EP0981025A2 - Vorrichtung und Verfahren zur Einstellung der Drehzahl eines Gebläses einer Gasheizeinrichtung, wie insbesondere einer Gastherme - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Einstellung der Drehzahl eines Gebläses einer Gasheizeinrichtung, wie insbesondere einer Gastherme Download PDF

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EP0981025A2
EP0981025A2 EP99112113A EP99112113A EP0981025A2 EP 0981025 A2 EP0981025 A2 EP 0981025A2 EP 99112113 A EP99112113 A EP 99112113A EP 99112113 A EP99112113 A EP 99112113A EP 0981025 A2 EP0981025 A2 EP 0981025A2
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EP
European Patent Office
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gas
heating device
target
speed
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EP0981025B1 (de
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Jürgen Schwalme
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Wolf GmbH
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    • F23N2235/12—Fuel valves
    • F23N2235/16—Fuel valves variable flow or proportional valves

Definitions

  • the invention relates to a gas heating device and a Procedure for adjusting the speed of a fan Gas heating device, in particular a gas boiler, according to the respective preamble of independent claims 1 and 11.
  • modulating gas heaters i.e. Gas heaters where the amount of heat to be given off by the thermal bath in the form of hot water can be set or regulated
  • For fan-assisted Gas heaters can measure the air ratio, i.e. the amount of through the blower supplied air, be adjusted so that a Sets efficiency that is as high as possible.
  • the efficiency is not set too high as otherwise the exhaust gases will condense, causing damage due to corrosion in the gas boiler and / or in the connected air-exhaust system.
  • the flow resistance of the Air exhaust system by means of an adjustable aperture, such as in the exhaust manifold of the gas boiler.
  • An aperture whose Flow cross section is adjustable is from DE 197 11 687 A1 known. Such an aperture is very expensive to construct and therefore expensive.
  • the object of the present invention is a gas heating device and a method for operating such To provide a device that allows in a simple manner the air ratio, taking into account that specific to the end customer optimize the existing air-exhaust system.
  • the present object is achieved by the gas heating device according to the independent claim 1 and by the method according the independent process claim 11 solved.
  • An important aspect of the invention is in or on to provide the gas heating device with an electronic memory, the multiple target characteristics or some values of these target characteristics for the fan speed depending on the load and / or the gas flow of the gas heating device for Different lengths of the supply air and / or exhaust gas (pipe) line saves.
  • These target characteristics or their values are determined in the laboratory and stored in the memory. After installation the gas heater and the associated supply air and / or Flue gas pipe through the installer at the end customer the installer determines the specific length of the Line or lines measured and in an input device provided in or on the gas heating device entered. Depending on the installer The length entered is the target characteristic curve stored in the memory for the corresponding length or one of the entered Length approximate length as the target characteristic for the concrete Installation used by the end customer.
  • Another important aspect of the invention is in the memory several of the specified target characteristics or associated Store values, whereby in the delivery state of the gas heating device one of these target characteristics or the characteristic corresponding values as a benchmark for comparing the Actual fan speed with the target fan speed used becomes.
  • This factory setting of a target characteristic for the delivery state of the gas heating device achieved that even if the installer after assembly the gas heater should forget the specific length of the supply air and / or exhaust gas (pipe) line available at the end customer enter damage to the gas heating device or the exhaust pipe is prevented.
  • a characteristic curve for a length of the supply air and / or exhaust gas (pipe) line which has a length that is approximately in the middle between one permissible minimum length and a permissible maximum length lies.
  • the permissible minimum length is 1 m and the maximum allowable length is about 5 m, so would be preferred a target characteristic curve for the fan speed depending on the load or the gas flow of the gas heating device selected be that of the target characteristic for a supply air and / or Exhaust pipe corresponds to about 3 m.
  • the deviation of the fan speed from this is according to the invention to the mean of a length for the supply air and / or Flue gas (pipe) line preset target characteristic about half as high, typically +/- 10%, as in the known Default setting at which the target fan speed for the maximum permissible length of the exhaust pipe in the factory in delivery condition is set, here typically + 20%, and the installer has no or an incorrect exhaust orifice assembled.
  • Fig. 1 there are blower characteristics for the supply air blower (not a modulating gas heating device (not shown), a gas boiler.
  • On the X axis is that Load or the gas flow through the gas heater in Percent applied.
  • the fan speeds are on the Y axis of the gas heater per minute.
  • a first characteristic curve 2 shows the target fan speed for the specific gas heating device as a function of the load or the gas flow through the gas heating device for gas flows or Loads from 0% to 110% and represents a determined in the laboratory optimal blower characteristic for the gas heating device in question and an exhaust pipe with a length of im.
