EP0908678B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verzögern des Brennerstarts einer Kesselanlage - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Verzögern des Brennerstarts einer Kesselanlage Download PDF

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EP0908678B1
EP0908678B1 EP98118832A EP98118832A EP0908678B1 EP 0908678 B1 EP0908678 B1 EP 0908678B1 EP 98118832 A EP98118832 A EP 98118832A EP 98118832 A EP98118832 A EP 98118832A EP 0908678 B1 EP0908678 B1 EP 0908678B1
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EP
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burner
sequence
controller
temperature
specific
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Bernhard Endl
Engelbert Pedack
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ELOTEC ELEKTRONIK GMBH
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Hettinger Gabriele
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    • F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a boiler system with a Boiler water supply suitable for heat generation, for heating of service water and / or for heating, with the characteristics of the generic term of claim 1, 2, 3 or 4.
  • the invention is also a corresponding Device having the features of the preamble of claim 20, 21, 22 or 23.
  • Boiler plants such as Heating and / or domestic water heating systems are usually still with an unnecessarily high energy consumption - mainly due to an inconvenient burner start / burner hour ratio - and thereby operated an increased pollutant emissions.
  • the control of such systems is usually quite simple.
  • the regulation usually takes place with a two-point controller (thermostat) via a from the outside temperature dependent displacement of the boiler water temperature or above two limit temperatures specified for the boiler water.
  • the burner is requested: The burner starts and the re-heating starts.
  • the top Temperature limit which is usually 7 to 12 ° C above the lower temperature limit
  • the burner is switched off. During the burner downtime the boiler water gradually cools down.
  • the lower temperature limit is reached the burner starts again and the next cycle begins.
  • a cycle is a sequence of burner run and burner standstill.
  • the switch-on temperature is not below 50 ° C because of the danger Condensation, since the dew point is about 48 ° C and below this temperature on the steel walls form condensation and to Rusting and corrosion can contribute; in cast basins is such Plant usually operated between 30 ° C and 90 ° C.
  • heating and / or service water heating systems are included more than 20000 burner starts per year, with less than 1300 burner hours operated in the year. These are usually more than 20 burner starts ever Brenner Sammlungshunt, because a maximum tripodabban is only in 3-5 % of the total annual term needed. Even the most modern heating systems still work with such a high starting frequency per burner operating hour. In some cases, the heating systems run even in times of increased outside temperatures, although that would not be mandatory just because they are unnecessarily high Temperature limits are set. Many heating systems are also today still set to a lower temperature limit of about 70 ° C to the Customers a clearly noticeable in each case and also, for. on the radiator to ensure tactile comfort, although a lower lying lower Temperature limit for equivalent comfort without excessive Energy consumption would be sufficient. Excessive energy consumption often becomes referred to as provisioning loss.
  • Boiler systems that can be operated according to the invention are all Boiler plants that are old or new, with smaller (70 kW), medium (70 to 500 kW) or high power (> 500 kW) or one or more stages and possibly with a ceramic insert for energy saving such as the so-called SchuCeram of the society for economical heating mbH are provided in Nuremberg.
  • the boiler systems can be as small or Large combustion plants, as small, medium or large heating and / or Industrial water heating systems, as reactors, incinerators and Serve post-combustion plants. These boilers can use gas, oil and / or solid having a particle size of substantially less be operated as 1 mm.
  • the boiler systems are often already with a scheme or control when provided with an accessory device for Burner start delay to be equipped.
  • the device according to the invention can be a program selection allow for different types of programs to delay, to vary of time intervals, for the variation of the delay, for regulation and riation of the lower temperature limit or / and to lower the boiler water temperature and their variation.
  • the device according to the invention may be a microprocessor or a similar operating electronic unit for the determination or / and specification of the delay, the time intervals, the lower temperature limit or the temperature reduction and possibly a memory for one or more modulations or / and a program unit for one or more programs and possibly.
  • a boiler plant which also contains a regulation or control of the burner is usually operated according to the invention, if that of the control device reported impulse that would conventionally request the burner start for the Triggering a time delay of at least one, preferably of at least 2 to 25 minutes is used. If this delay is over many or all cycles are the same size and if the other operating conditions are not Change more, the control behavior of the boiler system after some time on apply these conditions and a constant or substantially constant Cycle behavior result. As a result, the energy consumption of oil, gas or similar primary energies have already been reduced by several percent.
  • the delays are more than 15 minutes, preferably at least 16 minutes, especially at least 18 minutes, more preferred at least 20 minutes, preferably up to 40 minutes, especially up to 30 Minutes, or even up to 25 or 20 minutes.
  • substantially constant refers above all to fluctuations within the controlled system, approximately in the range of ⁇ 1 minute.
  • the reduction in energy consumption for this process usually already about 2 to 18%, for heating systems usually at least 6%; it often results in this method, a lowering of the boiler water temperature level.
  • a particularly strong permanent lowering of the boiler water temperature level can affect the comfort noticeable, since the upper temperature limit only is still achieved selectively and the main amount of water to a lowered Temperature level, the lowering operating temperature, levels off and the Burner standstill time reduced to the pure forced delay time; the then requires excessively long burner run times and therefore an excessively high Primary energy consumption, just by briefly the upper burner shutdown temperature limit to reach.
  • the optimal energy saving range is then already exceeded.
  • the boiler system does not play on a constant control behavior, but must be often or constantly individually to different amounts of water to be heated ever Adjust time unit; the time unit here comprises 1 or up to 6 cycles to the Adjustment of the plant to be able to perceive.
  • the intervals are on average at least 3 Minutes, preferably at least 5 minutes, in particular at least 8 minutes, more preferably at least 10 minutes, even 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, more preferably up to 25 minutes. It however, longer periods of time, e.g. on average at least 12 or for at least 15 minutes.
