EP0908678A2 - Method and device for delaying the burner start of a heating boiler - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to methods for operating a boiler system which are suitable for the generation of heat, for heating domestic water and / or for heating delayed and / or regulated via the lowered boiler water temperature Burner start-up behavior, a device for delaying the start of the burner a boiler system and a boiler system with a device for decelerating the Burner starts.
- Boiler systems such as Heating and / or domestic water heating systems usually still with an unnecessarily high energy consumption - predominantly due to an unfavorable number of burner starts / hours per hour - and thereby an increased pollutant emissions.
- the number is Burner starts far too high and the number of burner hours due to the always too high Claim performance too low when energy consumption is too high.
- the regulation of such systems is usually quite simple.
- the regulation takes place with them usually with a two-point controller (thermostat) via one of the Outside temperature dependent shift of the boiler water temperature or above two limit temperatures specified for the boiler water.
- thermostat thermostat
- the burner When falling below the lower temperature limit, the burner is requested: the burner starts, and reheating begins.
- the upper temperature limit the the burner is usually 7 to 12 ° C above the lower temperature limit switched off.
- the boiler water gradually cools down during burner downtime from.
- the lower temperature limit is reached, the burner starts again, and the next cycle begins.
- a sequence of burner run and Burner shutdown designated.
- the switch-on temperature is not lower for steel boilers 50 ° C due to the risk of condensation, since the dew point is around 48 ° C and condensation forms on the steel walls below this temperature and can contribute to rust formation and corrosion; such is the case with cast iron boilers System usually operated between 30 ° C and 90 ° C.
- start-up losses Every time the burner is started, i.e. every time the combustible mixture is ignited a very large amount of pollutants over about 30 to 60 seconds incomplete combustion released and because of extreme exhaust gas speeds Energy wasted (start-up losses).
- the entire start-up phase lasts for heating and / or Domestic water heating systems mostly about 1 to 2 minutes until Usually stable conditions and a clean, low carbon monoxide Stop combustion.
- the pollutant emissions in the start-up phase are often by the factor 100 to 500 larger than in the subsequent stable combustion phase.
- the utility model DE 297 07 099 describes a heating system in which a Delay element between the control and burner is arranged and in which the Delay the control command to switch on the burner by one constant amount of time, especially delayed by 4 to 15 minutes.
- the task was procedures for operating boiler systems propose a significant energy saving for the operator without Allow impairment of comfort and the environment of Relieve harmful start-up pollutants.
- the Task a device, which if necessary.
- As an additional device to a regulated or controlled boiler system can serve, with a corresponding control or Influencing the regulation or control as well as a working accordingly Propose boiler system for realizing the operation of the invention.
- Boiler systems that can be operated according to the invention are all Boiler systems that are old or new, those with small ( ⁇ 70 kW), medium (70 to 500 kW) or high output (> 500 kW) or operated in one or more stages can and possibly with a ceramic insert to save energy such as the so-called SchuCeram of the Deutschen für Sparsames Schuen mbH in Nuremberg are provided.
- the boiler systems can be used as small or large combustion systems small, medium or large heating and / or process water heating systems, as Reactors, incinerators and afterburners are used.
- This Boiler plants can run on gas, oil and / or solids with a solid particle size of substantially less than 1 mm.
- the boiler systems are often already be provided with a regulation or control if it with a Additional device to delay the start of the burner.
- the device according to the invention can enable a program selection for different types of programs for delay, for varying time intervals, to vary the delay, regulate and vary the lower Temperature limit value and / or for lowering the boiler water temperature and their variation.
- the device according to the invention can be a microprocessor or the like working electronic unit for the determination and / or specification of the delay, the Time intervals, the lower temperature limit or the temperature reduction and possibly a memory for one or more modulations and / or one Program unit for one or more programs and possibly sensors for the Outside temperature, inside temperature and / or boiler water temperature and one Operating hours counter, a burner start counter, a device for recording the Burner runtime within a cycle and / or a device for choosing one Program.
- a device has proven to be particularly advantageous for single-stage Boiler systems is provided, which is simply via a standardized plug-in device can be connected to the existing boiler system and immediately without Adaptation can be put into operation by a specialist.
- a specialist instead of simple plug-in device required.
- a boiler system which also contains regulation or control of the burner, will usually operated according to the invention, if that of the control device reported impulse that would conventionally request the burner to start for the Triggering a time delay of at least one, preferably of is used for at least 2 to 25 minutes. If this delay over many or all cycles are the same size and if the other operating conditions are not change, the control behavior of the boiler system will change after some time import these conditions and a constant or essentially constant Result in cycle behavior. As a result, the energy consumption of oil, gas or similar primary energies can already be reduced by several percent.
- the delays are more than 15 minutes, preferably at least 16 minutes, in particular at least 18 minutes, particularly preferred at least 20 minutes, preferably up to 40 minutes, in particular up to 30 Minutes, possibly even up to 25 or 20 minutes.
- the term "essentially constant" mainly refers to fluctuations within the controlled system, approximately in the range of ⁇ 1 minute.
- the reduction in energy consumption for this process is usually already about 2 to 18%, in heating systems mostly at least 6%; it This process often results in a lower boiler water temperature level.
- This process often results in a lower boiler water temperature level.
- a particularly strong permanent lowering of the boiler water temperature level - in particular in large systems and then by more than about 5 ° C or about 8 ° C - can have a noticeable effect on comfort, since the upper temperature limit only is still reached at certain points and the main water volume is reduced to a Temperature level, the lowering operating temperature, settles and the Burner downtime reduced to the pure forced delay time; the then requires excessively long burner runtimes and therefore an excessively long one Primary energy consumption to only briefly exceed the upper burner shutdown temperature limit to reach.
- the optimal energy saving range is then already exceeded.
- the variation in the delay may change the boiler system does not have to adapt to a constant control behavior, but must adapt itself often or constantly individually depending on different amounts of water to be heated Adjust time unit; the unit of time here comprises 1 or up to 6 cycles around the To be able to perceive adaptation of the system.
- time intervals from one burner start to the next burner start are at least 3 on average Minutes, preferably at least 5 minutes, in particular at least 8 minutes, particularly preferably at least 10 minutes, still more preferably at least 14 or at least 16 minutes, usually up to 120 minutes, preferably up to 60 Minutes, in particular up to 40 minutes, particularly preferably up to 25 minutes. It however, longer time intervals such as on average at least 12 or come into effect at least 15 minutes.
- Burner start request When varied burner start delay times Burner start request are given, so the additional Time intervals on average at least 1 minute, preferably at least 2 Minutes, in particular at least 4 minutes, particularly preferably at least 10 Minutes, most preferably at least 16 minutes, usually up to 40 Minutes, preferably up to 30 minutes, in particular up to 15 minutes, if necessary. even up to 12 minutes.
- the delay in starting the burner is delayed from the burner start request, preferably on the order of 2.5 on average up to 6.5 minutes, particularly preferably at 3.5 to 5 minutes, but in small systems preferably on the order of 6 to 12 minutes on average, especially preferably at 7 to 10 minutes.
- variable time intervals vary by the mean of these time intervals by at least ⁇ 1 minute, preferably by at least ⁇ 2 minutes, especially by at least ⁇ 4 minutes, especially preferably by at least ⁇ 6 minutes, very particularly preferably by at least ⁇ 8 or by up to ⁇ 30 minutes, usually by up to ⁇ 20 minutes, preferably by up to ⁇ 15 minutes, especially up to ⁇ 10 minutes.
- the energy saving is usually less than that of the time delay according to the invention.
- the temperature decrease compared to the conventional process in Average at least 2 ° C, preferably at least 3 ° C, especially at least 5 ° C, possibly at least 7 ° C, mostly up to 10 ° C, preferably up to 8 ° C.
- the temperature variation is at least 1 ° C on average, preferably at least 2 ° C, especially at least 4 ° C, possibly at least 6 ° C, mostly up to 10 ° C, preferably up to 8 ° C.
- control in these methods according to the invention is more difficult than in the time delay. It is specific to the system and its operating conditions adapt.
- the time until the burner starts, the lower temperature limit or / and the boiler water temperature used for a control according to the invention to a greater reduction in boiler water temperature using a greater time delay until burner start, both of which are coupled, to achieve.
- the degree of lowering the boiler water temperature can be preferred proportional to the outside temperature and / or the heat requirement. If the Lowering the boiler water temperature is used as a control variable and if varied values for the lowering can be specified, any varied lowering can be used. Lowering the boiler water temperature can be varied in the same ways as the variation in delay.
- the lower temperature limit, the lowering of the Boiler water temperature or the variation in the lowering of the Boiler water temperature redetermined for each burner start request is not limited.
- the Energy saving is usually with a reduction in the cycles every 24 h and one Extension of the burner runtime per cycle connected. Because of the longer times the boiler water temperature drops until the next burner start. The The greater the latent heat, the greater the energy savings in all processes including the nuclear heat, which is rebuilt within a short period of time can be. If this heat withdrawal of the nuclear heat is too strong over several cycles is and cannot be replaced quickly, it can restrict the Comfort come.
- the methods according to the invention are preferably so used that the respective values are varied, so that on the one hand briefly Nuclear heat is removed, but can then be quickly replaced. One of the modulating methods is particularly preferred for this.
- one system can be combined at the same time, alternately or different processes according to the invention are used in succession. This affects or regulates the regulation or control only more complex, without a significantly higher energy saving than one expect individual, much energy-saving method according to the invention to be able to.
- the varied time intervals, the varied delay times, the varied lower ones Temperature limits or the varied temperature drops vary from Maximum value from frequently by at least 5%, preferably at least on average every 20 firing cycles, particularly preferably at least every 12 Firing cycles, especially on average at least every 8 firing cycles all average at least every 5 firing cycles.
- the depth of modulation with which the differ between the maximum and minimum values at least 5% e.g. the initial value of the burner start point without time Delay or without lowering the temperature for the maximum variation of time delay or temperature reduction, preferably at least 15 %, particularly preferably at least 25%, possibly even at least 40% of the Maximum value of the delay, possibly even up to 100%.