  • the target characteristic curve 3 shows a Laboratory-optimized characteristic curve for an exhaust pipe length of 2m
  • Characteristic curve 4 applies to an exhaust pipe length of 3m
  • the characteristic curve 5 applies to an exhaust pipe length of 4m
  • characteristic 6 applies finally for an exhaust pipe length of 5m.
  • the target blower characteristics 3, 4, 5 and 6 are in the above Sequence from curve to curve along the Y-axis shifted upwards compared to characteristic curve 2.
  • the course of the characteristic curves 3, 4, 5 and 6 corresponds however roughly the course of the characteristic curve 2 described.
  • the target fan speed for the target characteristic curve is 3 at a gas flow of 0%, about 1,400 revolutions per minute, and with a gas flow of 100% about 2,000 revolutions per minute.
  • the target characteristic curve 4 about 0% should 1,550 revolutions per minute, for 100% of the maximum gas flow about 2,200 revolutions per minute can be set.
  • target characteristic curve 5 about 1,680 revolutions apply at 0% per minute and for 100% about 2,400 revolutions per minute.
  • a device for adjustment is in the gas heating device the gas flow through the gas heating device or a device for adjusting the load on the gas heating device (not shown), an electronic scheme (not shown), like a thyristor actuator, for adjustment the speed of the fan, a device for determining the Speed of the fan (not shown), and a device for comparison of the actual fan speed with the target characteristic for the relevant exhaust pipe length, corresponding to Fig. 1, provided.
  • the gas heating device determines the device for determining the speed of the fan the gas heater the current speed of the fan and provides information corresponding to this speed a target / actual value comparison device.
  • the gas flow adjuster the gas heater provides the necessary Gas flow.
  • the actual speed of the fan is in the Delivery state of the target speed according to the factory preset characteristic curve 4 for the specific load or adjusted the specific gas flow. The changes Load or the gas flow, the fan speed in the described manner of the corresponding target speed adapted to the characteristic curve 4.
  • FIG. 2 is a block diagram of a gas heating device according to the invention shown.
  • the block diagram of a gas heater 20 shows a temperature comparison device 32, a temperature controller 31 generating a modulation current, an electrically controllable gas fitting or gas valve 30, a burner / heat exchanger 29, a storage and comparison device 28, a speed comparison device 42, a Blower regulator 41 and a blower 40.
  • the target temperature is obtained via a target temperature input 33 set on the temperature comparison device 32.
  • an actual value temperature measuring device (not shown) provided that the measured variable 39th the actual temperature at the burner / heat exchanger 29 an actual temperature input 34 of the temperature comparison device 32 supplies.
  • the temperature controller 31 via an output 35 of the temperature comparison device 32 a the temperature difference adequate differential signal supplied.
  • the exit 36 of the temperature controller 31 gives it a modulation current which increases if the actual temperature value is too low and reduced if the actual temperature value is too high becomes.
  • the output 36 of the temperature regulator which emits the modulation current 31 is with the input of the electrically controllable Gas valve connected, which has a gas valve, which is in the In the event of an increasing modulation current, it opens further and in In the case of a decreasing modulation current accordingly closes or the amount of gas supplied to the burner / heat exchanger 29 increased or decreased.
  • the temperature controller 31 at its output 36 also the modulation current Storage and comparison device 28 supplied.
  • the Speicherund Comparison device 28 has an electronic memory, preferably an EEPROM. In the electronic memory are those of a first target characteristic curve 21 and a second Target characteristic curve 22, a third target characteristic curve 23, a fourth Desired characteristic curve 24 and a fifth desired characteristic curve 25 corresponding Value pairs saved.
  • the target characteristic curves 21-25 give the target fan speed of the fan 40 as a function of from the temperature controller 31 to control the gas valve 30 emitted modulation current. So in the end also give the target characteristics shown in Fig. 2, the target fan speed as a function of gas flow to the burner of the gas heater on.
  • the target characteristic curve 21 shows an optimized one in the laboratory Characteristic for an exhaust pipe length of 1m
  • the characteristic 22 applies to an exhaust pipe length of 2m
  • characteristic curve 23 applies for an exhaust pipe length of 3 m
  • the characteristic curve 25 finally for one Exhaust pipe length of 5m in analogy to that shown in Fig. 1 Set characteristic curves for the fan speed as a function of Gas flow to the burner of the gas heater.