  • the additional Time intervals on average at least 1 minute, preferably at least 2 Minutes, in particular at least 4 minutes, more preferably at least 10 Minutes, most preferably at least 16 minutes, mostly up to 40 minutes Minutes, preferably up to 30 minutes, in particular up to 15 minutes, if necessary. even up to 12 minutes.
  • the delay of the burner start is starting from burner start request preferably on the order of 2.5 to 6.5 minutes, more preferably 3.5 to 5 minutes, however, for small plants preferably on average of the order of 6 to 12 minutes, especially preferably at 7 to 10 minutes.
  • variable time intervals from a burner start to the next burner start or varied times for the delay of the burner start Burner start request are given, so vary the variable time intervals by the mean of these intervals by at least ⁇ 1 minute, preferably by at least ⁇ 2 minutes, especially at least ⁇ 4 minutes, especially preferably at least ⁇ 6 minutes, most preferably at least ⁇ 8 or by up to ⁇ 30 minutes, most often by up to ⁇ 20 minutes, preferably by until to ⁇ 15 minutes, especially up to ⁇ 10 minutes.
  • the reduction in energy consumption is varied for a process with Time intervals mostly 3 to 35%.
  • the number of cycles per 24 h mostly lowered by 25 to 50%.
  • the temperature reduction compared to the conventional method in Average at least 2 ° C, preferably at least 3 ° C, in particular at least 5 ° C, u.U. at least 7 ° C, usually up to 10 ° C, preferably up to 8 ° C.
  • the temperature variation is on average at least 1 ° C, preferably at least 2 ° C, especially at least 4 ° C, u.U. at least 6 ° C, usually up to 10 ° C, preferably up to 8 ° C.
  • control in these inventive method is more difficult than at the time delay. It is specific to the plant and its operating conditions adapt.
  • the time to burner start, the lower temperature limit or / and the boiler water temperature used for a control according to the invention be to use a greater reduction in boiler water temperature using a greater time delay before burner start, both coupled together, to achieve.
  • the degree of lowering of the boiler water temperature may preferably proportional to the outside temperature and / or to the heat demand. If the Lowering the boiler water temperature is used as a controlled variable and if Here, varied values for the reduction can be specified, can be any varied subsidence can be used. Lowering the boiler water temperature can be varied in the same ways as the variation of the delay.
  • the lower temperature limit, the lowering of the Boiler water temperature or the variation of the lowering of the Boiler water temperature re-determined for each burner start request is not limited.
  • the varied time intervals, the varied delay times, the varied lower ones Temperature limits or the varied temperature drops vary from Maximum value often at least 5%, preferably at least average every 20 firing cycles, more preferably on average at least every 12th Burning cycles, especially on average at least every 8 firing cycles ago On average, at least every 5 firing cycles.
  • the modulation depth with which the differ between maximum value and minimum value at least 5% e.g. the initial value of the burner starting point without temporal Delay or without temperature reduction for the maximum variation of time delay or temperature reduction, preferably at least 15 %, more preferably at least 25%, or even at least 40% of the Maximum value of the delay, u.U. even up to 100%.
  • the modulation can for example, via a program unit or a microprocessor specified become.
  • the modulation causes a performance-matched operation of the Boiler plant, u.U. the application of the most economical mode of operation.
  • the modulation depth should be over 5 cycles, preferably at least 10% in total, in particular at least 20%, more preferably at least 30%.
  • Table 1 shows, by way of example, modulations for varying the delay or a temperature reduction, in which the 100% value of a time delay can correspond to, for example, 6 or 17 minutes, or the 100% value of a temperature decrease, for example 2 or 10 ° C. After eg 8, 12 or 16 cycles, the same values are repeated again from. Examples for the modulation of varied delays, varied regulation of the lower temperature limit value or the varied temperature decrease: 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 have proven in which the values of cycle to Cycle can be varied.
  • the values vary between one Maximum and a minimum value from cycle to cycle.
  • Very particularly preferred here the sum of two consecutive values is 100 to 170%, in particular 110 to 150%.
  • the aim of the modulation is to keep the temperature as flat as possible over time set, so without major temperature peaks and without deeper temperature valleys.
  • a similar sequence of values be specified for delay times.
  • the variation can alternatively or in addition to a modulation in case of under- or / and exceeding of limit values e.g. the burner running time by lengthening or shortening e.g. the delay time respectively.
  • a simple and effective method according to the invention goes as long as the Values of a given variation of the time intervals as long as the burner run time does not fall short of certain time intervals.
  • the varied delay time is average e.g. 2 or 3 minutes high, e.g. by transition from one Modulation to a higher. This variation of the delay time is then for the keep following cycles.
  • the chosen variation of the delay time is then averaged e.g. 3 or 2 minutes down. That variation of the delay time then becomes maintained for the following cycles.
  • undershooting or exceeding the set Burner run time limits will be the varied average delay time correspondingly extended or shortened. This procedure can be done in accordance with modified manner also used for the other methods of the invention become.
  • the boiler water temperature preferably by 1 to 25 ° C, in particular by 2 to 10 ° C, usually by about 3 to 6 ° C at the lower ones usually chosen under comparable conditions Temperature limit and thus below the usually selected switch-on point for the burner drops before the burner is started.
  • the temperature at the burner switch-on point can vary according to the invention after installation and operating conditions are approximately between 10 and 100 ° C.
  • at Heating systems with a cast kettle can be the burner start due to the Burner start delay initiated at boiler water temperatures of 10 to 100 ° C are, preferably at 25 to 90 ° C, especially at 45 to 75 ° C, especially preferably at 50 to 70 ° C.