- the modulation can predefined for example via a program unit or a microprocessor become.
- the modulation can be used to operate the boiler system, at which the operating conditions fluctuate constantly, which can be seen in several ways has an advantageous effect.
- the modulation results in a performance-adapted mode of operation of the Boiler system, possibly the use of the most economical mode of operation.
- the modulation depth should over 5 cycles, preferably a total of at least 10%, in particular at least 20%, particularly preferably at least 30%.
- Table 1 shows examples of modulations for varying the delay or a temperature reduction, in which the 100% value can correspond to a time delay, for example 6 or 17 minutes, or the 100% value can correspond to a temperature reduction, for example 2 or 10 ° C. After 8, 12 or 16 cycles, for example, the same values are repeated from the beginning. Examples for the modulation of different delays, variable regulation of the lower temperature limit or the varied temperature reduction: Modulation A (8 cycles): 100% - 70% - 88% - 65% - 92% - 75% - 89% - 72% ...
- Modulation B (16 cycles): 100% - 65% - 85% - 50% - 65% - 30% - 80% - 55% -90% - 45% - 80% - 35% - 65% - 30% - 75% - 60% ...
- Modulation C (12 cycles): 100% - 85% - 70% - 79% - 88% - 76% - 65% - 77% -92% - 83% - 75% - 88% ...
- Modulation D (16 cycles): 100% - 70% - 70% - 88% - 88% - 65% - 65% - 92% -92% - 75% - 75% - 89% - 89% - 72% - 72% - 100% ...
- Modulation E (12 cycles): 100% - 45% - 75% - 30% - 90% - 50% - 70% - 40% -80% - 35% - 85% - 20% ...
- Modulations in which the values of cycle increase have proven particularly useful Cycle can be varied.
- the values preferably vary between one Maximum and a minimum value from cycle to cycle. Very particularly preferred the sum of two successive values is 100 to 170%, in particular 110 to 150%.
- the aim of the modulation is to keep the temperature curve as flat as possible over time to be set, i.e. without major temperature peaks and without lower temperature troughs.
- a similar sequence of values be specified for delay times.
- the variation can alternatively or in addition to a modulation when the limit values are fallen below and / or exceeded e.g. the burner runtime by lengthening or shortening e.g. the delay time respectively.
- a simple and effective method according to the invention is based on the Evaluate a specific variation of the time intervals as long as the burner running time certain time intervals not less than or not exceed.
- the varied delay time is 320 seconds average e.g. Put up for 2 or 3 minutes, e.g. by transition from one Modulation to a higher. This variation in delay time is then used for the following cycles. If a burner runtime of e.g. 720 Seconds the selected variation of the delay time is then average e.g. 3 or 2 minutes down. That variation in delay time will then maintained for the following cycles.
- When falling below or exceeding the set Burner runtime limits will be the varied average delay time extended or shortened accordingly. This procedure can be done accordingly modified way also used for the other inventive methods become.
- the temperature at the burner switch-on point can vary according to the invention are between 10 and 100 ° C depending on the system and operating conditions.
- Burner start delay initiated at boiler water temperatures of 10 to 100 ° C are, especially at 25 to 90 ° C, especially at 45 to 75 ° C, particularly preferably at 50 to 70 ° C.
- the ignition of the burner due to the burner start delay at boiler water temperatures preferably from 40 to 80 ° C, in particular at 45 to 75 ° C, particularly preferred at 50 to 70 ° C - depending on the needs for a particular Water quantity and temperature, depending on the system and operating conditions.
- the burner is operated at boiler water temperatures of preferably started at least 50 ° C.
- the burner start temperatures are up Continuous operation related.
- the burner is used in systems with an aluminum boiler preferably operated as in systems with a steel boiler.
- the method according to the invention does not impair the Comfort, i.e. not to lower the room temperature or the Domestic hot water temperature as long as the delay times or time intervals do not extremely long or the regulation of the lower temperature limit or the Temperature reduction can be chosen very large. All of these procedures have one Optimal energy savings with the optimal equalization of the Temperature curve is connected.
- the burner running time is preferably in one cycle with one of the method according to the invention extends as long as possible.
- the latent heat including the core heat of the Water supply used during the burner downtime.
- the latently stored heat is often increased Extent used.
- the latent heat is particularly in the core heat of the Heating water, but also stored in the system and in the rooms to be heated.
- the core heat is the heat in the mass of the water supply of the plant. Both The method according to the invention should normally be the core heat of the water supply cannot be lowered.
- the boiler water supply for small heating systems is around 15 to 100 l, at medium-sized heating systems about 60 to 300 l and in large heating systems about 250 to 1000 l.
- the amount of primary energy saved depends primarily on the operating conditions of the heating.
- the lowest primary energy consumption and the lowest pollutant pollution generally occur in operation according to the invention with an energy-saving use in the boiler. Temperature-time behavior in tests without delay and with constant or modulatingly varied delay in comparison.
- Example 11 and 21 the temperatures of the delayed burner start point and the upper temperature limit at which the burner is switched off are maintained approximately over the duration of the experiment. Due to the forced delay of 10 and 6.5 minutes in Examples 12 and 22 (comparative examples), despite a certain optimization of the test conditions over the duration of the test, there is a significant temperature drop in the delayed burner start point and a slight temperature drop in the upper temperature limit.
- the significant drop in temperature of the delayed burner start point is disadvantageous because the switch-on temperature drops continuously and thus the comfort decreases a little in the long run and the primary energy consumption increases continuously.
- the burner runtime per cycle increases sharply, while the burner downtime usually continues to decrease from cycle to cycle. Nevertheless, there is a 10% saving in primary energy consumption for the 30 kW system.
- the system H is designed for such large outputs that the to be heated and flow of water for heating and hot water supply of approx. 150 residential units are sufficient. Due to the large amounts of water, such shows System a significantly different behavior than a comparable system with e.g. 30 kW Performance that is often used for single or two-family houses. However, would a system with 30 kW output even under suitable conditions for four to five Housing units are sufficient. Even an extension of the constant time delay from 6.5 (example 22) to e.g. 10 minutes would be more for system H worse results because of the heat supply including the latent Heat is no longer sufficient for this.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben einer Kesselanlage, die geeignet sind zur Wärmeerzeugung, zum Erwärmen von Brauchwasser oder/und zum Heizen bei verzögertem oder/und über die abgesenkte Kesselwassertemperatur geregeltem Brennereinschaltverhalten, eine Vorrichtung zum Verzögern des Brennerstarts bei einer Kesselanlage sowie eine Kesselanlage mit einer Vorrichtung zum Verzögern des Brennerstarts.The invention relates to methods for operating a boiler system which are suitable for the generation of heat, for heating domestic water and / or for heating delayed and / or regulated via the lowered boiler water temperature Burner start-up behavior, a device for delaying the start of the burner a boiler system and a boiler system with a device for decelerating the Burner starts.
Kesselanlagen wie z.B. Heizungs- oder/und Brauchwassererwärmungsanlagen werden üblicherweise immer noch mit einem unnötig hohen Energieverbrauch - vorwiegend durch ein ungünstiges Brennerstartzahl/Brennerstunden-Verhältnis - und dadurch einem erhöhten Schadstoffausstoß betrieben. Üblicherweise ist die Zahl der Brennerstarts viel zu hoch und die Brennerstundenzahl aufgrund der immer zu hohen Forderungsleistung bei zu hohem Energieverbrauch zu gering.Boiler systems such as Heating and / or domestic water heating systems usually still with an unnecessarily high energy consumption - predominantly due to an unfavorable number of burner starts / hours per hour - and thereby an increased pollutant emissions. Usually the number is Burner starts far too high and the number of burner hours due to the always too high Claim performance too low when energy consumption is too high.
Die Regelung derartiger Anlagen ist normalerweise recht einfach. Die Regelung erfolgt bei ihnen üblicherweise mit einem Zweipunktregler (Thermostat) über eine von der Außentemperatur abhängige Verschiebung der Kesselwassertemperatur oder über zwei für das Kesselwasser vorgegebene Grenztemperaturen. Bei Unterschreiten des unteren Temperaturgrenzwerts wird der Brenner angefordert: Der Brenner startet, und das erneute Aufheizen beginnt. Bei Erreichen des oberen Temperaturgrenzwerts, der meistens 7 bis 12 °C über dem unteren Temperaturgrenzwert liegt, wird der Brenner abgeschaltet. Während der Brennerstillstandszeit kühlt das Kesselwasser allmählich ab. Bei Erreichen des unteren Temperaturgrenzwerts startet der Brenner wieder, und der nächste Zyklus beginnt. Als Zyklus wird eine Abfolge von Brennerlauf und Brennerstillstand bezeichnet. Bei Stahlkesseln liegt die Einschalttemperatur nicht unter 50 °C wegen der Gefahr von Kondensatbildung, da der Taupunkt etwa bei 48 °C liegt und sich unterhalb dieser Temperatur an den Stahlwänden Kondenswasser ausbilden und zur Rostbildung und Korrosion beitragen kann; bei Gußkesseln wird eine derartige Anlage üblicherweise zwischen 30 °C und 90 °C gefahren.The regulation of such systems is usually quite simple. The regulation takes place with them usually with a two-point controller (thermostat) via one of the Outside temperature dependent shift of the boiler water temperature or above two limit temperatures specified for the boiler water. When falling below the lower temperature limit, the burner is requested: the burner starts, and reheating begins. When the upper temperature limit, the the burner is usually 7 to 12 ° C above the lower temperature limit switched off. The boiler water gradually cools down during burner downtime from. When the lower temperature limit is reached, the burner starts again, and the next cycle begins. A sequence of burner run and Burner shutdown designated. The switch-on temperature is not lower for steel boilers 50 ° C due to the risk of condensation, since the dew point is around 48 ° C and condensation forms on the steel walls below this temperature and can contribute to rust formation and corrosion; such is the case with cast iron boilers System usually operated between 30 ° C and 90 ° C.