  • the storage and comparison device 28 detects it the line 37 delivered at the output of the temperature controller 31 Modulation current and determined in the delivery state of the gas heating device based on the target characteristic curve 23 for an exhaust pipe length of 3m assigned value pairs that the recorded Modulation current corresponding target fan speed (see Y axis, which is the target fan speed in revolutions per minute and the X axis, which shows the modulation current in mA).
  • the Storage and comparison device 28 performs a comparison of the detected or measured modulation current with the in it stored value pairs for the modulation current through, in Delivery condition of the gas heater based on the preset target characteristic curve 23 and gives a signal like a voltage or a current, starting at its output, that the setpoint fan speed corresponding to the modulation current actually recorded corresponds.
  • That from the storage and comparison device 28 set target signal is a target fan speed input 43 of the speed comparison device 42 supplied as the target size.
  • a measuring device on the blower 40 (not shown) provided the actual speed of the blower 40 detects or measures.
  • Measured variable 47 of the actual speed of the fan 40 becomes the actual fan speed input 44 fed to the speed comparison device 42.
  • Dependent on from the comparison result between target fan speed and The speed comparison device 42 gives the actual fan speed at its output 45 an output signal, such as a voltage or a current that represents the result of the comparison and controls the fan controller 41.
  • the blower regulator 41 it can be, for example, a thyristor actuator.
  • the output 46 of the blower regulator 41 is connected to the blower 40 electrically connected and causes the fan 40 to rotate that determined by the storage and comparison device 28 Target speed based on the target characteristic curve used or corresponding pairs of values.
  • the gas heater and the exhaust pipe installer measures the length of the exhaust pipe and after installation in the gas heating device according to the invention via an input device (not shown) enters. Deviates the length of the exhaust pipe measured by the installer from the exhaust pipe length preset in the delivery condition from 3m, then the entered value of the exhaust pipe length approximate pipe length or the corresponding Target fan characteristic curve in an analogous manner to adapt the actual speed of the fan to the target speed of the fan.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasheizeinrichtung, insbesondere eine Gastherme, mit einem Gebläse zur Zuführung von (Verbrennungs-)Luft in Abhängigkeit vom Gasdurchfluß, einer elektronischen Regelung zur Einstellung der Drehzahl des Gebläses sowie einer Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung. Um einen optimalen Betrieb für die beim Endkunden montierte Gasheizeinrichtung für unterschiedliche Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitungen zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß ein elektronischer Speicher zur Speicherung zumindest mehrerer Werte zumindest einer vorab festgelegten Soll-Kennlinie (Fig. 1) für die Gebläsedrehzahl in Abhängigkeit des Belastungszustandes und/oder des Gasdurchflusses der Gasheizeinrichtung für eine erste Länge der Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung vorgesehen. Weiterhin weist die erfindungsgemäße Gasheizeinrichtung eine Einrichtung zur Einstellung des aktuellen Belastungszustands bzw. des Gasdurchflusses der Gasheizeinrichtung und eine Soll-/Ist-Wert-Vergleichseinrichtung auf, die den Ist-Wert der Drehzahl des Gebläses mit dem Soll-Wert der Drehzahl entsprechend der Werte der gespeicherten Soll-Kennlinie (Fig. 1) für den eingestellten Belastungszustand bzw. Gasdurchfluß vergleicht, wobei die Vergleichseinrichtung ein elektrisches Signal oder eine Information abgibt, die der elektronischen Regelung zugeführt wird, und die elektronische Regelung die aktuelle Drehzahl der Soll-Drehzahl angleicht. Ferner ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Einstellung der Drehzahl eines Gebläses einer Gasheizeinrichtung, wie insbesondere einer Gastherme, angegeben. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasheizeinrichtung und ein Verfahren zur Einstellung der Drehzahl eines Gebläses einer Gasheizeinrichtung, wie insbesondere einer Gastherme, gemäß dem jeweiligen Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche 1 und 11.