  • the ignition of the burner due to the burner start delay at boiler water temperatures preferably made from 40 to 80 ° C, in particular at 45 to 75 ° C, particularly preferred at 50 to 70 ° C - depending on the needs of a particular Water quantity and temperature, depending on the system and operating conditions.
  • the burner will burn at boiler water temperatures of preferably at least 50 ° C started.
  • the burner start temperatures are up Continuous operation.
  • the burner preferably operated as in plants with a steel boiler.
  • the burner running time is in one cycle with one of according to the invention extends as long as possible.
  • the burner power during the burner runtime to each required power, so that the performance within the burner runtime is continuously reduced.
  • the latent heat including the core heat of the Used water during the burner downtime.
  • the latently stored heat is often in a larger Extent used.
  • the latent heat is especially 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 process according to the invention should usually the core heat of the water supply not lowered.
  • the boiler water supply is at small heating systems about 15 to 100 l, at Medium-sized heating systems about 60 to 300 l and for large heating systems about 250 to 1000 l.
  • the amount of primary energy savings depends primarily on the operating conditions of the heating system. The lowest primary energy consumption and the lowest pollution usually occurs in the inventive operation with an energy-saving use in the boiler. Temperature-time behavior in experiments without delay and with a constant or modulating varied delay in comparison.
  • Example 11 and 21 the temperatures of the delayed burner start point and the upper temperature limit value at which the burner is switched off are maintained for approximately the duration of the test. Due to the forced delay over 10 or 6.5 minutes in Examples 12 and 22 (Comparative Examples), despite a certain optimization of the test conditions over the test period, a significant temperature drop of the delayed burner start point and a slight drop in temperature of the upper temperature limit value occur.
  • the significant drop in temperature of the delayed burner start point is disadvantageous, since the switch-on temperature drops continuously and thus in the long term the comfort decreases a little and the primary energy consumption increases continuously.
  • the burner run time per cycle increases greatly, while the burner standstill time usually decreases from cycle to cycle.
  • Burner standstill time / cycle min 12.3 19.7 18.9 4.9 9.3 8.8 average cycle length, min 17.4 26.8 25.2 7.4 14.7 12.1 Burning time over 24 h, h 7.08 6.38 5.94 8.02 8.78 6.57 Improvement: 12 to 11 13 to 12 13 to 11 22 to 21 23 to 22 23 to 21 shorter burner runtime over 24 h, h 0.70 0,44 1.14 - 0.76 2.21 1.45 % fewer cycles over 24 h 35% - 6% 31% 50% - 21% 39% less cycles over 24 h 29 - 3 26 97 - 21 76 % longer burner runtime / cycle 39% - 11% 24% 116% - 20% 32% longer burner runtime / cycle, min 2.0 -0.8 1.2 2.9 - 1.1 0.8 % larger avg. cycle length 54% - 6% 45% 99% - 18% 64% greater average cycle length, min 9.4 - 1.6 7.8 7.3 - 2.6 4.7 % less primary energy consumption 10% 7% 16%
  • the plant H is designed for such great benefits that the to be heated and amount of water flowing through for heating and hot water supply of approx. 150 housing units is sufficient. Due to the large amounts of water shows such Plant a significantly different behavior than a comparable system with z. B. 30 kW Performance as often used for one- or two-family homes. However, that would a plant with 30 kW power even under suitable conditions for four to five Residential units are sufficient. Even an extension of the constant time delay from 6.5 (Example 22) to e.g. 10 minutes would be at the plant H for even more cause worse results, since the heat supply including the latent Heat is no longer sufficient for this.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kesselanlage mit einem Kesselwasservorrat, das geeignet ist zur Wärmeerzeugung, zum Erwärmen von Brauchwasser und/oder zum Heizen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, 2, 3 oder 4. Gegenstand der Erfindung ist auch eine entsprechende Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 20, 21, 22 oder 23.
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.
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.
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.
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.
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- oder/und 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.
In der DE 195 34 319 A1 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.
Die DE 297 07 099 U1, von der die Erfindung ausgeht, 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.
Bei dem zuvor erläuterten Stand der Technik wird vorgeschlagen, entweder die Verzögerungszeit fest vorzugeben oder die Verzögerungszeit in Abhängigkeit von Meßwerten automatisch vorzugeben, insbesondere abhängig von der erfaßten Außentemperatur, oder schließlich eine variable Verzögerungszeit in Abhängigkeit von der Brennerlaufzeit (zeitlicher Abstand aufeinander folgender Einund/oder Abschaltbefehle) vorzugeben.
Ebenso eine auf der gemessenen Außentemperatur beruhende Regelung in einem Verfahren zum Betreiben einer Kesselanlage offenbart auch die DE 25 49 561 A1. Dort wird die sog. Schaltdifferenz, das ist der Temperaturabstand zwischen dem unteren und dem oberen Temperaturgrenzwert, in Abhängigkeit von der Außentemperatur geregelt.
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 ggf. als Zusatzgerät 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.
Von dem zuvor erläuterten Verfahren und der zuvor erläuteten Vorrichtung ausgehend liegt der Lehre der Erfindung das Problem zugrunde, das Verfahren zum Betreiben einer Kesselanlage weiter hinsichtlich des Energieverbrauchs zu verbessern, ohne den Komfort zu beeinträchtigen. Die entsprechende Problemstellung gilt auch für die Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Die zuvor aufgezeigte Problemstellung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 gelöst, bei dem die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 zusätzlich realisiert sind. Entsprechendes gilt für den nebengeordneten Patentanspruch 2, den nebengeordneten Patentanspruch 3 und den nebengeordneten Patentanspruch 4.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahren sind Gegenstand der Patentansprüche 5 bis 19.
