided.
- the method for regulating the heating temperature of a water heater by means of which this can be achieved is characterized in that the water heater is heated to its operating temperature with a reduced heating power and / or in individual temperature stages before the oil burner is started.
- the instantaneous water heater can be heated to the operating temperature with a heating output that is reduced by approx. 70 - 80% compared to its maximum heating output, whereby its heating output can be reduced by an electrical power circuit in such a way that the temperature rise per unit of time corresponds to a predetermined function in order to reach the operating temperature .
- the instantaneous water heater can also be heated up to its operating temperature in a number of temperature stages by selectively reducing the duration of the heating resistor's onset before the oil burner is started up.
- the on-time of the heating resistor of the water heater can be reduced to 10 to 30% by means of a capacitor compared to the maximum on-time.
- the setpoint temperature of the instantaneous water heater should be increased continuously with a slope of 0.2 to 1 ° C / sec or in steps of 1 to 10 ° C per 1 to 10 seconds.
- control electronics which can be supplied with the respective operating temperature of the oil to be heated by means of a sensor arranged on or in front of the atomizing nozzle.
- the instantaneous water heater in which these different methods for regulating its heating temperature can be used, is characterized in that in a housing connected upstream of the atomizing nozzles, a continuous flow heater provided with a heating resistor and through which the oil to be heated can flow is inserted, and in that on the side of the atomizer nozzle facing the Housing or on this a temperature sensor protruding into the oil flow is provided, which with an influencing the current consumption of the heating resistor and an adjustable with the oil burner coupled enabling thermostats connected control electronics is connected.
- control electronics can consist of a control part connected to the temperature sensor, a threshold switch connected downstream of it, and a power part connected to the heating resistor of the instantaneous water heater.
- the instantaneous water heater designed according to the invention By means of the method according to the invention or the instantaneous water heater designed according to the invention, it is possible in a very reliable manner to heat it up to an adjustable operating temperature before the oil burner is switched on, without the predetermined heating temperature being exceeded to such an extent that coke-like residues in the heating oil be formed. If the instantaneous water heater is brought to its operating temperature with a reduced heating output and / or in individual temperature levels and therefore delayed, it is almost impossible, despite the low control effort, that such overheating of the heating oil and thus cracking processes occur.
- the delayed heating to be carried out in different ways therefore has a favorable influence on the operating behavior of an oil burner, since satisfactory combustion is always guaranteed and blockages in the flow heater and / or the atomizer nozzle and impairment of the heat transfer are avoided.
- the heating oil has an almost constant atomization viscosity, which ensures reliable burner ignition and even combustion.
- Another advantage is that the slowed heating of the water heater Heat transfer to the atomizer nozzle is improved and this has the corresponding operating temperature when the burner is released by the release thermostat.
- a flow heater 10 is arranged between an atomizer nozzle of an oil burner, designated 1, and an oil supply pipe 2 connected to it, which consists of a tubular housing 11 and a sintered body, which is flowed through by the heating oil to be heated, as a heat exchanger 14 and a heating resistor 15 surrounding it .
- the heat exchanger 14 is surrounded by a jacket tube 16, and a carrier 12 is arranged between the latter and the oil supply tube 2, on which the flow heater 10 is supported and which is provided with a bore 13 for supplying the heating oil into the heat exchanger 14.
- a control unit 21 is provided, by means of which the heating resistor 15 is heated up with a delay can.
- the control unit 21 here consists of a control part 22 which is connected to a temperature sensor 25, a threshold switch 23 connected downstream of the control part 22 and a power part 24 which is connected to the heating resistor 15 and a release thermostat 26 used on the carrier 12.
- the heating power of the heating resistor can thus be reduced or the heating power can be supplied in stages so that overheating is avoided.
- the task of the release thermostat 26 is to only release the starting process of the oil burner when the operating temperature in the continuous-flow heater 10 has been reached.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung der Aufheiztemperatur eines Durchlauferhitzers sowie einen Durchlauferhitzer zur Anwendung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for regulating the heating temperature of a water heater and a water heater for using this method.