Bei modulierenden Gasthermen, d.h. Gasthermen, bei denen die von der Therme abzugebende Wärmemenge in Form von Warmwasser eingestellt bzw. geregelt werden kann, ist es notwendig, über den gesamten Belastungsbereich bzw. den Bereich einstellbarer Gasdurchflüsse eine optimale Luftzahl einzustellen, bei der die Emissionen möglichst niedrig sind. Bei gebläseunterstützten Gasthermen kann die Luftzahl, d.h. die Menge der durch das Gebläse zugeführten Luft, so eingestellt werden, daß sich ein Wirkungsgrad einstellt, der möglichst hoch ist. Hierbei ist jedoch zu beachten, daß der Wirkungsgrad nicht zu hoch eingestellt wird, da ansonsten eine Kondensation der Abgase eintritt, die zu Schäden durch Korrosion in der Gastherme und/oder im angeschlossenen Luft-Abgas-System führen kann. Dazu wird bei bekannten gebläseunterstützten Gasthermen die Gebläsedrehzahl in Abhängigkeit vom Gasdurchfluß in geeigneter Weise geregelt. Im Labor wird vorab eine optimierte Gebläsekennlinie für die maximal mögliche Länge des Luft-Abgas-Systems festgelegt und die Drehzahl des Gebläses der Gastherme wird entsprechend dieser Kennlinie in Abhängigkeit von dem konkreten Gasdurchfluß eingestellt.
Da jedoch beim Endkunden unterschiedliche Längen des Luft-Abgas-Systems mit der Abgastherme installiert werden, entspricht der Druckverlust des Luft-Abgas-Systems nicht der mit dem Auslieferungszustand eingestellten maximal möglichen Länge des Luft-Abgas-Systems. Weicht also die Länge des Luft-Abgas-Systems, das bei dem Endkunden installiert worden ist, von der maximal möglichen Länge des Systems ab, was die Regel ist, ist die Luftzahl der Verbrennung nicht mehr optimal. Daher ist es bislang nötig, daß beim Endkunden spezielle Maßnahmen zur Optimierung für das konkret vorliegende Luft-Abgas-System ergriffen werden, wobei die vorgenannten Randbedingungen zu beachten sind.
Für die Optimierung sind mehrere Verfahren bekannt. So werden beispielsweise dem Bausatz des Luft-Abgas-Systems Abgasdrosselblenden beigelegt, die der Installateur bei der Installation montieren muß. In der Praxis wird dies jedoch oft vergessen. Eine Kontrolle, ob die Blenden richtig eingebaut worden sind, ist nach der Montage der Therme und der Luft-Abgas-Führung aufwendig und auch nur dann möglich, wenn das Luft-Abgas-System teilweise wieder demontiert wird.
Bei einem anderen Verfahren wird der Strömungswiderstand des Luft-Abgas-Systems mittels einer einstellbaren Blende, wie z.B. im Abgaskrümmer der Gastherme, eingestellt. Eine Blende, deren Strömungsquerschnitt einstellbar ist, ist aus der DE 197 11 687 A1 bekannt. Eine solche Blende ist konstruktiv sehr aufwendig und damit teuer.
Eine weitere bekannte Vorgehensweise besteht darin, die Gebläsedrehzahl des Gebläses einer Gastherme langsam zu erhöhen, bis ein Schaltpunkt eines Luftdruckwächters erreicht wird. Die Drehzahl im Schaltpunkt des Druckwächters wird dann in einer Regelung verrechnet und hieraus wird eine Drehzahlkennlinie bestimmt. Dieses Verfahren ist relativ aufwendig, da eine Vielzahl von Einflüssen, wie z.B. Bauteiltoleranzen, Temperatureinflüsse oder Undichtigkeiten einer Unterdruckkammer das Ergebnis verfälschen. Daher wird in der Praxis oft nicht die richtige Luftzahl eingestellt. Zudem ist eine Korrektur der Luftzahl der Gastherme vor Ort kaum noch möglich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Gasheizvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung anzugeben, die bzw. das in einfacher Weise erlaubt, die Luftzahl unter Berücksichtigung des konkret beim Endkunden vorliegenden Luft-Abgas-Systems zu optimieren.