In entsprechender Weise wird die zuvor aufgezeigte Problemstellung gelöst bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 20, die zusätzlich die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Patentanspruch 20 aufweist. Entsprechendes gilt für die nebengeordneten Patentansprüche 21, 22 und 23.
Entsprechende bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 24 bis 40 beschrieben.
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 riation des unteren Temperaturgrenzwertes oder/und zur Absenkung der Kesselwassertemperatur und ihrer 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 ggf. 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. 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.
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.
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.
Der Begriff "im wesentlichen konstant" bezieht sich vor allem auf Schwankungen innerhalb der Regelstrecke, etwa im Bereich von ± 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die Regelung bei diesen erfindungsgemäßen Verfahren ist jedoch schwieriger als bei der Zeitverzögerung. Sie ist spezifisch an die Anlage und ihre Betriebsbedingungen anzupassen.
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.
Vorzugsweise wird der untere Temperaturgrenzwert, die Absenkung der Kesselwassertemperatur oder die Variation der Absenkung der Kesselwassertemperatur für jede Brennerstartanforderung neu bestimmt.
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.
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.
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.
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.
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 %.
Versuche haben gezeigt, daß mit einer Modulation über 100 oder viel mehr Zyklen, nach denen wieder mit der gleichen Modulation von vom 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.
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 vom.
Beispiele für die Modulation variierter Verzögerungen, variierter Regelung des unteren Temperaturgrenzwertes bzw. der variierten Temperaturabsenkung:
Modulation A (8 Zyklen) 100 % - 70 % - 88 % - 65 % - 92 % - 75 % - 89 % - 72 % ...
Modulation B (16 Zyklen) 100 % - 65 % - 85 % - 50 % - 65 % - 30 % - 80 % - 55 % -90 % - 45 % - 80 % - 35 % - 65 % - 30 % - 75 % - 60 %...
Modulation C (12 Zyklen) 100 % - 85 % - 70 % - 79 % - 88 % - 76 % - 65 % - 77 % -92 % - 83 % - 75 % - 88 % ...
Modulation D (16 Zyklen) 100 % - 70 % - 70 % - 88 % - 88 % - 65 % - 65 % - 92 % -92 % - 75 % - 75 % - 89 % - 89 % - 72 % - 72 % - 100 % ...
Modulation E (12 Zyklen) 100% - 45% - 75% - 30% - 90% - 50% - 70% - 40% -80% - 35% - 85% - 20% ...
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 %.
Ziel der Modulation ist, den Temperaturverlauf über die Zeit möglichst flach einzustellen, also ohne größere Temperaturspitzen und ohne tiefere Temperaturtäler.
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.
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 Brennerlaufzeitgrenzen wird die variierte durchschnittliche Verzögerungszeit entsprechend verlängert bzw. verkürzt. Dieses Verfahren kann in entsprechend abgewandelter Weise auch für die anderen erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Beispiele:
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.
In Tabelle 2 werden Ergebnisse von Versuchen an Heizungsanlagen beispielhaft wiedergegeben, um den Einfluß unterschiedlicher Heizungsanlagen und Betriebsbedingungen anzudeuten.
Ergebnisse an Heizungsanlagen, die im Vergleich konventionell ohne Verzögerung bzw. erfindungsgemäß mit modulierend variierter Verzögerung betrieben wurden.
Beispiel 1 2 3 4 5 6
Heizungsanlage: 3, Heizungsanlage mit Warmwasserbereitung: 1, 2, 5, 6 Warmwasserbereitungsanlage: 4 alle mit HeizCeram und Öl befeuert 25 kW, 30 kW, 40 kW, 450 kW, 1000kW, 1000kW,
Anlage A Anlage B Anlage C Anlage D Anlage E Anlage F
konventioneller Betrieb:
% Brennerlaufzeit über 24 h 14 % 27 % 72 % 36 % 72 % 32 %
Zahl der Zyklen über 24 h 33 62 106 96 106 192
mittlere Brennerlaufzeit/Zyklus, min 6,0 6,4 9,8 5,4 9,8 2,4
mittl. Brennerstillstandszeit/Zykl.,min 38,0 16,9 3,8 9,6 3,8 5,1
durchschnittliche Zykluslänge, min 44,0 23,3 13,6 15,0 13,6 7,5
Brenndauer über 24 h, h 3,4 6,5 17,3 8,6 17,3 7,7
Betrieb mit Verzögerung (erfindungsgemäß):
durchschnittliche Verzögerung, min 10 10 10 3,5 3,5 5,5
% Brennerlaufzeit über 24 h 11 % 19 % 56 % 30 % 53 % 22 %
Zahl der Zyklen über 24 h 26 42 72 54 67 105
mittlere Brennerlaufzeit/Zyklus, min 6,2 6,6 11,2 8,0 11,4 3,1
mittl. Brennerstillstandszeit/Zykl.,min 48,8 27,5 8,8 18,8 9,8 10,5
durchschnittliche Zykluslänge, min 55,0 34,1 20,0 26,8 21,2 13,6
Brenndauer über 24 h, h 2,6 4,6 13,4 7,2 12,7 5,3
Verbesserung aufgrund der Verzögerung:
kürzere Brennerdauer über 24 h, h 0,8 1,9 3,9 1,4 4,6 2,4
% weniger Zyklen über 24 h 22 % 33 % 32 % 44 % 37 % 54 %
weniger Zyklen über 24 h 7 20 34 42 39 87
% längere Brennerlaufzeit/Zyklus 3 % 4 % 14 % 48 % 40 % 22 %
längere Brennerlaufzeit/Zyklus, min 0,17 0,22 1,4 2,6 1,7 0,65
% größere mittlere Zykluslänge 20 % 32 % 47 % 79 % 37 % 45 %
größere mittlere Zykluslänge, min 11,0 10,8 6,4 11,8 7,7 6,1
% weniger Primärenergieverbrauch 22 % 30 % 18 % 16 % 26 % 32 %
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.