Bei Ölbrennern mit kleineren Leistungen ist es vielfach erforderlich, um eine gute Zerstäubung des Heizöls zu erreichen, dieses vorzuwärmen. Die Viskosität und die Dichte des Heizöls sind nämlich oftmals unterschiedlich. Zwar ist durch eine Vorwärmung des Heizöls auf ca. 60°C mittels eines unmittelbar vor der Zerstäuberdüse angeordneten Durchlauferhitzers eine nahezu konstante Zerstäubungsviskosität und somit ein sicheres Zünden des Brenners und eine gleichmäßige Verbrennung zu erreichen, beim Überschreiten dieser Temperatur bilden sich aber koksartige Rückstände. Dies führt unter Umständen zur Verkokung der Heizflächen des Durchlauferhitzers, so daß der Wärmeübergang beeinträchtigt wird und Verstopfungen in der Zerstäuberdüse auftreten können; außerdem wird durch den erhöhten Widerstand der Zerstäubungsdruck an der Zerstäuberdüse verkleinert, so daß eine unvollkommene Verbrennung in Kauf zu nehmen ist und durch mitgerissene Kokspartikel die Verstopfungen in der Zerstäuberdüse hervorgerufen werden. Bei den bisher bekannten an einem Bimetall-Freigabethermostaten angeschlossen Durchlauferhitzern sind derartige Überhitzungen des Heizöls bei dessen Vorwärmung nicht zu vermeiden, so daß diese Nachteile in Kauf zu nehmen sind.In the case of oil burners with smaller outputs, it is often necessary to preheat the heating oil in order to achieve good atomization. The viscosity and density of the heating oil are often different. Although preheating the heating oil to approx. 60 ° C by means of a continuous-flow heater located directly in front of the atomizer nozzle achieves an almost constant atomization viscosity and thus reliable ignition of the burner and even combustion, coke-like residues form when this temperature is exceeded. Under certain circumstances, this leads to coking of the heating surfaces of the instantaneous water heater, so that the heat transfer is impaired and blockages can occur in the atomizing nozzle; moreover, the increased resistance reduces the atomizing pressure at the atomizing nozzle, so that imperfect combustion has to be accepted and entrained coke particles cause blockages in the atomizer nozzle. In the case of the instantaneous heaters known to date connected to a bimetallic release thermostat, such overheating of the heating oil cannot be avoided during its preheating, so that these disadvantages have to be accepted.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Regelung der Aufheiztemperatur eines Durchlauferhitzers zu schaffen, mittels dem sichergestellt ist, daß die Aufheiztemperatur beim Anlauf eines Brenners, wenn überhaupt, jeweils nur geringfügig überschritten wird, so daß zuverlässig ausgeschlossen ist, daß im Durchlauferhitzer Crack-Vorgänge stattfinden. Koksartige Rückstände können sich demnach nicht bilden, dadurch bedingte Verstopfungen in der Zerstäuberdüse sowie eine Verschlechterung des Wärmeüberganges sollen demnach ebenfalls vermieden werden.The object of the invention is therefore to provide a method for controlling the heating temperature of a water heater, by means of which it is ensured that the heating temperature when starting a burner is exceeded only slightly, if at all, so that cracking is reliably excluded in the water heater Operations take place. Coke-like residues can therefore not be formed, and blockages in the atomizing nozzle caused by this and a deterioration in the heat transfer should also be avoided.
Gemäß der Erfindung ist das Verfahren zur Regelung der Aufheiztemperatur eines Durchlauferhitzers, mittels dem dies zu erreichen ist, dadurch gekennzeichnet, daß derDurchlauferhitzer vor Inbetriebnahme des Ölbrenners mit einer reduzierten Heizleistung und/oder in einzelnen Temperaturstufen verzögert auf seine Betriebstemperatur aufgeheizt wird.According to the invention, the method for regulating the heating temperature of a water heater by means of which this can be achieved is characterized in that the water heater is heated to its operating temperature with a reduced heating power and / or in individual temperature stages before the oil burner is started.