Die vorliegende Aufgabe wird durch die Gasheizvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und durch das Verfahren gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch 11 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den den unabhängigen Patentansprüchen zugeordneten abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung besteht darin, in oder an der Gasheizvorrichtung einen elektronischen Speicher vorzusehen, der mehrere Soll-Kennlinien oder einige Werte dieser Soll-Kennlinien für die Gebläsedrehzahl in Abhängigkeit von der Belastung und/oder des Gasdurchflusses der Gasheizvorrichtung für unterschiedliche Längen der Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung speichert. Diese Soll-Kennlinien bzw. deren Werte werden im Labor ermittelt und in dem Speicher abgelegt. Nach der Installation der Gasheizvorrichtung und der zugehörigen Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung durch den Installateur beim Endkunden wird von dem Installateur die konkrete Länge der zu berücksichtigenden Leitung bzw. der Leitungen gemessen und in eine in oder an der Gasheizvorrichtung vorgesehene Eingabevorrichtung eingegeben. In Abhängigkeit von der durch den Installateur eingegebenen Länge wird die im Speicher abgelegte Soll-Kennlinie für die entsprechende Länge bzw. eine der eingegebenen Länge nahekommende Länge als Soll-Kennlinie für die konkrete Installation beim Endkunden verwendet. Auf der Basis dieser Soll-Kennlinie bzw. den Werten einer solchen Kennlinie wird ein Vergleich zwischen der tatsächlichen Gebläsedrehzahl des Gebläses der beim Kunden installierten Gasheizvorrichtung und dem Soll-Wert entsprechend dieser durch die Eingabe der konkreten Länge ausgewählten Soll-Kennlinie durchgeführt. Weicht die Ist-Gebläsedrehzahl von der Soll-Drehzahl ab, so erkennt dies eine Vergleichseinrichtung und steuert eine Regelung für das Gebläse derart an, daß dieses seine Drehzahl der Soll-Gebläsedrehzahl anpaßt und sich die optimale Luftzahl selbsttätig einstellt. Bei einer solchen Regelung kann es sich beispielsweise um einen Thyristor-Steller handeln.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der Erfindung besteht darin, in dem Speicher mehrere der genannten Soll-Kennlinien bzw. zugehörige Werte abzulegen, wobei im Auslieferungszustand der Gasheizvorrichtung eine dieser Soll-Kennlinien bzw. der Kennlinie entsprechende Werte als Vergleichsmaßstab für den Vergleich der Ist-Gebläsedrehzahl mit der Soll-Gebläsedrehzahl herangezogen wird. Durch diese werkseitige Voreinstellung einer Soll-Kennlinie für den Auslieferungszustand der Gasheizvorrichtung wird erreicht, daß auch dann, wenn der Intallateur nach der Montage der Gasheizvorrichtung vergessen sollte, die konkrete Länge der beim Endkunden vorliegenden Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung einzugeben, eine Beschädigung der Gasheizvorrichtung bzw. der Abgasleitung verhindert wird. Vergißt der Installateur die Eingabe der konkreten Länge der Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung und damit die elektronische Rohrlängenanpassung, so sind die Abgastemperaturen niedriger als in dem Fall, in dem der Installateur beim bekannten Stand der Technik vergißt, die mechanischen Abgasdrosselblenden bei kurzen Rohrlängen richtig anzupassen, da die Drehzahl des Abgasventilators bzw. des Gebläses auf einen niedrigeren mittleren Wert unter Heranziehung der im Auslieferungszustand voreingestellten Soll-Kennlinie eingestellt wird. Mögliche Schäden sind dann wesentlich geringer.
Vorzugsweise handelt es sich bei der werkseitig, im Auslieferungszustand vorab eingestellten Soll-Kennlinie um eine Kennlinie für eine Länge der Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung, die eine Länge aufweist, die etwa in der Mitte zwischen einer zulässigen Minimal-Länge und einer zulässigen Maximal-Länge liegt. Beträgt die zulässige Minimal-Länge beispielsweise 1 m und die zulässige Maximal-Länge etwa 5 m, so würde vorzugsweise eine Soll-Kennlinie für die Gebläsedrehzahl in Abhängigkeit von der Belastung bzw. dem Gasdurchfluß der Gasheizvorrichtung ausgewählt werden, die der Soll-Kennlinie für eine Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung von etwa 3 m entspricht. In der Praxis ist die Abweichung der Gebläsedrehzahl von diesem erfindungsgemäß auf den Mittelwert einer Länge für die Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung voreingestellten Soll-Kennlinie etwa nur halb so hoch, typischerweise +/- 10%, wie bei der bekannten Voreinstellung, bei der die Soll-Gebläsedrehzahl für die maximal zulässige Länge des Abgasrohrs werkseitig im Auslieferungszustand eingestellt wird, hier typischerweise + 20%, und der Installateur keine oder eine falsche Abgasdrosselblende montiert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