Die Temperaturgrenzwerte sind hierbei nach Kenntnis des Anmelders fast immer zu hoch angesetzt. Einerseits möchte man offensichtlich auf der sicheren Seite für die Heiztemperatur liegen und einen hohen Komfort bieten; andererseits ist offensichtlich noch nicht das gesamte mögliche Regelverhalten untersucht und verstanden worden. Unter Komfort wird eine ausreichende Versorgung mit Wärme bezeichnet, die bei allen Außentemperaturen und Tageszeiten als angenehm und ausreichend empfunden wird.To the knowledge of the applicant, the temperature limit values are almost always closed set high. On the one hand, you obviously want to be on the safe side for that Heating temperature and offer a high level of comfort; on the other hand, it is obvious the entire possible control behavior has not yet been examined and understood. An adequate supply of heat is called comfort, which applies to everyone Outside temperatures and times of day are felt to be pleasant and sufficient.
Die meisten Heizungs- oder/und Brauchwassererwärmungsanlagen werden mit mehr als 20000 Brennerstarts im Jahr und das bei weniger als 1300 Brennerbetriebsstunden im Jahr betrieben. Das sind meistens mehr als 20 Brennerstarts je Brennerbetriebsstunde, denn eine maximale Leistungsabforderung wird nur in 3 - 5 % der gesamten Jahreslaufzeit benötigt. Selbst die modernsten Heizungsanlagen arbeiten noch mit einer so hohen Starthäufigkeit pro Brennerbetriebsstunde. Teilweise laufen die Heizungsanlagen sogar in Zeiten erhöhter Außentemperaturen, obwohl das nicht zwingend erforderlich wäre, nur weil sie auf unnötig hohe Temperaturgrenzwerte eingestellt sind. Viele Heizungsanlagen sind auch heute noch auf einen unteren Temperaturgrenzwert von ca. 70 °C eingestellt, um dem Kunden einen in jedem Fall deutlich spürbaren und auch z.B. am Heizkörper fühlbaren Komfort zu gewährleisten, obwohl ein weit tiefer liegender unterer Temperaturgrenzwert für einen gleichwertigen Komfort ohne übermäßigen Energieverbrauch ausreichen würde. Ein übermäßiger Energieverbrauch wird oft als Bereitstellungsverlust bezeichnet.Most heating and / or hot water systems come with more than 20,000 burner starts per year and that with less than 1,300 burner operating hours operated in the year. This is usually more than 20 burner starts per burner operating hour, because a maximum power requirement is only in 3 - 5% of the total Annual term required. Even the most modern heating systems are still working such a high starting frequency per burner operating hour. Sometimes they run Heating systems even in times of high outside temperatures, although not would be imperative just because they have unnecessarily high temperature limits are set. Many heating systems are still on a lower one today Temperature limit of about 70 ° C set to the customer in any case clearly noticeable and also e.g. ensure tangible comfort on the radiator, although a far lower lower temperature limit for an equivalent Comfort without excessive energy consumption would suffice. An excessive one Energy consumption is often referred to as a loss of supply.
Bei jedem Brennerstart, also bei jeder Zündung des brennfähigen Gemisches, wird über etwa 30 bis 60 Sekunden eine sehr große Schadstoffmenge aufgrund der unvollständigen Verbrennung freigesetzt und wegen extremer Abgasgeschwindigkeiten Energie verschwendet (Anfahrverluste). Die gesamte Startphase dauert bei Heizungs-und/oder Brauchwassererwärmungsanlagen meistens etwa 1 bis 2 Minuten, bis sich üblicherweise stabile Verhältnisse und eine saubere, Kohlenmonoxid-arme Verbrennung einstellen. Der Schadstoffausstoß in der Startphase ist oft um den Faktor 100 bis 500 größer als bei der nachfolgenden stabilen Verbrennungsphase. Every time the burner is started, i.e. every time the combustible mixture is ignited a very large amount of pollutants over about 30 to 60 seconds incomplete combustion released and because of extreme exhaust gas speeds Energy wasted (start-up losses). The entire start-up phase lasts for heating and / or Domestic water heating systems mostly about 1 to 2 minutes until Usually stable conditions and a clean, low carbon monoxide Stop combustion. The pollutant emissions in the start-up phase are often by the factor 100 to 500 larger than in the subsequent stable combustion phase.
In der Patentanmeldung DE-A-195 34 319 werden verschiedene Kesselanlagen sowie Verfahren, derartige Kesselanlagen zu betreiben, beschrieben, um Möglichkeiten der Energieeinsparung und Schadstoffreduzierung aufzuzeigen. Hierbei wird ein keramischer Einsatz im Kessel verwendet, der als HeizCeram bezeichnet wird. Auf diese Publikation wird ausdrücklich Bezug genommen; sie gilt aufgrund des Zitats als in die Beschreibung einbezogen. Im folgenden wird mit "geregelt" auch "gesteuert'' gemeint und wird zwischen Regelung und Steuerung nicht unterschieden.In the patent application DE-A-195 34 319 various boiler systems as well Processes to operate such boiler systems are described in order to Show energy savings and pollutant reduction. Here is a ceramic insert used in the boiler, which is called HeizCeram. On this publication is expressly referred to; due to the quote it is considered included in the description. In the following, "regulated" is also used as "controlled" meant and no distinction is made between regulation and control.
Das Gebrauchsmuster DE 297 07 099 beschreibt eine Heizungsanlage, bei der ein Verzögerungsglied zwischen Steuerung und Brenner angeordnet ist und bei der das Verzögerungsglied den Einschaltbefehl der Steuerung an den Brenner um einen konstanten Zeitbetrag, insbesondere um 4 bis 15 Minuten, verzögert.The utility model DE 297 07 099 describes a heating system in which a Delay element between the control and burner is arranged and in which the Delay the control command to switch on the burner by one constant amount of time, especially delayed by 4 to 15 minutes.
Aufgrund der Erkenntnis, daß die derzeitigen Heizungs- und Brauchwassererwärmungsanlagen wegen der überhöhten Bereitschaftstemperaturen sowie des ungünstigen Brennerstartzahl/Brennerstunden-Verhältnisses zuviel Energie verbrauchen, bestand die Aufgabe, Verfahren zum Betreiben von Kesselanlagen vorzuschlagen, die für den Betreiber eine deutliche Energieersparnis ohne Beeinträchtigung des Komforts ermöglichen und die Umwelt von gesundheitsschädlichen Anfahrschadstoffen entlasten. Außerdem bestand die Aufgabe, eine Vorrichtung, die ggbfs. als Zusatrgerät zu einer geregelten oder gesteuerten Kesselanlage dienen kann, mit einer entsprechenden Regelung bzw. Beeinflussung der Regelung oder Steuerung sowie eine entsprechend arbeitende Kesselanlage zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Betriebs vorzuschlagen.Based on the knowledge that the current heating and domestic water heating systems because of the excessive standby temperatures and the unfavorable burner start number / burner hour ratio too much energy consume, the task was procedures for operating boiler systems propose a significant energy saving for the operator without Allow impairment of comfort and the environment of Relieve harmful start-up pollutants. In addition, the Task, a device, which if necessary. As an additional device to a regulated or controlled boiler system can serve, with a corresponding control or Influencing the regulation or control as well as a working accordingly Propose boiler system for realizing the operation of the invention.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zum Betreiben einer Kesselanlage, die
zur Wärmeerzeugung, zum Erwärmen von Brauchwasser oder/und zum Heizen
geeignet ist,
Die Aufgabe wird ferner gelöst mit einer Vorrichtung für eine Kesselanlage, die zur
Wärmeerzeugung, zum Erwärmen von Brauchwasser oder/und zum Heizen geeignet
ist, wobei die Vorrichtung ausgestattet ist mit Komponenten
Schließlich wird die Aufgabe gelöst mit einer Kesselanlage, die zur Wärmeerzeugung,
zum Erwärmen von Brauchwasser oder/und zum Heizen geeignet ist, die mit einer
Vorrichtung versehen ist, die die Regelung oder Steuerung beeinflußt
Kesselanlagen, die erfindungsgemäß betrieben werden können, sind alle Kesselanlagen, die alt oder neu sind, die mit kleiner (≤ 70 kW), mittlerer (70 bis 500 kW) oder großer Leistung (> 500 kW) bzw. ein- oder mehrstufig betrieben werden können und die evtl. auch mit einem keramischen Einsatz zur Energieeinsparung wie dem sog. HeizCeram der Gesellschaft für Sparsames Heizen mbH in Nürnberg versehen sind. Die Kesselanlagen können als Klein- oder Großfeuerungsanlagen, als kleine, mittlere oder große Heizungs- oder/und Brauchwassererwärmungsanlagen, als Reaktoren, Verbrennungsanlagen und Nachverbrennungsanlagen dienen. Diese Kesselanlagen können mit Gas, Öl oder/und Feststoff mit einer Feststoffteilchengröße von im wesentlichen weniger als 1 mm betrieben werden. Die Kesselanlagen werden oft bereits mit einer Regelung oder Steuerung versehen sein, wenn sie mit einer Zusatzvorrichtung zur Brennerstartverzögerung ausgestattet werden. Alternativ können sie bereits bei der Erstmontage oder bei einer Umrüstung mit einer Vorrichtung zur Brennerstartverzögerung, zur Veränderung der Zeitabstände von einem Brennerstart zum nächsten Brennerstart, zur Beeinflussung des unteren Temperaturgrenzwertes oder/und zur Absenkung der Kesselwassertemperatur ausgestattet werden, die auch einen Zweipunktregler oder eine ähnliche Regelung oder Steuerung enthalten kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Programmauswahl ermöglichen für verschiedene Arten der Programme zur Verzögerung, zur Variation von Zeitabständen, zur Variation der Verzögerung, zur Regelung und Variation des unteren Temperaturgrenzwertes oder/und zur Absenkung der Kesselwassertemperatur und ihrer Variation.Boiler systems that can be operated according to the invention are all Boiler systems that are old or new, those with small (≤ 70 kW), medium (70 to 500 kW) or high output (> 500 kW) or operated in one or more stages can and possibly with a ceramic insert to save energy such as the so-called HeizCeram of the Gesellschaft für Sparsames Heizen mbH in Nuremberg are provided. The boiler systems can be used as small or large combustion systems small, medium or large heating and / or process water heating systems, as Reactors, incinerators and afterburners are used. This Boiler plants can run on gas, oil and / or solids with a solid particle size of substantially less than 1 mm. The boiler systems are often already be provided with a regulation or control if it with a Additional device to delay the start of the burner. Alternatively, you can already during initial assembly or when retrofitting with a device Burner start delay, to change the time intervals from a burner start to the next burner start, to influence the lower temperature limit or / and be equipped to lower the boiler water temperature, too can contain a two-point controller or similar regulation or control. The device according to the invention can enable a program selection for different types of programs for delay, for varying time intervals, to vary the delay, regulate and vary the lower Temperature limit value and / or for lowering the boiler water temperature and their variation.