Hierbei kann der Durchlauferhitzer mit einer gegenüber seiner maximalen Heizleistung um ca. 70 - 80 % reduzierten Heizleistung auf die Betriebstemperatur aufgeheizt werden, wobei dessen Heizleistung durch eine elektrische Leistungsschaltung derart reduziert werden kann, daß zum Erreichen der Betriebstemperatur der Temperaturanstieg pro Zeiteinheit einer vorgegebenen Funktion entspricht.Here, the instantaneous water heater can be heated to the operating temperature with a heating output that is reduced by approx. 70 - 80% compared to its maximum heating output, whereby its heating output can be reduced by an electrical power circuit in such a way that the temperature rise per unit of time corresponds to a predetermined function in order to reach the operating temperature .
Nach einer andersartigen Verfahrensweise kann der Durchlauferhitzer vor Inbetriebnahme des Ölbrenners auch durch eine wählbare Reduktion der Einschltdauer des Heizwiderstandes in mehreren Temperaturstufen auf seine Betriebstemperatur aufgeheizt werden. Die Einschaltdauer des Heizwiderstandes des Durchlauferhitzers kann in diesem Fall auf 10 bis 30 % mittels eines Kondensators gegenüber der maximalen Einschaltdauer reduziert werden.According to a different type of procedure, the instantaneous water heater can also be heated up to its operating temperature in a number of temperature stages by selectively reducing the duration of the heating resistor's onset before the oil burner is started up. In this case, the on-time of the heating resistor of the water heater can be reduced to 10 to 30% by means of a capacitor compared to the maximum on-time.
Ferner ist es möglich, den Durchlauferhitzer vor Inbetriebnahme des Ölbrenners durch stufenlose oder stufenweise Erhöhung seiner Solltemperatur auf die Betriebstemperatur aufzuheizen. Hierbei sollte die Solltemperatur des Durchlauferhitzers kontinuierlich mit einer Steilheit von 0,2 bis 1°C/Sec oder in Stufen von 1 bis 10° C pro 1 bis 10 Sec erhöht werden.Furthermore, it is possible to heat the instantaneous water heater to the operating temperature by steplessly or gradually increasing its target temperature before starting up the oil burner. The setpoint temperature of the instantaneous water heater should be increased continuously with a slope of 0.2 to 1 ° C / sec or in steps of 1 to 10 ° C per 1 to 10 seconds.
Zweckmäßig ist es des weiteren, die Erhöhung der Aufheiztemperatur des Durchlauferhitzers mittels einer Regelelektronik vorzunehmen, der mittels eines an oder vor der Zerstäuberdüse angeordneten Fühlers die jeweilige Betriebstemperatur des zu erwärmenden Öles zuführbar ist.It is furthermore expedient to increase the heating temperature of the instantaneous water heater by means of control electronics which can be supplied with the respective operating temperature of the oil to be heated by means of a sensor arranged on or in front of the atomizing nozzle.
Der Durchlauferhitzer, bei dem diese unterschiedlichen Verfahren zur Regelung seiner Aufheiztemperatur anwendbar sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Zerstäuberdüsen vorgeschalteten Gehäuse ein von dem zu erwärmenden Öl durchströmbarer mit einem Heizungswiderstand versehener Durchlauferhitzer eingesetzt ist, und daß auf der der Zerstäuberdüse zugekehrten Seite des Gehäuses oder an dieser ein in den Ölstrom hineinragender Temperaturfühler vorgesehen ist, der mit einer die Stromaufnahme des Heizwiderstandes beeinflussenden und an einen einstellbaren mit dem Ölbrenner gekoppelten Freigabe-Thermostaten angeschlossenen Regelelektronik verbunden ist.The instantaneous water heater, in which these different methods for regulating its heating temperature can be used, is characterized in that in a housing connected upstream of the atomizing nozzles, a continuous flow heater provided with a heating resistor and through which the oil to be heated can flow is inserted, and in that on the side of the atomizer nozzle facing the Housing or on this a temperature sensor protruding into the oil flow is provided, which with an influencing the current consumption of the heating resistor and an adjustable with the oil burner coupled enabling thermostats connected control electronics is connected.