fünf Soll-Gebläsekennlinien, d.h. die Soll-Gebläsedrehzahl einer Gasheizvorrichtung als Funktion des Gasdurchflusses für fünf verschiedene Längen der Abgas(rohr)-Leitung der Gasheizvorrichtung;
Fig. 2
ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Gasheizvorrichtung
In Fig. 1 sind Gebläsekennlinien für das Zuluft-Gebläse (nicht dargestellt) einer modulierenden Gasheizvorrichtung (nicht dargestellt), einer Gastherme, angegeben. Auf der X-Achse ist die Belastung bzw. der Gasdurchfluß durch die Gasheizvorrichtung in Prozent aufgetragen. Auf der Y-Achse sind die Gebläsedrehzahlen der Gasheizvorrichtung pro Minute angegeben. In das entsprechende Koordinatensystem 1 ist eine erste Kennlinie 2, eine zweite Kennlinie 3, eine dritte Kennlinie 4, eine vierte Kennlinie 5 und eine fünfte Kennlinie 6 angegeben. Die erste Kennlinie 2 zeigt die Soll-Gebläsedrehzahl für die konkrete Gasheizvorrichtung als Funktion der Belastung bzw. des Gasdurchflusses durch die Gasheizvorrichtung für Gasdurchflüsse bzw. Belastungen von 0% bis 110% und stellt eine im Labor ermittelte optimale Gebläsekennlinie für die betreffende Gasheizvorrichtung und eine Abgas(rohr)-Leitung mit einer Länge von im dar. Für einen optimalen Betrieb der betreffenden Gasheizvorrichtung mit einer Zuluft- und/oder Abgasrohrlänge von 1 m ist entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Gebläsekennlinien vorgesehen, das Gebläse der betreffenden Gasheizvorrichtung bei einem Gasdurchfluß zwischen 0% und 40% mit einer Drehzahl von etwa 1.300 Umdrehungen pro Minute zu betreiben. Im Bereich von 40% bis 65% des Gasdurchflusses soll die Drehzahl für einen optimalen Betrieb von etwa 1.300 Umdrehungen pro Minute linear bis auf etwa 1.680 Umdrehungen pro Minute ansteigen. Im Bereich von ca. 65% bis etwa 100% des Gasdurchflusses soll die Drehzahl des Gebläses auf etwa 1.850 Umdrehungen pro Minute ansteigen und bleibt bei einer Überlast im Bereich von 100% bis 110% des Gasdurchflusses weitgehend konstant. Die Soll-Kennlinie 3 zeigt eine im Labor optimierte Kennlinie für eine Abgasrohrlänge von 2m, die Kennlinie 4 gilt für eine Abgasrohrlänge von 3m, die Kennlinie 5 gilt für eine Abgasrohrlänge von 4m und die Kennlinie 6 gilt schließlich für eine Abgasrohrlänge von 5m.
Die Soll-Gebläsekennlinien 3, 4, 5 und 6 sind in der vorstehenden Reihenfolge jeweils von Kenninie zu Kennlinie entlang der Y-Achse gegenüber der beschriebenen Kennlinie 2 nach oben verschoben. Der Verlauf der Kennlinien 3, 4, 5 und 6 entspricht jedoch grob dem Verlauf der beschriebenen Kennlinie 2.
So beträgt die Soll-Gebläsedrehzahl für die Soll-Kennlinie 3 bei einem Gasdurchfluß von 0% etwa 1.400 Umdrehungen pro Minute, und bei einem Gasdurchfluß von 100% etwa 2.000 Umdrehungen pro Minute. Bei der Soll-Kennlinie 4 sollen für 0% etwa 1.550 Umdrehungen pro Minute, für 100% des maximalen Gasdurchflusses etwa 2.200 Umdrehungen pro Minute eingestellt werden. Für die Soll-Kennlinie 5 gelten bei 0% etwa 1.680 Umdrehungen pro Minute und für 100% etwa 2.400 Umdrehungen pro Minute.
Schließlich sind es für die Soll-Kennlinie 6 bei 0% etwa 1.800 Umdrehungen und für 100% etwa 2.600 Umdrehungen pro Minute.
Diese Kennlinien bzw. einige oder alle Werte dieser Kennlinien werden in einem Speicher (nicht dargestellt), der in oder an der Gasheizvorrichtung vorgesehen ist, gespeichert. Es versteht sich, daß die in Fig. 1 dargestellten Gebläsekennlinien natürlich von der konkreten Gasheizvorrichtung, dem Querschnitt des Abgasrohrs und dem Gebläse abhängen und hier nur beispielhaft dargestellt sind.
Ferner ist in der Gasheizvorrichtung eine Einrichtung zur Einstellung des Gasdurchflusses durch die Gasheizvorrichtung bzw. eine Einrichtung zur Einstellung der Belastung der Gasheizvorrichtung (nicht dargestellt), eine elektronische Regelung (nicht dargestellt), wie ein Thyristor-Steller, zur Einstellung der Drehzahl des Gebläses, eine Einrichtung zur Ermittlung der Drehzahl des Gebläses (nicht dargestellt), und eine Einrichtung zum Vergleich der Ist-Gebläsedrehzahl mit der Soll-Kennlinie für die betreffende Abgasrohrlänge, entsprechend Fig. 1, vorgesehen.