Temperatur-Zeit-Verhalten bei Versuchen ohne Verzögerung sowie mit konstanter bzw. modulierend variierter Verzögerung im Vergleich.
Beispiel 11 12 13 21 22 23
Kesselanlage Öl-befeuert 30 kW-Heizungsanlage G mit Warmwasserbereitung, mit HeizCeram 1000 kW-Anlage H mit Warmwasserbereitung, mit HeizCeram
Verzögerung a) keine b) 10 min c) modulierend a) keine b) 6,5 min c) modulierend
°C min °C min °C min °C min °C min °C min
Brennerstart 58 5,1 58 5,1 .58 5,1 51,5 2,4 51,2 2,5 51,6 2,5
Brennerstop 69 12,2 69 21,9 69 22,0 54,7 5,1 54,6 10,5 54,8 10,4
Brennerstart 58 5,1 53 6,9 53 6,8 51,4 2,4 47.0 4,1 47,2 3,6
Brennerstop 70 12,4 69 20,9 70 18,0 54,4 4,8 54,3 9,9 54,5 8,4
Brennerstart 57 5,4 52 7,1 55 6,3 50,4 2,5 46,5 5,2 47,8 3,4
Brennerstop 69 12,7 68 19,7 69 18,9 54,5 4,7 53,8 9,8 54,8 9,7
Brennerstart 58 5,0 51 7,4 54 6,5 50,8 2,4 46,1 5,6 47,1 3,5
Brennerstop 68 12,1 68 19,5 68 16,4 54,8 4,8 53,6 9,5 54,2 7,6
Brennerstart 59 5,1 50 7,6 55 5,8 51,2 2,5 45,9 5,9 48,9 3,0
Brennerstop 70 12,2 68 19,1 69 20,8 54,9 5,1 53,5 9,1 55,0 10,2
Brennerstart 58 5,1 49 7,7 53 6,7 50,9 2,4 45,6 6,3 47,2 3,8
Brennerstop 69 12,3 67 18,7 68 17,6 54,6 4,9 53,2 8,9 54,6 7,9
Brennerstart 59 5,1 49 7,9 54 6,6 51,0 2,5 45,0 6,7 47,8 3,2
Brennerstop 69 12,2 68 18,3 69 19,0 54,1 4,9 53,3 8,5 55,0 9,1
Brennerstart - - - - - - 51,2 2,6 44,7 6,9 47,5 3,5
Brennerstop - - - - - - 54,0 5,1 53,1 8,5 54,9 6,8
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 %.
Ergebnisse an Heizungsanlagen, die mit konstanter bzw. modulierend variierter Verzögerung betrieben wurden. In Ergänzung von Tabelle 3.
Beispiel 11 12 13 21 22 23
Öl-Heizungsanlage mit Warmwasserbereitung, mit HeizCeram 30 kW-Anlage G 1000 kW-Anlage H
Verzögerung: a) b) c) a) b) c)
b) konstant keine konstant 10 min keine konstant 3,5 min
c) modulierend durchschnittlich 10 min 6,5 min
% Brennerlaufzeit über 24 h 29,4 % 26,4 % 24,8 % 33,3 % 36,5 % 27,3 %
Zahl der Zyklen über 24 h 83 54 57 195 98 119
mittlere Brennerlaufzeit/Zyklus, min 5,1 7,1 6,3 2,5 5,4 3,3
mittl. Brennerstillstandszeit/Zykl., min 12,3 19,7 18,9 4,9 9,3 8,8
durchschnittliche Zykluslänge, min 17,4 26,8 25,2 7,4 14,7 12,1
Brenndauer über 24 h, h 7,08 6,38 5,94 8,02 8,78 6,57
Verbesserung: 12 zu 11 13 zu 12 13 zu 11 22 zu 21 23 zu 22 23 zu 21
kürzere Brennerlaufzeit über 24 h, h 0,70 0,44 1.14 - 0,76 2,21 1,45
% weniger Zyklen über 24 h 35 % - 6 % 31 % 50 % - 21 % 39 %
weniger Zyklen über 24 h 29 - 3 26 97 - 21 76
% längere Brennerlaufzeit/Zyklus 39 % - 11 % 24 % 116 % - 20 % 32 %
längere Brennerlaufzeit/Zyklus, min 2,0 -0,8 1,2 2,9 - 1,1 0,8
% größere durchschnittl. Zykluslänge 54 % - 6 % 45 % 99 % - 18 % 64 %
größere mittlere Zykluslänge, min 9,4 - 1,6 7,8 7,3 - 2,6 4,7
% weniger Primärenergieverbrauch 10 % 7 % 16 % - 12 % 21 % 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.
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.

Claims (40)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Kesselanlage mit einem Kesselwasservorrat, mit einem Brenner zur Aufheizung des Kesselwasservorrates und mit einer elektronischen Steuerung zum Steuern des Brenners,
    bei dem bei Unterschreiten eines unteren Temperaturgrenzwertes des Kesselwassers ein Brennerstart angefordert wird, nach erfolgtem Brennerstart der Kesselwasservorrat aufgeheizt wird und bei Überschreiten eines oberen Temperaturgrenzwertes der Brenner abgeschaltet wird,
    bei dem mittels der Steuerung der Brennerstart nach erfolgter Anforderung in bestimmter Weise verzögert und die Verzögerung als Verzögerungszeit vorgegeben wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeiten aufeinander folgender Brennerstartanforderungen nach einer zuvor festgelegten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen Verzögerungszeiten bestimmt werden oder nach einer von einem Zufallsgenerator der Steuerung bestimmten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen, bestimmten Verzögerungszeiten bestimmt werden.