Die Regelelekronik kann hierbei in einfacher Ausgestaltung aus einem mit dem Temperaturfühler verbundenen Steuerteil, einem diesem nachgeschalteten Schwellenschalter sowie einem Leistungsteil, der mit dem Heizwiderstand des Durchlauferhitzers verbunden ist, bestehen.In a simple embodiment, the control electronics can consist of a control part connected to the temperature sensor, a threshold switch connected downstream of it, and a power part connected to the heating resistor of the instantaneous water heater.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des gemäß der Erfindung ausgebildeten Durchlauferhitzers ist es in sehr zuverlässiger Weise möglich, diesen vor dem Einschalten des Ölbrenners auf eine einstellbare Betriebstemperatur aufzuheizen, ohne daß dabei die vorgegebene Aufheiztemperatur in einem Maße überschritten wird, daß in dem Heizöl koksartige Rückstände gebildet werden. Wird nämlich der Durchlauferhitzer mit einer reduzierten Heizleistung und/oder in einzelne Temperaturstufen und demnach verzögert auf seine Betriebstemperatur gebracht, so ist es trotz des geringen Regelaufwandes nahezu ausgeschlossen, daß eine derartige Überhitzung des Heizöls und somit Crack-Vorgänge auftreten. Durch die in unterschiedlicher Weise vorzunehmende verzögerte Aufheizung wird demnach das Betriebsverhalten eines Ölbrenners günstig beeinflußt, da stets eine zufriedenstellende Verbrennung gewährleistet ist und Verstopfungen im Durchlauferhitzer und/oder der Zerstäuberdüse sowie eine Beeinträchtigung des Wärmeüberganges vermieden sind. Das Heizöl weist vielmehr eine nahezu konstante Zerstäubungsviskosität auf, ein sicheres Zünden des Brenners und eine gleichmäßige Verbrennung sind somit gegeben. Des weiteren ist von Vorteil, daß durch das verlangsamte Aufheizen des Durchlauferhitzers der Wärmeübergang zur Zerstäuberdüse verbessert wird und diese bei Freigabe des Brenners durch den Freigabe-Thermostaten die entsprechende Betriebstemperatur aufweist.By means of the method according to the invention or the instantaneous water heater designed according to the invention, it is possible in a very reliable manner to heat it up to an adjustable operating temperature before the oil burner is switched on, without the predetermined heating temperature being exceeded to such an extent that coke-like residues in the heating oil be formed. If the instantaneous water heater is brought to its operating temperature with a reduced heating output and / or in individual temperature levels and therefore delayed, it is almost impossible, despite the low control effort, that such overheating of the heating oil and thus cracking processes occur. The delayed heating to be carried out in different ways therefore has a favorable influence on the operating behavior of an oil burner, since satisfactory combustion is always guaranteed and blockages in the flow heater and / or the atomizer nozzle and impairment of the heat transfer are avoided. Rather, the heating oil has an almost constant atomization viscosity, which ensures reliable burner ignition and even combustion. Another advantage is that the slowed heating of the water heater Heat transfer to the atomizer nozzle is improved and this has the corresponding operating temperature when the burner is released by the release thermostat.
In der Zeichnung ist ein einer Zerstäuberdüse eines Ölbrenners zugeordneter Durchlauferhitzer, der mittels einer reduzierten Heizleistung auf Betriebstemperatur aufheizbar ist, teilweise im Axialschnitt dargestellt und nachfolgend im einzelnen erläutert.In the drawing, a water heater assigned to an atomizer nozzle of an oil burner, which can be heated to operating temperature by means of a reduced heating output, is partially shown in axial section and explained in detail below.