Während des Betriebs der erfindungsgemäßen Gasheizvorrichtung ermittelt die Einrichtung zur Ermittlung der Drehzahl des Gebläses der Gasheizvorrichtung die aktuelle Drehzahl des Gebläses und gibt eine dieser Drehzahl entsprechende Information an eine Soll-/Ist-Wert-Vergleichseinrichtung ab. Die Gasdurchfluß-Einstelleinrichtung der Gasheizvorrichtung stellt den notwendigen Gasdurchfluß ein. Die Ist-Drehzahl des Gebläses wird im Auslieferungszustand der Soll-Drehzahl entsprechend der werkseitig voreingestellten Kennlinie 4 für die konkrete Belastung bzw. den konkreten Gasdurchfluß angeglichen. Ändert sich die Belastung bzw. der Gasdurchfluß, so wird die Gebläsedrehzahl in der geschilderten Weise der entsprechenden Soll-Drehzahl auf der Kennlinie 4 angepaßt.
In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Gasheizvorrichtung dargestellt. Das Blockschaltbild einer Gasheizvorrichtung 20 zeigt eine Temperatur-Vergleichseinrichtung 32, einen einen Modulationsstrom erzeugenden Temperaturregler 31, eine elektrisch regelbare Gasarmatur bzw. ein Gasventil 30, einen Brenner/Wärmetauscher 29, eine Speicher- und Vergleichseinrichtung 28, eine Drehzahl-Vergleichseinrichtung 42, einen Gebläseregler 41 und ein Gebläse 40.
Über einen Soll-Temperatur-Eingang 33 wird die Soll-Temperatur an der Temperatur-Vergleichseinrichtung 32 eingestellt. Am Brenner/Wärmetauscher 29 ist eine Ist-Wert-Temperaturmeßeinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen, die die Meßgröße 39 der Ist-Temperatur am Brenner/Wärmetauscher 29 einem Ist-Temperatur-Eingang 34 der Temperatur-Vergleichseinrichtung 32 zuführt. In Abhängigkeit des von der Temperatur-Vergleichseinrichtung 32 durchgeführten Vergleichs der Soll-Temperatur mit der Ist-Temperatur wird dem Temperaturregler 31 über einen Ausgang 35 der Temperatur-Vergleichseinrichtung 32 ein der Temperaturdifferenz adäquates Differenzsignal zugeführt. Am Ausgang 36 des Temperaturreglers 31 gibt dieser einen Modulationsstrom ab, der im Falle eines zu niedrigen Ist-Temperaturwertes erhöht und im Falle eines zu hohen Ist-Temperaturwertes verringert wird. Der den Modulationsstrom abgebende Ausgang 36 des Temperaturreglers 31 ist mit dem Eingang der elektrisch regelbaren Gasarmatur verbunden, die ein Gasventil aufweist, das sich im Fall eines ansteigenden Modulationsstroms weiter öffnet und im Fall eines sich verringernden Modulationsstroms entsprechend schließt bzw. die dem Brenner/Wärmetauscher 29 zugeführte Gasmenge erhöht oder Verringert. Der von dem Temperaturregler 31 an seinem Ausgang 36 abgegebene Modulationsstrom wird zudem der Speicher- und Vergleichseinrichtung 28 zugeführt. Die Speicherund Vergleichseinrichtung 28 weist einen elektronischen Speicher, vorzugsweise ein EEPROM, auf. In dem elektronischen Speicher sind die einer ersten Soll-Kennlinie 21, einer zweiten Soll-Kennlinie 22, einer dritten Soll-Kennlinie 23, einer vierten Soll-Kennlinie 24 und einer fünften Soll-Kennlinie 25 entsprechenden Wertepaare gespeichert. Die Soll-Kennlinien 21-25 geben die Soll-Gebläsedrehzahl des Gebläses 40 als Funktion des von dem Temperaturregler 31 zur Ansteuerung der Gasarmatur 30 abgegebenen Modulationsstroms an. Letztendlich geben also auch die in Fig. 2 dargestellten Soll-Kennlinien die Soll-Gebläsedrehzahl als Funktion des Gasflusses zum Brenner der Gasheizvorrichtung an. Die Soll-Kennlinie 21 zeigt eine im Labor optimierte Kennlinie für eine Abgasrohrlänge von 1m, die Kennlinie 22 gilt für eine Abgasrohrlänge von 2m, die Kennlinie 23 gilt für eine Abgasrohrlänge von 3m, die Kennlinie 24 für eine Abgasrohrlänge von 4m und die Kennlinie 25 schließlich für eine Abgasrohrlänge von 5m in Analogie zu den in Fig. 1 dargestellten Soll-Kennlinien für die Gebläsedrehzahl als Funktion des Gasflusses zum Brenner der Gasheizvorrichtung.