  2. Verfahren zum Betreiben einer Kesselanlage mit einem Kesselwasservorrat,
    mit einem Brenner zur Aufheizung des Kesselwasservorrates und mit einer elektronischen Steuerung zum Steuern des Brenners,
    bei dem bei Unterschreiten eines unteren Temperaturgrenzwertes des Kesselwassers ein Brennerstart angefordert wird, nach erfolgtem Brennerstart der Kesselwasservorrat aufgeheizt wird und bei Überschreiten eines oberen Temperaturgrenzwertes der Brenner abgeschaltet wird,
    bei dem mittels der Steuerung die Brennerstartanforderung in bestimmter Weise gesteuert wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitabstände aufeinander folgender Brennerstartanforderungen nach einer zuvor festgelegten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen Zeitabständen bestimmt werden oder nach einer von einem Zufallsgenerator der Steuerung bestimmten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen, bestimmten Zeitabständen bestimmt werden.
  3. Verfahren zum Betreiben einer Kesselanlage mit einem Kesselwasservorrat,
    mit einem Brenner zur Aufheizung des Kesselwasservorrates und mit einer elektronischen Steuerung zum Steuern des Brenners,
    bei dem bei Unterschreiten eines unteren Temperaturgrenzwertes des Kesselwassers ein Brennerstart angefordert wird, nach erfolgtem Brennerstart der Kesselwasservorrat aufgeheizt wird und bei Überschreiten eines oberen Temperaturgrenzwertes der Brenner abgeschaltet wird,
    bei dem mittels der Steuerung die Brennerstartanforderung in bestimmter Weise verzögert wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß der untere Temperaturgrenzwert, ausgehend von einem bestimmten Temperatur-Sollgrenzwert, für aufeinander folgende Brennerstartanforderungen nach einer zuvor festgelegten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen Erniedrigungs-Temperaturen, um die der die Brennerstartanforderung auslösende Temperaturgrenzwert unter dem Temperatur-Sollgrenzwert liegt, bestimmt wird oder nach einer von einem Zufallsgenerator der Steuerung bestimmten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen, bestimmten Erniedrigungs-Temperaturen, um die der die Brennerstartanforderung auslösende Temperaturgrenzwert unter dem Temperatur-Sollgrenzwert liegt, bestimmt wird.
  4. Verfahren zum Betreiben einer Kesselanlage mit einem Kesselwasservorrat,
    mit einem Brenner zur Aufheizung des Kesselwasservorrates und mit einer elektronischen Steuerung zum Steuern des Brenners,
    bei dem bei Unterschreiten eines unteren Temperaturgrenzwertes des Kesselwassers ein Brennerstart angefordert wird, nach erfolgtem Brennerstart der Kesselwasservorrat aufgeheizt wird und bei Überschreiten eines oberen Temperaturgrenzwertes der Brenner abgeschaltet wird,
    bei dem mittels der Steuerung die Brennerstartanforderung in bestimmter Weise verzögert wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß der untere Temperaturgrenzwert für aufeinander folgende Brennerstartanforderungen nach einer zuvor festgelegten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen Temperaturwerten bestimmt wird oder nach einer von einem Zufallsgenerator der Steuerung bestimmten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen, bestimmten Temperaturwerten bestimmt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach spätestens fünf Zyklen mit derselben Verzögerungszeit, demselben Zeitabstand, derselben Erniedrigungs-Temperatur oder demselben Temperaturwert eine andere Verzögerungszeit resp. ein anderer Zeitabstand resp. eine andere Emiedrigungs-Temperatur resp. ein anderer Temperaturwert bestimmt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zuvor festgelegte Folge des jeweils relevanten Parameters eine geringe Anzahl von Werten des jeweils relevanten Parameters, vorzugsweise 8 bis 16 solche Werte, aufweist und zyklisch wiederholt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte in der Folge von Werten des jeweils relevanten Parameters in einer bestimmten vorgegebenen Bandbreite liegen.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte des jeweils relevanten Parameters als Prozentsätze eines als Basis dienenden Basiswertes vorgegeben sind und, gegebenenfalls, die Bandbreite durch eine Bandbreite der Prozentsätze bestimmt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1 und ggf. einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge von Verzögerungszeiten einen im wesentlichen konstanten Mittelwert, insbesondere einen Mittelwert von mindestens 1 min, vorzugsweise mindestens 2 min, insbesondere mindestens 4 min, aufweist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert höchstens 30 min, vorzugsweise höchstens 15 min, insbesondere höchstens 12 min beträgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 2 und ggf. einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge von Zeitabständen einen im wesentlichen konstanten Mittelwert, insbesondere einen Mittelwert von mindestens 3 min, vorzugsweise mindestens 10 min, aufweist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert höchstens 120 min, vorzugsweise höchstens 60 min, insbesondere höchstens 40 min, besonders höchstens 25 min, beträgt.
  13. Verfahren nach Anspruch 3 und ggf. einem der Ansprüche 5 bis 8, daß die Folge von Erniedrigungs-Temperaturen einen im wesentlichen konstanten Mittelwert, insbesondere einen Mittelwert von mindestens 2°C, vorzugsweise mindestens 3°C, insbesondere mindestens 5°C aufweist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert höchstens 10°C, vorzugsweise höchstens 8°C, beträgt.