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einen Mikroprozessor oder eine ähnlich arbeitende Elektronikeinheit für die Ermittlung oder/und Vorgabe der Verzögerung, der Zeitabstände, des unteren Temperaturgrenzwertes bzw. der Temperaturabsenkung und ggbfs. einen Speicher für eine oder mehrere Modulationen oder/und eine Programmeinheit für ein oder mehrere Programme sowie evtl. Sensoren für die Außentemperatur, Innentemperatur oder/und Kesselwassertemperatur und einen Betriebsstundenzähler, einen Brennerstartzähler, eine Einrichtung zur Erfassung der Brennerlaufzeit innerhalb eines Zyklus oder/und eine Einrichtung zur Wahl eines Programms umfassen. The device according to the invention can be a microprocessor or the like working electronic unit for the determination and / or specification of the delay, the Time intervals, the lower temperature limit or the temperature reduction and possibly a memory for one or more modulations and / or one Program unit for one or more programs and possibly sensors for the Outside temperature, inside temperature and / or boiler water temperature and one Operating hours counter, a burner start counter, a device for recording the Burner runtime within a cycle and / or a device for choosing one Program.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Vorrichtung erwiesen, die für einstufige Kesselanlagen vorgesehen ist, die einfach über eine standardisierte Steckeinrichtung an die bestehende Kesselanlage angeschlossen werden kann und sofort ohne Anpassung durch einen Fachmann in Betrieb genommen werden kann. Für mehrstufige Kesselanlagen, bei denen zwei oder drei Leistungsstufen je nach Bedarf gewählt werden, ist jedoch bisher eine Verdrahtung durch einen Fachmann anstelle der einfachen Steckeinrichtung erforderlich.A device has proven to be particularly advantageous for single-stage Boiler systems is provided, which is simply via a standardized plug-in device can be connected to the existing boiler system and immediately without Adaptation can be put into operation by a specialist. For multi-stage boiler systems in which two or three output levels as required have been selected, however, has previously been wiring by a specialist instead of simple plug-in device required.
Eine Kesselanlage, die auch eine Regelung oder Steuerung des Brenners enthält, wird in der Regel erfindungsgemäß betrieben, wenn der von der Regelungsvorrichtung gemeldete Impuls, der konventionell den Brennerstart anfordern würde, für das Auslösen einer zeitlichen Verzögerung von mindestens einer, vorzugsweise von mindestens 2 bis 25 Minuten genutzt wird. Wenn diese Verzögerung über viele oder alle Zyklen gleich groß ist und wenn sich die weiteren Betriebsbedingungen nicht stärker ändern, wird sich das Regelverhalten der Kesselanlage nach einiger Zeit auf diese Bedingungen einspielen und ein konstantes oder im wesentlichen konstantes Zyklusverhalten ergeben. Hierdurch kann der Energieverbrauch an Öl, Gas oder ähnlichen Primärenergien bereits um mehrere Prozent gesenkt werden.A boiler system, which also contains regulation or control of the burner, will usually operated according to the invention, if that of the control device reported impulse that would conventionally request the burner to start for the Triggering a time delay of at least one, preferably of is used for at least 2 to 25 minutes. If this delay over many or all cycles are the same size and if the other operating conditions are not change, the control behavior of the boiler system will change after some time import these conditions and a constant or essentially constant Result in cycle behavior. As a result, the energy consumption of oil, gas or similar primary energies can already be reduced by several percent.
Wenn konstante oder im wesentlichen konstante Zeiten für die Verzögerung des Brennerstarts einer geregelten Kesselanlage ab Brennerstartanforderung vorgegeben werden, so betragen die Verzögerungen mehr als 15 Minuten, vorzugsweise mindestens 16 Minuten, insbesondere mindestens 18 Minuten, besonders bevorzugt mindestens 20 Minuten, vorzugsweise bis zu 40 Minuten, insbesondere bis zu 30 Minuten, ggbfs. sogar bis zu 25 oder 20 Minuten.If constant or substantially constant times for delaying the Burner starts of a regulated boiler system specified from the burner start request the delays are more than 15 minutes, preferably at least 16 minutes, in particular at least 18 minutes, particularly preferred at least 20 minutes, preferably up to 40 minutes, in particular up to 30 Minutes, possibly even up to 25 or 20 minutes.
Der Begriff "im wesentlichen konstant" bezieht sich vor allem auf Schwankungen innerhalb der Regelstrecke, etwa im Bereich von ± 1 Minute.The term "essentially constant" mainly refers to fluctuations within the controlled system, approximately in the range of ± 1 minute.
Erstaunlicherweise beträgt die Absenkung des Energieverbrauchs für dieses Verfahren bereits meistens etwa 2 bis 18 %, bei Heizungsanlagen meistens mindestens 6 %; es ergibt sich bei diesem Verfahren oft eine Absenkung des Kesselwassertemperaturniveaus. In diesem Bereich ergibt sich ein Optimum der Energieeinsparung. Eine besonders starke dauerhafte Absenkung des Kesselwassertemperaturniveaus-insbesondere bei großen Anlagen und dann um mehr als etwa 5 °C oder etwa 8 °C - kann sich auf den Komfort spürbar auswirken, da der obere Temperaturgrenzwert nur noch punktuell erreicht wird und die Hauptwassermenge sich auf ein abgesenktes Temperaturniveau, die Absenkbetriebstemperatur, einpendelt und sich die Brennerstillstandszeit auf die reine erzwungene Verzögerungszeit reduziert; das erfordert dann übermäßig lange Brennerlaufzeiten und daher einen übermäßig hohen Primärenergieverbrauch, um nur kurz den oberen Brennerabschalttemperaturgrenzwert zu erreichen. Der optimale Energieeinsparbereich ist dann bereits überschritten.Surprisingly, the reduction in energy consumption for this process is usually already about 2 to 18%, in heating systems mostly at least 6%; it This process often results in a lower boiler water temperature level. In this area there is an optimal energy saving. A particularly strong permanent lowering of the boiler water temperature level - in particular in large systems and then by more than about 5 ° C or about 8 ° C - can have a noticeable effect on comfort, since the upper temperature limit only is still reached at certain points and the main water volume is reduced to a Temperature level, the lowering operating temperature, settles and the Burner downtime reduced to the pure forced delay time; the then requires excessively long burner runtimes and therefore an excessively long one Primary energy consumption to only briefly exceed the upper burner shutdown temperature limit to reach. The optimal energy saving range is then already exceeded.
Eine noch stärkere Absenkung des Energieverbrauchs wird jedoch überraschenderweise erreicht, wenn die Zeitabstände von einem Brennerstart bis zum nächsten Brennerstart oder die Zeiten für die Verzögerung des Brennerstarts ab Brennerstartanforderung in einer Reihe von oder bei allen aufeinanderfolgenden Zyklen nicht gleich groß sind, sondern variiert werden, bevorzugt häufig variiert werden, insbesondere regelmäßig oder unregelmäßig, modulierend, statistisch, quasistatistisch - z.B. mit gespeicherten Zufallszahlen rechnend, die immer wieder bei den gleichen Zufallszahlen neu beginnen - oder nach anderen Rechenregeln. Eine besonders hohe Energieeinsparung wird überraschenderweise erreicht, wenn der Zeitabstand von einem Brennerstart zum nächsten Brennerstart oder die Verzögerung des Brennerstarts nach Thermostatanforderung ständig variiert wird, d.h. von Zyklus zu Zyklus. Vorzugsweise wird der Zeitabstand oder/und die Verzögerungszeit für jede Brennerstartanforderung neu bestimmt. Durch die Variation der Verzögerung kann sich die Kesselanlage nicht auf ein konstantes Regelverhalten einspielen, sondern muß sich häufig oder ständig individuell an verschieden große aufzuheizende Wassermengen je Zeiteinheit anpassen; die Zeiteinheit umfaßt hierbei 1 oder bis zu 6 Zyklen, um die Anpassung der Anlage wahrnehmen zu können.However, an even greater reduction in energy consumption will Surprisingly achieved when the time intervals from a burner start to next burner start or the times for delaying the burner start Burner start request in a series of or on all consecutive cycles are not the same size, but are varied, preferably varied frequently, in particular regular or irregular, modulating, statistical, quasi-statistical - e.g. reckoning with stored random numbers that are always the same Start random numbers again - or according to different calculation rules. A particularly high one Energy saving is surprisingly achieved when the time interval from one burner start to the next burner start or the delay of the Burner starts are constantly varied according to the thermostat request, i.e. from cycle to Cycle. Preferably, the time interval and / or the delay time for each Burner start request redefined. The variation in the delay may change the boiler system does not have to adapt to a constant control behavior, but must adapt itself often or constantly individually depending on different amounts of water to be heated Adjust time unit; the unit of time here comprises 1 or up to 6 cycles around the To be able to perceive adaptation of the system.