Zwischen einer mit 1 bezeichneten Zerstäuberdüse eines Ölbrenners und einem an diese angeschlossenen Ölzuführungsrohr 2 ist hierbei ein Durchlauferhitzer 10 angeordnet, der aus einem rohrförmigen Gehäuse 11 sowie einem in diesem eingesetzten von dem zu erwärmenden Heizöl durchströmten Sinterkörper als Wärmetauscher 14 und einem diesen umgebenden Heizwiderstand 15 besteht. Der Wärmetauscher 14 ist von einem Mantelrohr 16 umgeben, außerdem ist zwischen diesem und dem Ölzuführungsrohr 2 ein Träger 12 angeordnet, an dem der Durchlauferhitzer 10 abgestützt und der mit einer Bohrung 13 zur Zuführung des Heizöls in den Wärmetauscher 14 versehen ist.A
Um zu verhindern, daß das zu zerstäubende Heizöl vor Inbetriebnahme des Ölbrenners auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die über der vorgegebenen Vorwärmetemperatur von ca. 60°C liegt und somit überhitzt würde, ist ein Steuergerät 21 vorgesehen, mittels dem der Heizwiderstand 15 verzögert aufgeheizt werden kann. Das Steuergerät 21 besteht hierbei aus einem Steuerteil 22, das mit einem Temperaturfühler 25 verbunden ist, einem dem Steuerteil 22 nachgeschalteten Schwellwertschalter 23 sowie einem Leistungsteil 24, das an den Heizwiderstand 15 sowie einem an dem Träger 12 eingesetzten Freigabethermostaten 26 angeschlossen ist.In order to prevent the heating oil to be atomized from being heated to a temperature before starting up the oil burner, which is above the predetermined preheating temperature of approximately 60 ° C. and would thus be overheated, a
In Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur des in dem Innenraum 17 des Wärmetauschers 14 befindlichen Heizöls kann somit die Heizleistung des Heizungswiderstandes reduziert oder diesem kann die Heizleistung in Stufen zugeführt werden, so daß eine Überhitzung vermieden wird. Dem Freigabethermostaten 26 kommt hierbei die Aufgabe zu, den Startvorgang des Ölbrenners erst freizugeben, wenn die Betreibstemperatur im Durchlauferhitzer 10 erreicht ist.Depending on the respective temperature of the heating oil located in the
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchlauferhitzer (10) vor Inbetriebnahme des Oelbrenners mit einer reduzierten Heizleistung und/oder in einzelnen Temperaturstufen verzögert auf seine Betriebstemperatur aufgeheizt wird.1. Method for regulating the heating temperature of a continuous-flow heater which is connected upstream of an atomizing nozzle of an oil burner,
characterized,
that the instantaneous water heater (10) is heated up to its operating temperature with a reduced heating power and / or in individual temperature steps before the oil burner is started up.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchlauferhitzer (10) vor Inbetriebnahme des Oelbrenners mit einer gegenüber seiner maximalen Heizleistung um ca. 70 - 80 % reduzierten Heizleistung auf die Betriebstemperatur aufgeheizt wird.2. The method according to claim 1,
characterized,
that the instantaneous water heater (10) is heated to the operating temperature before starting up the oil burner with a heating output which is reduced by approximately 70-80% compared to its maximum heating output.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizleistung des Durchlauferhitzers (10) durch eine elektrische Leistungsschaltung derart reduziert wird, daß bis zum Erreichen der Betriebstemperatur der Temperaturanstieg pro Zeiteinheit einer vorgegebenen Funktion entspricht.3. The method according to claim 2,
characterized,
that the heating power of the instantaneous water heater (10) is reduced by an electrical power circuit in such a way that the temperature rise per unit of time corresponds to a predetermined function until the operating temperature is reached.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchlauferhitzer (10) vor Inbetriebnahme des Oelbrenners durch eine wählbare Reduktion der Einschaltdauer des Heizwiderstandes (15) in mehreren Temperaturstufen auf seine Betriebstemperatur aufgeheizt wird.4. The method according to claim 1,
characterized,