  15. Verfahren nach Anspruch 4, und ggf. einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge von Temperaturwerten für den unteren Temperaturgrenzwert um einen im wesentlichen konstanten Mittelwert unter einem unteren Ausgangs-Temperaturgrenzwert liegt, insbesondere einen Mittelwert von mindestens 2°C vorzugsweise mindestens 3°C, insbesondere mindestens 4°C.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekenntzeichnet, daß der Mittelwert höchstens 10°C, vorzugsweise höchstens 8°C, beträgt
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerung mehrere unterschiedliche Folgen des jeweils relevanten Parameters, die durch unterschiedliche Mittelwerte gekennzeichnet sind, abgespeichert und auswählbar sind und daß von einer bestimmten Folge ausgehend eine andere Folge nach Maßgabe der Brennerlaufzeit gewählt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten einer bestimmten oberen Brennerlaufzeit, vorzugsweise einer Brennerlaufzeit von etwa 720 sec, von einer bestimmten Folge von Verzögerungszeiten bzw. einer bestimmten Folge von Zeitabständen bzw. einer bestimmten Folge von Erniedrigungs-Temperaturen auf die Folge von Verzögerungszeiten bzw. Zeitabständen bzw. Erniedrigungs-Temperaturen mit einem niedrigeren Mittelwert und bei Unterschreiten einer bestimmten unteren Brennerlaufzeit, vorzugsweise einer Brennerlaufzeit von etwa 320 sec, auf die Folge von Verzögerungszeiten bzw. Zeitabständen bzw. Erniedrigungs-Temperaturen mit einem höheren Mittelwert umgeschaltet wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten einer bestimmten oberen Brennerlaufzeit, vorzugsweise einer Brennerlaufzeit von etwa 720 sec, von einer Folge von bestimmten unteren Temperaturgrenzwerten auf die Folge von unteren Temperaturgrenzwerten mit einem niedrigeren Mittelwert und bei Unterschreiten einer bestimmten unteren Brennerlaufzeit, vorzugsweise einer Brennerlaufzeit von etwa 320 sec, auf die Folge von unteren Temperaturgrenzwerten mit einem höheren Mittelwert umgeschaltet wird.
  20. Vorrichtung für eine Kesselanlage mit einem Kesselwasservorrat,
    mit einem Brenner zur Autheizung des Kesselwasservorrats und mit einer elektronischen Steuerung zur Steuerung des Brenners,
    wobei die Steuerung so ausgelegt ist, daß bei Unterschreiten eines unteren Temperaturgrenzwertes des Kesselwassers ein Brennerstart angefordert wird, nach erfolgtem Brennerstart der Kesselwasservorrat aufgeheizt wird und bei Überschreiten eines oberen Temperaturgrenzwertes der Brenner abgeschaltet wird und
    wobei die Steuerung ferner so ausgelegt ist, daß der Brennerstart nach erfolgter Anforderung in bestimmter Weise verzögert wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung die Verzögerungszeiten aufeinander folgender Brennerstartanforderungen nach einer zuvor festgelegten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen Verzögerungszeiten bestimmt oder nach einer von einem Zufallsgenerator der Steuerung bestimmten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen, bestimmten Verzögerungszeiten bestimmt.
  21. Vorrichtung für eine Kesselanlage mit einem Kesselwasservorrat,
    mit einem Brenner zur Aufheizung des Kesselwasservorrats und mit einer elektronischen Steuerung zur Steuerung des Brenners,
    wobei die Steuerung so ausgelegt ist, daß bei Unterschreiten eines unteren Temperaturgrenzwertes des Kesselwassers ein Brennerstart angefordert wird, nach erfolgtem Brennerstart der Kesselwasservorrat aufgeheizt wird und bei Überschreiten eines oberen Temperaturgrenzwertes der Brenner abgeschaltet wird und
    wobei die Steuerung ferner so ausgelegt ist, daß der Brennerstart nach erfolgter Anforderung in bestimmter Weise gesteuert wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung die Zeitabstände aufeinander folgender Brennerstartanforderungen nach einer zuvor festgelegten Folge von zumindest zum Teil, unterschiedlichen Zeitabständen bestimmt oder nach einer von einem Zufallsgenerator der Steuerung bestimmten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen, bestimmten Zeitabständen bestimmt
  22. Vorrichtung für eine Kesselanlage mit einem Kesselwasservorrat,
    mit einem Brenner zur Aufheizung des Kesselwasservorrats und mit einer elektronischen Steuerung zur Steuerung des Brenners,
    wobei die Steuerung so ausgelegt ist, daß bei Unterschreiten eines unteren Temperaturgrenzwertes des Kesselwassers ein Brennerstart angefordert wird, nach erfolgtem Brennerstart der Kesselwasservorrat aufgeheizt wird und bei Überschreiten eines oberen Temperaturgrenzwertes der Brenner abgeschaltet wird und
    wobei mittels der Steuerung die Brennerstartanforderung in bestimmter Weise verzögert wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung den unteren Temperaturgrenzwert, ausgehend von einem bestimmten Temperatur-Sollgrenzwert, für aufeinander folgende Brennerstartanforderungen nach einer zuvor festgelegten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen Erniedrigungs-Temperaturen, um die der die Brennerstartanforderung auslösende Temperaturgrenzwert unter dem Temperatur-Sollgrenzwert liegt, bestimmt oder nach einer von einem Zufallsgenerator der Steuerung bestimmten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen, bestimmten Erniedrigungs-Temperaturen, um die der die Brennerstartanforderung auslösende Temperatur-Grenzwert unter dem Temperatur-Sollgrenzwert liegt, bestimmt.