Wenn variierte Zeitabstände von einem Brennerstart bis zum nächsten Brennerstart vorgegeben werden, so betragen die Zeitabstände im Durchschnitt mindestens 3 Minuten, vorzugsweise mindestens 5 Minuten, insbesondere mindestens 8 Minuten, besonders bevorzugt mindestens 10 Minuten, noch weiter bevorzugt von mindestens 14 oder mindestens 16 Minuten, meistens bis zu 120 Minuten, vorzugsweise bis zu 60 Minuten, insbesondere bis zu 40 Minuten, besonders bevorzugt bis zu 25 Minuten. Es können jedoch auch längere Zeitabstände wie z.B. im Durchschnitt mindestens 12 oder mindestens 15 Minuten zum Tragen kommen.If there are varied time intervals from one burner start to the next burner start the intervals are at least 3 on average Minutes, preferably at least 5 minutes, in particular at least 8 minutes, particularly preferably at least 10 minutes, still more preferably at least 14 or at least 16 minutes, usually up to 120 minutes, preferably up to 60 Minutes, in particular up to 40 minutes, particularly preferably up to 25 minutes. It however, longer time intervals such as on average at least 12 or come into effect at least 15 minutes.
Wenn variierte Zeiten für die Verzögerung des Brennerstarts ab Brennerstartanforderung vorgegeben werden, so betragen die zusätzlichen Zeitabstände im Durchschnitt mindestens 1 Minute, vorzugsweise mindestens 2 Minuten, insbesondere mindestens 4 Minuten, besonders bevorzugt mindestens 10 Minuten, ganz besonders bevorzugt mindestens 16 Minuten, meistens bis zu 40 Minuten, vorzugsweise bis zu 30 Minuten, insbesondere bis zu 15 Minuten, ggbfs. sogar bis zu 12 Minuten. Bei großen Anlagen liegt die Verzögerung des Brennerstarts ab Brennerstartanforderung bevorzugt im Durchschnitt in der Größenordnung von 2,5 bis 6,5 Minuten, besonders bevorzugt bei 3,5 bis 5 Minuten, bei kleinen Anlagen jedoch bevorzugt im Durchschnitt in der Größenordnung von 6 bis 12 Minuten, besonders bevorzugt bei 7 bis 10 Minuten.When varied burner start delay times Burner start request are given, so the additional Time intervals on average at least 1 minute, preferably at least 2 Minutes, in particular at least 4 minutes, particularly preferably at least 10 Minutes, most preferably at least 16 minutes, usually up to 40 Minutes, preferably up to 30 minutes, in particular up to 15 minutes, if necessary. even up to 12 minutes. In large systems, the delay in starting the burner is delayed from the burner start request, preferably on the order of 2.5 on average up to 6.5 minutes, particularly preferably at 3.5 to 5 minutes, but in small systems preferably on the order of 6 to 12 minutes on average, especially preferably at 7 to 10 minutes.
Wenn variierte Zeitabstände von einem Brennerstart bis zum nächsten Brennerstart oder variierte Zeiten für die Verzögerung des Brennerstarts ab Brennerstartanforderung vorgegeben werden, so variieren die variablen Zeitabstände um den Mittelwert dieser Zeitabstände um mindestens ± 1 Minute, vorzugsweise um mindestens ± 2 Minuten, insbesondere um mindestens ± 4 Minuten, besonders bevorzugt um mindestens ± 6 Minuten, ganz besonders bevorzugt um mindestens ± 8 oder um bis zu ± 30 Minuten, meistens um bis zu ± 20 Minuten, vorzugsweise um bis zu ± 15 Minuten, insbesondere um bis zu ± 10 Minuten.If there are varied time intervals from one burner start to the next burner start or varied times for the delay in starting the burner If the burner start request is specified, the variable time intervals vary by the mean of these time intervals by at least ± 1 minute, preferably by at least ± 2 minutes, especially by at least ± 4 minutes, especially preferably by at least ± 6 minutes, very particularly preferably by at least ± 8 or by up to ± 30 minutes, usually by up to ± 20 minutes, preferably by up to ± 15 minutes, especially up to ± 10 minutes.
Die Absenkung des Energieverbrauchs beträgt für ein Verfahren mit variierten Zeitabständen meistens 3 bis 35 %. Hierbei kann die Zahl der Zyklen pro 24 h meistens um 25 bis 50 % gesenkt werden.The reduction in energy consumption for a method with varied Intervals usually 3 to 35%. Here, the number of cycles per 24 h mostly reduced by 25 to 50%.
Alternativ ist es auch möglich, ein Verfahren zum Betreiben einer Kesselanlage zu wählen, bei dem der untere Temperaturgrenzwert geregelt und dabei variiert vorgegeben wird, insbesondere ab Brennerstartanforderung oder/und bei dem die Absenkung der Kesselwassertemperatur als Regelgröße verwendet und dabei variiert vorgegeben wird. Diese Verfahren haben grundsätzlich die gleiche Wirkung wie die zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren und lassen sich auch auf die gleiche Art und Weise verzögern. Die Regelung bzw. Beeinflussung oder Abänderung der Regelung oder Steuerung durch diese Verfahren erfordert jedoch einen höheren Aufwand.Alternatively, it is also possible to use a method for operating a boiler system choose at which the lower temperature limit is regulated and varies is specified, in particular from the burner start request or / and the Lowering the boiler water temperature is used as a controlled variable and varies is specified. These procedures basically have the same effect as that The method according to the invention described above and can also be based on the delay the same way. The regulation or influencing or modification however, the regulation or control by these methods requires a higher one Expenditure.
Wenn der untere Temperaturgrenzwert oder/und die Kesselwassertemperaturabsenkung geregelt wird, dann funktioniert das bei kleinen Temperaturerniedrigungen gut. Die Energieeinsparung ist jedoch meistens geringer als bei der erfindungsgemäßen Zeitverzögerung.If the lower temperature limit or / and the boiler water temperature decrease is regulated, then it works with small temperature drops Well. However, the energy saving is usually less than that of the time delay according to the invention.
Wenn der untere Temperaturgrenzwert geregelt oder/und die Kesselwassertemperaturabsenkung als Regelgröße variiert vorgegeben wird, so beträgt die Temperaturerniedrigung im Vergleich zum konventionellen Verfahren im Durchschnitt mindestens 2 °C, vorzugsweise mindestens 3 °C, insbesondere mindestens 5 °C, u.U. mindestens 7 °C, meistens bis zu 10 °C, vorzugsweise bis zu 8 °C. Wenn der untere Temperaturgrenzwert oder/und die Temperaturabsenkung variiert vorgegeben wird, so beträgt die Temperaturvariation im Durchschnitt mindestens 1 °C, vorzugsweise mindestens 2 °C, insbesondere mindestens 4 °C, u.U. mindestens 6 °C, meistens bis zu 10 °C, vorzugsweise bis zu 8 °C.If the lower temperature limit is regulated and / or the Boiler water temperature reduction is specified as a controlled variable, so is the temperature decrease compared to the conventional process in Average at least 2 ° C, preferably at least 3 ° C, especially at least 5 ° C, possibly at least 7 ° C, mostly up to 10 ° C, preferably up to 8 ° C. When the lower temperature limit and / or the temperature drop varies the temperature variation is at least 1 ° C on average, preferably at least 2 ° C, especially at least 4 ° C, possibly at least 6 ° C, mostly up to 10 ° C, preferably up to 8 ° C.
Die Regelung bei diesen erfindungsgemäßen Verfahren ist jedoch schwieriger als bei der Zeitverzögerung. Sie ist spezifisch an die Anlage und ihre Betriebsbedingungen anzupassen.However, the control in these methods according to the invention is more difficult than in the time delay. It is specific to the system and its operating conditions adapt.
Grundsätzlich kann die Zeit bis zum Brennerstart, der untere Temperaturgrenzwert oder/und die Kesselwassertemperatur für eine erfindungsgemäße Regelung genutzt werden, um eine stärkere Absenkung der Kesselwassertemperatur unter Nutzung einer stärkeren Zeitverzögerung bis zum Brennerstart, die beide miteinander gekoppelt sind, zu erzielen. Der Grad der Absenkung der Kesselwassertemperatur kann vorzugsweise proportional zur Außentemperatur oder/und zum Wärmebedarf erfolgen. Wenn die Absenkung der Kesselwassertemperatur als Regelgröße verwendet wird und wenn dabei variierte Werte für die Absenkung vorgegeben werden, kann jede beliebige variierte Absenkung verwendet werden. Die Absenkung der Kesselwassertemperatur kann auf die gleichen Arten wie die Variation der Verzögerung variiert werden. Basically, the time until the burner starts, the lower temperature limit or / and the boiler water temperature used for a control according to the invention to a greater reduction in boiler water temperature using a greater time delay until burner start, both of which are coupled, to achieve. The degree of lowering the boiler water temperature can be preferred proportional to the outside temperature and / or the heat requirement. If the Lowering the boiler water temperature is used as a control variable and if varied values for the lowering can be specified, any varied lowering can be used. Lowering the boiler water temperature can be varied in the same ways as the variation in delay.
Vorzugsweise wird der untere Temperaturgrenzwert, die Absenkung der Kesselwassertemperatur oder die Variation der Absenkung der Kesselwassertemperatur für jede Brennerstartanforderung neu bestimmt.Preferably, the lower temperature limit, the lowering of the Boiler water temperature or the variation in the lowering of the Boiler water temperature redetermined for each burner start request.
Die bisherigen Versuche haben angedeutet, daß die Regelung über die zeitliche Beeinflussung oder Verzögerung effizienter oder/und einfacher ist als die Regelung über den unteren Temperaturgrenzwert oder die Temperaturabsenkung. Außerdem scheint eine Regelung des unteren Temperaturgrenzwerts oder der Temperaturabsenkung schwieriger technisch durchzuführen zu sein als der Zeitverzögerung.The previous attempts have indicated that the regulation on the temporal Influencing or delaying is more efficient and / or easier than the regulation above the lower temperature limit or the temperature drop. Furthermore seems to be a regulation of the lower temperature limit or the Lowering the temperature is more difficult to do technically than that Time Delay.