that the instantaneous water heater (10) is heated to its operating temperature in a number of temperature stages by a selectable reduction in the on-time of the heating resistor (15) before the oil burner is started up.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einschaltdauer des Heizwiderstandes (15) des Durchlauferhitzers (10) auf 10 - 30 % mittels eines Generators mit variabler Taktzeit gegenüber der maximalen Einschaltdauer reduziert wird.5. The method according to claim 4,
characterized,
that the duty cycle of the heating resistor (15) of the instantaneous water heater (10) is reduced to 10-30% by means of a generator with a variable cycle time compared to the maximum duty cycle.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchlauferhitzer (10) vor Inbetriebnahme des Oelbrenners durch stufenlose oder stufenweise Erhöhung seiner Solltemperatur auf die Betriebstemperatur aufgeheizt wird.6. The method according to claim 1,
characterized,
that the instantaneous water heater (10) is heated to the operating temperature before the oil burner is put into operation by continuously or gradually increasing its target temperature.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Solltemperatur des Durchlauferhitzers (10) kontinuierlich mit einer Steilheit von 0,2 bis 1°C/Sec oder in Stufen von 1 bis 10°C pro 1 bis 10 Sec. erhöht wird.7. The method according to claim 6,
characterized,
that the target temperature of the water heater (10) continuously with a slope of 0.2 to 1 ° C / sec or in steps of 1 to 10 ° C per 1 to 10 seconds. is increased.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erhöhung der Aufheiztemperatur des Durchlauferhitzers (10) mittels einer Regelelektronik (21) vorgenommen wird, der mittels eines an oder vor der Zerstäuberdüse (1) angeordneten Fühlers (25) die jeweilige Betriebstemperatur des zu erwärmenden Oeles zuführbar ist.8. The method according to one or more of claims 1 to 7,
characterized,
that the heating-up temperature of the instantaneous water heater (10) is increased by means of control electronics (21) which can be supplied with the respective operating temperature of the oil to be heated by means of a sensor (25) arranged on or in front of the atomizing nozzle (1).
dadurch gekennzeichnet,
daß in einem der Zerstäuberdüsen (1) vorgeschaltetem Gehäuse (11) ein von dem zu erwärmenden Oel durchströmbarer mit einem Heizungswiderstand (15) versehener Wärmetauscher (14) oder dgl. eingesetzt ist und daß auf der der Zerstäuberdüse (1) zugekehrten Seite des Gehäuses (11) oder an dieser ein in den Oelstrom hineinragender Temperaturfühler (25) vorgesehen ist, der mit einer die Stromaufnahme des Heizwiderstandes (15) beeinflussenden und an einen einstellbaren mit dem Oelbrenner gekoppelten Freigabe-Thermostaten (26) angeschlossenen Regelelektronik (21) verbunden ist.9. instantaneous water heater for application of the method according to one or more of claims 1 to 8,
characterized,
that a heat exchanger (14) or the like which can be flowed through by the oil to be heated and which is provided with a heating resistor (15) or the like is inserted in one of the atomizer nozzles (1) and that on the side of the housing facing the atomizer nozzle (1) 11) or on this a temperature sensor (25) protruding into the oil flow is provided, which has an influence on the current consumption of the heating resistor (15) and an adjustable one with the Oil burner coupled release thermostat (26) connected control electronics (21) is connected.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelelektronik (21) aus einem mit dem Temperaturfühler (25) verbundenen Steuerteil (22), einem diesem nachgeschalteten Schwellwertschalter (23) sowie einem Leistungsteil (24), der mit dem Heizwiderstand (25) des Durchlauferhitzers (10) verbunden ist, besteht.10. instantaneous water heater according to claim 9,
characterized,
that the control electronics (21) consists of a control part (22) connected to the temperature sensor (25), a downstream threshold switch (23) and a power section (24) connected to the heating resistor (25) of the instantaneous water heater (10) .
Applications Claiming Priority (2)
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Legal Events
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| RIN1 | Information on inventor provided before grant (corrected) |
Inventor name: LUEDI, ROGER |