  23. Vorrichtung für eine Kesselanlage mit einem Kesselwasservorrat,
    mit einem Brenner zur Aufheizung des Kesselwasservorrats und mit einer elektronischen Steuerung zur Steuerung des Brenners,
    wobei die Steuerung so ausgelegt ist, daß bei Unterschreiten eines unteren Temperaturgrenzwertes des Kesselwassers ein Brennerstart angefordert wird, nach erfolgtem Brennerstart der Kesselwasservorrat aufgeheizt wird und bei Überschreiten eines oberen Temperaturgrenzwertes der Brenner abgeschaltet wird und
    wobei die Steuerung ferner so ausgelegt ist, daß die Brennerstartanforderung nach erfolgter Anforderung in bestimmter Weise verzögert wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung den unteren Temperaturgrenzwert für aufeinander folgende Brennerstartanforderungen nach einer zuvor festgelegten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen Temperaturwerten bestimmt oder nach einer von einem Zufallsgenerator der Steuerung bestimmten Folge von zumindest zum Teil unterschiedlichen, bestimmten Temperaturwerten bestimmt.
  24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine elektronische Steuerung für die Vorgabe von Verzögerungszeiten und/oder Zeitabständen und/oder des unteren Temperaturgrenzwertes und/oder von Erniedrigungs-Temperaturen, gegebenenfalls einen Speicher für eine oder mehrere Modulationen und/oder eine Programmeinheit für ein oder mehrere Programme umfaßt.
  25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie über eine Steckeinrichtung an eine Kesselanlage anschließbar ist.
  26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung so ausgelegt ist, daß sie nach spätestens fünf Zyklen mit derselben Verzögerungszeit, demselben Zeitabstand, derselben Erniedrigungs-Temperatur oder demselben Temperaturwert eine andere Verzögerungszeit resp. ein anderer Zeitabstand resp. eine andere Erniedrigungs-Temperatur resp. ein anderer Temperaturwert bestimmt.
  27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung so ausgelegt ist, daß sie die zuvor festgelegte Folge des jeweils relevanten Parameters eine geringe Anzahl von Werten des jeweils relevanten Parameters, vorzugsweise 8 bis 16 solche Werte, aufweist und zyklisch wiederholt.
  28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung so ausgelegt ist, daß die Werte in der Folge von Werten des jeweils relevanten Parameters in einer bestimmten vorgegebenen Bandbreite liegen.
  29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung so ausgelegt ist, daß die Werte des jeweils relevanten Parameters als Prozentsätze eines als Basis dienenden Basiswertes vorgegeben sind und sie, gegebenenfalls, die Bandbreite durch eine Bandbreite der Prozentsätze bestimmt.
  30. Vorrichtung nach Anspruch 20 und ggf. einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Steuerung vorgegebenen Folge von Verzögerungszeiten einen im wesentlichen konstanten Mittelwert, insbesondere einen Mittelwert von mindestens 1 min, vorzugsweise mindestens 2 min, insbesondere mindestens 4 min, aufweist.
  31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert höchstens 30 min, vorzugsweise höchstens 15 min, insbesondere höchstens 12 min beträgt.
  32. Vorrichtung nach Anspruch 21 und ggf. einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Steuerung vorgegebene Folge von Zeitabständen einen im wesentlichen konstanten Mittelwert, insbesondere einen Mittelwert von mindestens 3 min, vorzugsweise mindestens 10 mim, aufweist.
  33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert höchstens 120 min, vorzugsweise höchstens 60 min, insbesondere höchstens 40 min, besonders höchstens 25 min, beträgt.
  34. Vorrichtung nach Anspruch 22 und ggf. einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Steuerung vorgegebene Folge von Erniedrigungs-Temperaturen einen im wesentlichen konstanten Mittelwert, insbesondere einen Mittelwert von mindestens 2°C, vorzugsweise mindestens 3°C, insbesondere mindestens 5°C aufweist.
  35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert höchstens 10°C, vorzugsweise höchstens 8°C, beträgt.
  36. Vorrichtung nach Anspruch 23 und ggf. einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Steuerung vorgegebene Folge von Temperaturwerten für den unteren Temperaturgrenzwert um einen im wesentlichen konstanten Mittelwert unter einem unteren Ausgangs-Temperaturgrenzwert liegt, insbesondere einen Mittelwert von mindestens 2°C vorzugsweise mindestens 3°C, insbesondere mindestens 4°C.
  37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert höchstens 10°C, vorzugsweise höchstens 8°C, beträgt.
  38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerung mehrere unterschiedliche Folgen des jeweils relevanten Parameters, die durch unterschiedliche Mittelwerte gekennzeichnet sind, abgespeichert und auswählbar sind und daß von einer bestimmten Folge ausgehend eine andere Folge nach Maßgabe der Brennerlaufzeit wählbar ist.
  39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Steuerung bei Überschreiten einer bestimmten oberen Brennerlaufzeit, vorzugsweise einer Brennerlaufzeit von etwa 720 sec, von einer bestimmten Folge von Verzögerungszeiten bzw. einer bestimmten Folge von Zeitabständen bzw. einer bestimmten Folge von Erniedrigungs-Temperaturen auf die Folge von Verzögerungszeiten bzw. Zeitabständen bzw. Erniedrigungs-Temperaturen mit einem niedrigeren Mittelwert und bei Unterschreiten einer bestimmten unteren Brennerlaufzeit, vorzugsweise einer Brennerlaufzeit von etwa 320 sec, auf die Folge von Verzögerungszeiten bzw. Zeitabständen bzw. Erniedrigungs-Temperaturen mit einem höheren Mittelwert umschaltbar ist.
  40. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Steuerung bei Überschreiten einer bestimmten oberen Brennerlaufzeit, vorzugsweise einer Brennerlaufzeit von etwa 720 sec, von einer Folge von bestimmten unteren Temperaturgrenzwerten auf die Folge von unteren Temperaturgrenzwerten mit einem niedrigeren Mittelwert und bei Unterschreiten einer bestimmten unteren Brennerlaufzeit, vorzugsweise einer Brennerlaufzeit von etwa 320 sec, auf die Folge von unteren Temperaturgrenzwerten mit einem höheren Mittelwert umschaltbar ist
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