Bei allen diesen erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, eine Energieeinsparung zu erzielen; hierbei kann ein Optimum der Energieeinsparung erreicht werden. Die Energieeinsparung ist in der Regel mit einer Verringerung der Zyklen je 24 h und einer Verlängerung der Brennerlaufzeit pro Zyklus verbunden. Aufgrund der längeren Zeiten bis zum nächsten Brennerstart tritt ein Temperaturabfall des Kesselwassers auf. Die Energieeinsparung ist bei allen Verfahren um so höher, je mehr latente Wärme einschließlich der Kernwärme genutzt wird, die innerhalb kurzer Zeit wieder aufgebaut werden kann. Wenn dieser Wärmeentzug der Kernwärme über etliche Zyklen zu stark ist und nicht schnell wieder ersetzt werden kann, kann es zu einer Einschränkung des Komforts kommen. Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen Verfahren so genutzt, daß die jeweiligen Werte variiert werden, so daß einerseits kurzzeitig Kernwärme entzogen wird, aber anschließend schnell wieder ersetzt werden kann. Hierfür ist insbesondere eines der modulierenden Verfahren besonders bevorzugt.With all of these methods according to the invention, it is possible to save energy to achieve; an optimum energy saving can be achieved here. The Energy saving is usually with a reduction in the cycles every 24 h and one Extension of the burner runtime per cycle connected. Because of the longer times the boiler water temperature drops until the next burner start. The The greater the latent heat, the greater the energy savings in all processes including the nuclear heat, which is rebuilt within a short period of time can be. If this heat withdrawal of the nuclear heat is too strong over several cycles is and cannot be replaced quickly, it can restrict the Comfort come. The methods according to the invention are preferably so used that the respective values are varied, so that on the one hand briefly Nuclear heat is removed, but can then be quickly replaced. One of the modulating methods is particularly preferred for this.
Grundsätzlich können an einer Anlage gleichzeitig kombiniert, im Wechsel oder nacheinander verschiedene erfindungsgemäße Verfahren angewandt werden. Hierdurch wird die Beeinflussung der Regelung oder Steuerung oder ihre Abänderung nur aufwendiger, ohne eine deutlich höhere Energieeinsparung über die eines einzelnen, viel Energie einsparenden erfindungsgemäßen Verfahrens hinaus erwarten zu können.Basically, one system can be combined at the same time, alternately or different processes according to the invention are used in succession. This affects or regulates the regulation or control only more complex, without a significantly higher energy saving than one expect individual, much energy-saving method according to the invention to be able to.
Die variierten Zeitabstände, die variierten Verzögerungszeiten, die variierten unteren Temperaturgrenzwerte oder die variierten Temperaturabsenkungen variieren vom Maximalwert aus häufig um mindestens 5 %, vorzugsweise durchschnittlich mindestens alle 20 Brennzyklen, besonders bevorzugt durchschnittlich mindestens alle 12 Brennzyklen, ganz besonders durchschnittlich mindestens alle 8 Brennzyklen, vor allem durchschnittlich mindestens alle 5 Brennzyklen. Die Modulationstiefe, mit der die jeweiligen Werte zwischen Maximalwert und Minimalwert differieren, beträgt mindestens 5 % z.B. des Ausgangswertes des Brennerstartpunktes ohne zeitliche Verzögerung bzw. ohne Temperaturabsenkung für die maximale Variation der zeitlichen Verzögerung bzw. der Temperaturabsenkung, vorzugsweise mindestens 15 %, besonders bevorzugt mindestens 25 %, ggbfs. sogar mindestens 40 % des Maximalwerts der Verzögerung, u.U. sogar bis zu bis 100 %. Die Modulation kann beispielsweise über eine Programmeinheit oder einen Mikroprozessor vorgegeben werden. Mit der Modulation kann eine Betriebsweise der Kesselanlage erreicht werden, bei der die Betriebsbedingungen ständig schwanken, was sich in mehrfacher Hinsicht vorteilhaft auswirkt. Die Modulation bewirkt eine leistungsangepaßte Betriebsweise der Kesselanlage, u.U. die Anwendung der jeweils sparsamsten Betriebsweise.The varied time intervals, the varied delay times, the varied lower ones Temperature limits or the varied temperature drops vary from Maximum value from frequently by at least 5%, preferably at least on average every 20 firing cycles, particularly preferably at least every 12 Firing cycles, especially on average at least every 8 firing cycles all average at least every 5 firing cycles. The depth of modulation with which the differ between the maximum and minimum values at least 5% e.g. the initial value of the burner start point without time Delay or without lowering the temperature for the maximum variation of time delay or temperature reduction, preferably at least 15 %, particularly preferably at least 25%, possibly even at least 40% of the Maximum value of the delay, possibly even up to 100%. The modulation can predefined for example via a program unit or a microprocessor become. The modulation can be used to operate the boiler system, at which the operating conditions fluctuate constantly, which can be seen in several ways has an advantageous effect. The modulation results in a performance-adapted mode of operation of the Boiler system, possibly the use of the most economical mode of operation.
Vorzugsweise sollte modulierend variiert und spätestens nach 5 Zyklen mit gleichem Wert wie z.B. Verzögerungswert ein geänderter (= variierter) Wert gewählt werden, insbesondere spätestens nach 3 Zyklen mit gleichem Wert. Die Modulationstiefe sollte über 5 Zyklen vorzugsweise insgesamt mindestens 10 % betragen, insbesondere mindestens 20 %, besonders bevorzugt mindestens 30 %.It is preferable to vary the modulation and at the latest after 5 cycles with the same Value such as Delay value a changed (= varied) value can be selected, especially after 3 cycles of the same value at the latest. The modulation depth should over 5 cycles, preferably a total of at least 10%, in particular at least 20%, particularly preferably at least 30%.
Versuche haben gezeigt, daß mit einer Modulation über 100 oder viel mehr Zyklen, nach denen wieder mit der gleichen Modulation von vorn begonnen wird, oder mit immer unregelmäßig variierten Werten üblicherweise kein Vorteil erzielt wird gegenüber einer vergleichbaren Modulation z.B. über 12 Zyklen, die anschließend immer wieder in gleicher Weise für 12 Zyklen von vorn beginnt.Experiments have shown that with a modulation over 100 or more cycles, after which the same modulation is started again, or with always irregularly varied values usually no advantage is achieved compared to a comparable modulation e.g. over 12 cycles that followed always starts in the same way for 12 cycles.
Tabelle 1 zeigt beispielhaft Modulationen zur Variation der Verzögerung oder einer
Temperaturabsenkung, bei denen der 100 %-Wert einer Zeitverzögerung z.B. 6 oder
17 Minuten bzw. der 100 %-Wert einer Temperaturabsenkung z.B. 2 oder 10 °C
entsprechen kann. Nach z.B. 8, 12 oder 16 Zyklen wiederholen sich die gleichen Werte
wieder von vorn.
Es haben sich insbesondere Modulationen bewährt, bei denen die Werte von Zyklus zu Zyklus variiert werden. Vorzugsweise variieren hierbei die Werte zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert von Zyklus zu Zyklus. Ganz besonders bevorzugt beträgt hierbei die Summe aus zwei aufeinanderfolgenden Werten 100 bis 170%, insbesondere 110 bis 150%.Modulations in which the values of cycle increase have proven particularly useful Cycle can be varied. The values preferably vary between one Maximum and a minimum value from cycle to cycle. Very particularly preferred the sum of two successive values is 100 to 170%, in particular 110 to 150%.
Ziel der Modulation ist, den Temperaturverlauf über die Zeit möglichst flach einzustellen, also ohne größere Temperaturspitzen und ohne tiefere Temperaturtäler.The aim of the modulation is to keep the temperature curve as flat as possible over time to be set, i.e. without major temperature peaks and without lower temperature troughs.
Auch in ähnlicher Weise kann z.B. in regelmäßig oder unregelmäßig wiederkehrender Folge, innerhalb einer Folge regelmäßig oder unregelmäßig variierend, modulierend, statistisch, quasistatistisch oder nach anderen Rechenregeln eine ähnliche Wertefolge für Verzögerungszeiten vorgegeben werden. Die Variation kann alternativ oder zusätzlich zu einer Modulation beim Unter- oder/und Überschreiten von Grenzwerten z.B. der Brennerlaufzeit durch Verlängern oder Verkürzen z.B. der Verzögerungszeit erfolgen.Similarly, e.g. in regularly or irregularly recurring Sequence, varying regularly or irregularly within a sequence, modulating, statistical, quasi-statistical or according to other calculation rules a similar sequence of values be specified for delay times. The variation can alternatively or in addition to a modulation when the limit values are fallen below and / or exceeded e.g. the burner runtime by lengthening or shortening e.g. the delay time respectively.
Ein einfaches und effektives erfindungsgemäßes Verfahren geht solange von den Werten einer bestimmten Variation der Zeitabstände aus, solange die Brennerlaufzeit bestimmte Zeitabstände nicht unter- und nicht überschreitet. Beim Unterschreiten einer Brennerlaufzeit von z.B. 320 Sekunden wird die variierte Verzögerungszeit um durchschnittlich z.B. 2 oder 3 Minuten hochgesetzt, z.B. durch Übergang von einer Modulation zu einer höheren. Diese Variation der Verzögerungszeit wird dann für die folgenden Zyklen beibehalten. Beim Überschreiten einer Brennerlaufzeit von z.B. 720 Sekunden wird die gewählte Variation der Verzögerungszeit dann um durchschnittlich z.B. 3 oder 2 Minuten heruntergesetzt. Jene Variation der Verzögerungszeit wird dann für die folgenden Zyklen beibehalten. Beim Unter- bzw. Überschreiten der eingestellten Brennertaufzeitgrenzen wird die variierte durchschnittliche Verzögerungszeit entsprechend verlängert bzw. verkürzt. Dieses Verfahren kann in entsprechend abgewandelter Weise auch für die anderen erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.A simple and effective method according to the invention is based on the Evaluate a specific variation of the time intervals as long as the burner running time certain time intervals not less than or not exceed. When falling below one Burner runtime of e.g. The varied delay time is 320 seconds average e.g. Put up for 2 or 3 minutes, e.g. by transition from one Modulation to a higher. This variation in delay time is then used for the following cycles. If a burner runtime of e.g. 720 Seconds the selected variation of the delay time is then average e.g. 3 or 2 minutes down. That variation in delay time will then maintained for the following cycles. When falling below or exceeding the set Burner runtime limits will be the varied average delay time extended or shortened accordingly. This procedure can be done accordingly modified way also used for the other inventive methods become.
Allgemein gilt für die erfindungsgemäßen Verfahren, daß alle diese zuvor aufgeführten Zeitabstände bzw. ihre Variabilität individuell je nach Kesselgröße und Betriebsbedingungen unterschiedlich sind. Sie variieren auch sehr in Abhängigkeit von den über den Tagesverlauf und den Wetterzyklus schwankenden Außen- bzw. Innentemperaturen, den Temperaturabsenkphasen, der Wärmeabforderung, insbesondere der Zahl der beheizten Räume, usw.. Die Verzögerung ist individuell der Anlagengröße, den momentanen Betriebsbedingungen, der Außentemperatur, den Komfortansprüchen, der Raumausstattung und auch dem Kesselwasserabnahmevermögen, also dem Wärmebedarf, anzupassen. Alle diese erfindungsgemäßen Verfahren führen zu einer Verringerung der Zahl der Brennerstarts pro Zeiteinheit und zu einer Vergleichmäßigung der Temperaturen innerhalb des Kessels bzw. über lange Zeiträume. Bei Kesselanlagen, die der Heizung und Brauchwassererwärmung dienen, kann es sein, daß nur das Heizungsverfahren erfindungsgemäß ausgeführt wird.In general, it applies to the processes according to the invention that all of these are listed above Time intervals or their variability depending on the boiler size and Operating conditions are different. They also vary a lot depending on the outside or fluctuating over the course of the day and the weather cycle Internal temperatures, the temperature reduction phases, the heat demand, especially the number of heated rooms, etc. The delay is individual Plant size, the current operating conditions, the outside temperature, the Comfort requirements, the room equipment and also the boiler water consumption, so to adapt to the heat requirement. All of these according to the invention Procedures lead to a reduction in the number of burner starts per unit of time and to even out the temperatures inside the boiler or for a long time Periods. For boiler systems that are used for heating and domestic water heating, it may be that only the heating method is carried out according to the invention.
Durch eine längere konstante oder im wesentlichen konstante bzw. durch eine variierte Verzögerung des Brennerstarts ab Brennerstartanforderung, durch eine Variation der Zeitabstände von einem Brennerstart zum nächsten Brennerstart, durch eine Regelung und variierte Vorgabe des unteren Temperaturgrenzwerts bzw. durch eine variierte Temperaturabsenkungsregelung wird erreicht, daß die Kesselwassertemperatur vorzugsweise um 1 bis 25 °C, insbesondere um 2 bis 10 °C, meistens um etwa 3 bis 6 °C bei den üblicherweise unter vergleichbaren Bedingungen gewählten unteren Temperaturgrenzwert und damit unter den üblicherweise gewählten Einschaltpunkt für den Brenner abfällt, bevor der Brenner gestartet wird.By a longer constant or essentially constant or by a varied one Delay of burner start from burner start request by varying the Time intervals from one burner start to the next burner start, through a regulation and varied specification of the lower temperature limit or by a varied Temperature reduction control is achieved that the boiler water temperature preferably around 1 to 25 ° C, in particular around 2 to 10 ° C, mostly around 3 to 6 ° C for the lower ones usually chosen under comparable conditions Temperature limit and thus below the switch-on point usually selected for the burner drops before the burner is started.
Grundsätzlich kann die Temperatur am Brennereinschaltpunkt erfindungsgemäß je nach Anlage und Betriebsbedingungen etwa zwischen 10 und 100 °C liegen. Bei Heizungsanlagen mit einem Gußkessel kann der Brennerstart aufgrund der Brennerstartverzögerung bei Kesselwassertemperaturen von 10 bis 100 °C eingeleitet werden, vorzugsweise bei 25 bis 90 °C, insbesondere bei 45 bis 75 °C, besonders bevorzugt bei 50 bis 70 °C. Bei Brauchwassererwärmungsanlagen wird die Zündung des Brenners aufgrund der Brennerstartverzögerung bei Kesselwassertemperaturen vorzugsweise von 40 bis 80 °C vorgenommen, insbesondere bei 45 bis 75 °C, besonders bevorzugt bei 50 bis 70 °C - je nach den Bedürfnissen für eine bestimmte Wassermenge und -temperatur, je nach Anlage und Betriebsbedingungen. Bei Anlagen mit einem Stahlkessel wird der Brenner jedoch bei Kesselwassertemperaturen von vorzugsweise mindestens 50 °C gestartet. Die Brennerstarttemperaturen sind auf Dauerbetrieb bezogen. Bei Anlagen mit einem Aluminiumkessel wird der Brenner vorzugsweise wie bei Anlagen mit einem Stahlkessel betrieben.In principle, the temperature at the burner switch-on point can vary according to the invention are between 10 and 100 ° C depending on the system and operating conditions. At Heating systems with a cast iron boiler can start due to the burner Burner start delay initiated at boiler water temperatures of 10 to 100 ° C are, especially at 25 to 90 ° C, especially at 45 to 75 ° C, particularly preferably at 50 to 70 ° C. In the case of domestic water heating systems, the ignition of the burner due to the burner start delay at boiler water temperatures preferably from 40 to 80 ° C, in particular at 45 to 75 ° C, particularly preferred at 50 to 70 ° C - depending on the needs for a particular Water quantity and temperature, depending on the system and operating conditions. For plants with a steel boiler, however, the burner is operated at boiler water temperatures of preferably started at least 50 ° C. The burner start temperatures are up Continuous operation related. The burner is used in systems with an aluminum boiler preferably operated as in systems with a steel boiler.
Die erfingungsgemäßen Verfahren führen jedoch nicht zu einer Beeinträchtigung des Komforts, also nicht zu einer Erniedrigung der Raumtemperatur bzw. der Brauchwassertemperatur, solange die Verzögerungszeiten bzw. Zeitabstände nicht extrem lang bzw. die Regelung des unteren Temperaturgrenzwerts oder die Temperaturabsenkung sehr groß gewählt werden. Alle diese Verfahren haben ein Optimum der Energieersparnis, das mit der optimalen Vergleichmäßigung des Temperaturverlaufs verbunden ist.However, the method according to the invention does not impair the Comfort, i.e. not to lower the room temperature or the Domestic hot water temperature as long as the delay times or time intervals do not extremely long or the regulation of the lower temperature limit or the Temperature reduction can be chosen very large. All of these procedures have one Optimal energy savings with the optimal equalization of the Temperature curve is connected.
Vorzugsweise wird die Brennerlaufzeit in einem Zyklus mit einem der erfindungsgemäßen Verfahren möglichst lang erstreckt. Hierbei kann es besonders vorteilhaft sein, die Brennerleistung während der Brennerlaufzeit an die jeweils erforderliche Leistung anzupassen, so daß die Leistung innerhalb der Brennerlaufzeit kontinuierlich reduziert wird.The burner running time is preferably in one cycle with one of the method according to the invention extends as long as possible. Here it can be special be advantageous to the burner output during the burner runtime to each adjust required power so that the power within the burner run time is continuously reduced.
Vorzugsweise wird die latent vorhandene Wärme einschließlich der Kernwärme des Wasservorrats während der Brennerstillstandszeit genutzt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die latent gespeicherte Wärme oft in größerem Ausmaß genutzt. Die latente Wärme ist insbesondere in der Kernwärme des Heizwassers, aber auch in der Anlage und in den zu heizenden Räumen gespeichert. Die Kernwärme ist die Wärme in der Masse des Wasservorrats der Anlage. Bei den erfindungsgemäßen Verfahren sollte die Kernwärme des Wasservorrats üblicherweise nicht abgesenkt werden. Je größer die Leistung der Anlage und die Wasserdurchsatzmenge pro Zeiteinheit ist, desto mehr empfiehlt sich ein großer Kesselwasservorrat (Pufferspeicher), aus dem die latente Wärme genutzt werden kann. Der Kesselwasservorrat beträgt bei kleinen Heizungsanlagen etwa 15 bis 100 l, bei mittelgroßen Heizungsanlagen etwa 60 bis 300 l und bei großen Heizungsanlagen etwa 250 bis 1000 l.Preferably, the latent heat including the core heat of the Water supply used during the burner downtime. With the According to the method of the invention, the latently stored heat is often increased Extent used. The latent heat is particularly in the core heat of the Heating water, but also stored in the system and in the rooms to be heated. The core heat is the heat in the mass of the water supply of the plant. Both The method according to the invention should normally be the core heat of the water supply cannot be lowered. The greater the performance of the plant and the Water flow rate per unit of time, the more a large is recommended Boiler water supply (buffer storage) from which the latent heat can be used. The boiler water supply for small heating systems is around 15 to 100 l, at medium-sized heating systems about 60 to 300 l and in large heating systems about 250 to 1000 l.
Die Einsparung an Primärenergie ist bei großen Anlagen oft geringer wegen des hohen Heizwasserdurchsatzes pro Zeiteinheit, also hoher Pumpleistung, und des vergleichsweise geringeren Vorrats an latenter Wärme (Wärmepuffer). Grundsätzlich ist die Einsparung an Primärenergie bei einer bestimmten Anlage höher, je stärker die Anlage genutzt wird, je mehr Wärme abgefordert wird. Sie ist auch höher, je gleichbleibender Wärme abgefordert wird.The saving of primary energy is often less in large plants because of the high one Heating water throughput per unit of time, i.e. high pumping capacity, and the comparatively lower supply of latent heat (heat buffer). Basically the primary energy saved in a particular system is greater, the greater the System is used, the more heat is required. It is also higher, ever constant heat is demanded.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verfahren kann
- die Pumpgeschwindigkeit des Kesselwassers an die Höhe der Wassersäule innerhalb eines Anlagenkreislaufes angepaßt werden, z.B. über Druckgesteuerte Pumpen, wodurch die Pumpleistung der Heizkreispumpe elektronisch an den jeweiligen Druck (Höhe der Wassersäule) angepaßt werden kann,
- der Brenner innerhalb einer Brennerlaufzeit je nach Temperaturaufbau des Kesselwassers mit unterschiedlicher Brennerleistung gefahren werden,
- das Kesselvolumen oder/und die Kesselnennleistung der Leistungsanforderung innerhalb eines Zyklus angepaßt werden,
- der Öl- bzw. Gasdruck oder/und die Luftmenge innerhalb eines Zyklus an die jeweilige Leistungsanforderung angepaßt werden,
- bei einer kombinierten Heizungs- und Brauchwassererwärmungsanlage das Heizungs- und das Brauchwasser im Parallelbetrieb und nicht im Warmwasservorrangbetrieb genutzt werden.
- the pumping speed of the boiler water can be adapted to the height of the water column within a system cycle, eg via pressure-controlled pumps, which means that the pumping capacity of the heating circuit pump can be electronically adapted to the respective pressure (height of the water column),
- the burner can be operated with different burner output within one burner runtime depending on the temperature of the boiler water,
- the boiler volume and / or the nominal boiler output are adapted to the power requirement within a cycle,
- the oil or gas pressure and / or the air volume are adapted to the respective performance requirement within a cycle,
- In a combined heating and hot water heating system, the heating and hot water can be used in parallel operation and not in hot water priority mode.
Die Erfindung bietet folgende Vorteile:
- geringerer Primärenergieverbrauch durch insgesamt weniger Brennerstunden pro Jahr
- trotz gleichen Komforts bezüglich Heizungswärme, Brauchwasser usw.
- bessere Nutzung der latenten, bereits vorhandenen Wärme
- bessere Abgaswerte durch längere Brennerlaufzeiten pro Zyklus mit insgesamt geringerem Primärenergieverbrauch,
- weniger Startemissionen, weil weniger Brennerstarts,
- ggbfs. geringere Verrußung der Anlage durch weniger Brennerstarts,
- stärkere Schonung der Anlage durch geringere Zahl an Brennerstarts und vergleichmäßigte Temperaturen innerhalb des Kessels bzw. über lange Zeiträume.
- lower primary energy consumption due to fewer burner hours per year
- despite the same comfort in terms of heating, service water, etc.
- better use of the latent, already existing heat
- better exhaust gas values due to longer burner run times per cycle with lower primary energy consumption overall,
- less start-up emissions because fewer burner starts,
- possibly less sooting of the system due to fewer burner starts,
- Greater protection of the system due to a lower number of burner starts and more even temperatures within the boiler or over long periods.
Alle in dieser Anmeldung aufgeführten Versuche wurden über eine Betriebszeit von 2 bis 4 Stunden ohne Leistungsabsenkung durchgeführt und auf einen 24 Stunden-Betrieb hochgerechnet. Die hochgerechneten Werte geben daher eine Abschätzung über das Verhalten im langfristigen Dauerbetrieb. Genaue Werte sind in Vergleichsversuchen mit langfristigem Dauerbetrieb schwierig zu erfassen, da die Betriebsbedingungen schon im 24 h-Betrieb in Abhängigkeit von den über 24 h schwankenden Außen- und Innentemperaturen, der Absenkungsregelung und der Wärmeabforderung relativ stark variieren. Die Temperaturwerte wurden bei allen Versuchen digital am Kesselvorlauf gemessen - außer bei den Beispielen 21 bis 23, bei denen sie am Heizungsvorlauf hinter dem Mischer gemessen wurden, in dem auch kühleres Rücklaufwasser dem heißen Kesselvorlaufwasser beigemengt worden war.All tests listed in this application were carried out over an operating time of 2 up to 4 hours without a reduction in performance and on a 24-hour operation extrapolated. The extrapolated values therefore give an estimate about behavior in long-term continuous operation. Exact values are in Comparative tests with long-term continuous operation difficult to record, because the Operating conditions already in 24 h operation depending on the over 24 h fluctuating outside and inside temperatures, the lowering control and the Vary the heat demand relatively strongly. The temperature values were in all Experiments measured digitally on the boiler flow - except for Examples 21 to 23, at which they were measured on the heating flow behind the mixer, in the cooler return water had been added to the hot boiler flow water.
In Tabelle 2 werden Ergebnisse von Versuchen an Heizungsanlagen beispielhaft wiedergegeben, um den Einfluß unterschiedlicher Heizungsanlagen und Betriebsbedingungen anzudeuten. The results of tests on heating systems are given in Table 2 as examples to indicate the influence of different heating systems and operating conditions.
Die Höhe der Primärenergieeinsparung ist in erster Linie von den Betriebsbedingungen
der Heizung abhängig. Der geringste Primärenergieverbrauch und die geringste
Schadstoffbelastung tritt in der Regel bei erfindungsgemäßem Betrieb mit einem
energiesparenden Einsatz im Kessel auf.
In den Beispielen 11 und 21 (Vergleichsbeispiele) werden die Temperaturen des
verzögerten Brennerstartpunktes und des oberen Temperaturgrenzwertes, an dem der
Brenner ausgeschaltet wird, in etwa über die Versuchsdauer beibehalten. Durch die
erzwungene Verzögerung über 10 bzw. 6,5 Minuten in den Beispielen 12 und 22
(Vergleichsbeispiele) kommt es trotz einer gewissen Optimierung der
Versuchsbedingungen über die Versuchsdauer zu einem deutlichen Temperaturabfall
des verzögerten Brennerstartpunktes und zu einem geringfügigen Temperaturabfall des
oberen Temperaturgrenzwertes. Der deutliche Temperaturabfall des verzögerten
Brennerstartpunktes ist nachteilig, da die Einschalttemperatur kontinuierlich abfällt und
dadurch auf Dauer der Komfort ein wenig abnimmt und der Primärenergieverbrauch
kontinuierlich zunimmt. Die Brennerlaufzeit pro Zyklus nimmt hierbei stark zu, während
die Brennerstillstandszeit von Zyklus zu Zyklus meistens weiter abnimmt. Dennoch
ergibt sich hierbei für die 30 kW-Anlage eine Einsparung des Primärenergieverbrauchs
um 10 %. Bei der 1000 kW-Anlage ist die konstante Verzögerung um jeweils 6,5
Minuten trotz optimierter Versuchsbedingungen sogar von erheblichem Nachteil, da die
pro Stunde durchgesetzte Wassermenge sehr groß und die zur Verfügung stehende
latente Wärme nicht ausreichend ist, so daß der Primärenergieverbrauch gegenüber
dem Beispiel 21 sogar um 12 % anstieg. Bei den erfindungsgemäßen Beispielen 13 und
23 ist der Temperaturabfall nicht konstant gleich und beeinflußt somit eine ständig
wechselnde Heizwassermenge, die sich damit auf dem nahezu gleichen
Temperaturniveau halten kann, was gleichbleibenden Komfort mit geringerem
Primärenergieeinsatz bedeutet. Aufgrund der Verwendung der Modulation E, bei der
immer abwechselnd deutlich längere und kürzere Verzögerungszeiten vorgegeben
werden, ist ein steter Wechsel von einer längeren zu einer kürzeren Brennerlaufzeit pro
Zyklus und umgekehrt sowie von einer kürzeren zu einer längeren
Brennerstillstandszeit von Zyklus zu Zyklus und umgekehrt erkennbar. Die ermittelte
Einsparung des Primärenergieverbrauchs lag bei diesen Versuchen sogar bei 16 bzw.
12 %.
Die Versuchsergebnisse der Tabelle 4 zeigen, daß meistens eine Verlängerung der durchschnittlichen (= mittleren) Brennerstillstandszeit pro Zyklus gegenüber dem konventionellen Betrieb ohne Zeitverzögerung von Vorteil ist, aber unter bestimmten Betriebsbedingungen auch eine geringe Verkürzung dieser Zeiten noch etwas vorteilhaft sein kann.The test results in Table 4 show that an extension of the average (= average) burner downtime per cycle compared to conventional operation with no time lag is beneficial, but under certain Operating conditions also a little shortening of these times a little can be advantageous.
Die Anlage H ist für derartig große Leistungen ausgelegt, daß die zu erhitzende und durchströmende Wassermenge für die Beheizung und Warmwasserversorgung von ca. 150 Wohneinheiten ausreicht. Aufgrund der großen Wassermengen zeigt eine solche Anlage ein deutlich anderes Verhalten als eine vergleichbare Anlage mit z.B. 30 kW Leistung, wie sie oft für Ein- oder Zweifamilienhäuser eingesetzt wird. Allerdings würde eine Anlage mit 30 kW Leistung auch bei geeigneten Bedingungen für vier bis fünf Wohneinheiten ausreichen. Selbst eine Verlängerung der konstanten Zeitverzögerung von 6,5 (Beispiel 22) auf z.B. 10 Minuten würde bei der Anlage H eher für noch schlechtere Ergebnisse führen, da das Wärmeangebot einschließlich der latenten Wärme hierfür nicht mehr ausreicht.The system H is designed for such large outputs that the to be heated and flow of water for heating and hot water supply of approx. 150 residential units are sufficient. Due to the large amounts of water, such shows System a significantly different behavior than a comparable system with e.g. 30 kW Performance that is often used for single or two-family houses. However, would a system with 30 kW output even under suitable conditions for four to five Housing units are sufficient. Even an extension of the constant time delay from 6.5 (example 22) to e.g. 10 minutes would be more for system H worse results because of the heat supply including the latent Heat is no longer sufficient for this.
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