Die Speicher- und Vergleichseinrichtung 28 erfaßt den ihr über die Leitung 37 am Ausgang des Temperaturreglers 31 abgegebenen Modulationsstrom und ermittelt im Auslieferungszustand der Gasheizvorrichtung anhand der der Soll-Kennlinie 23 für eine Abgasrohrlänge von 3m zugeordneten Wertepaare die dem erfaßten Modulationsstrom entsprechende Soll-Gebläsedrehzahl (vgl. die Y-Achse, die die Soll-Gebläsedrehzahl in Umdrehungen pro Minute und die X-Achse, die den Modulationsstrom in mA zeigt). Die Speicher- und Vergleichseinrichtung 28 führt einen Vergleich des erfaßten bzw. gemessenen Modulationsstroms mit den in ihr gespeicherten Wertepaaren für den Modulationsstrom durch, im Auslieferungszustand der Gasheizvorrichtung auf der Grundlage der voreingestellten Soll-Kennlinie 23, und gibt ein Signal, wie eine Spannung oder einen Strom, an ihrem Ausgang ab, das der dem konkret erfaßten Modulationsstrom entsprechenden Soll-Gebläsedrehzahl entspricht. Das von der Speicher- und Vergleichseinrichtung 28 abgegebene Soll-Signal wird einem Soll-Gebläsedrehzal-Eingang 43 der Drehzahl-Vergleichseinrichtung 42 als Soll-Größe zugeführt. An dem Gebläse 40 ist eine Meßeinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen, die die Ist-Drehzahl des Gebläses 40 erfaßt bzw. mißt. Die Meßgröße 47 der Ist-Drehzahl des Gebläses 40 wird dem Ist-Gebläsedrehzahl-Eingang 44 der Drehzahl-Vergleichseinrichtung 42 zugeführt. In Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis zwischen Soll-Gebläsedrehzahl und Ist-Gebläsedrehzahl gibt die Drehzahl-Vergleichseinrichtung 42 an ihrem Ausgang 45 ein Ausgangssignal, wie eine Spannung oder einen Strom ab, das das Ergebnis des Vergleiches repräsentiert und den Gebläseregler 41 ansteuert. Bei dem Gebläseregler 41 kann es sich beispielsweise um einen Thyristor-Steller handeln. Der Ausgang 46 des Gebläsereglers 41 ist mit dem Gebläse 40 elektrisch verbunden und veranlaßt das Gebläse 40, seine Drehzahl der von der Speicher- und Vergleichseinrichtung 28 festgelegten Soll-Drehzahl auf der Grundlage der herangezogenen Soll-Kennlinie bzw. entsprechender Wertepaare anzugleichen.
Es versteht sich wiederum, daß die in Fig. 2 angegebenen Werte für die Soll-Gebläsedrehzahl als Funktion des Modulationsstroms zur Steuerung der Gasarmatur nur beispielhaft angegeben sind und von den konkret verwendeten Komponenten der erfindungsgemäßen Gasheizvorrichtung abhängen.
Es ist vorgesehen, daß der die Gasheizvorrichtung und das Abgasrohr montierende Installateur die Länge des Abgasrohrs ausmißt und nach der Installation in die erfindungsgemäße Gasheizvorrichtung über eine Eingabevorrichtung (nicht dargestellt) eingibt. Weicht die vom Installateur gemessene Länge des Abgasrohrs von der im Auslieferungszustand voreingestellten Abgasrohrlänge von 3m ab, so wird die dem eingegebenen Wert der Abgasrohrlänge nahekommende Rohrlänge bzw. die entsprechende Soll-Gebläsekennlinie in analoger Weise zur Anpassung der Ist-Drehzahl des Gebläses an die Soll-Drehzahl des Gebläses herangezogen.
Bezugszeichenliste
1
Koordinatensystem
2
erste Soll-Kennlinie in Fig. 1 für eine Abgas(rohr-) Leitungslänge von 1m
3
zweite Soll-Kennlinie in Fig. 1 für eine Abgas(rohr-) Leitungslänge von 2m
4
dritte Soll-Kennlinie in Fig. 1 für eine Abgas(rohr-) Leitungslänge von 3m
5
vierte Soll-Kennlinie in Fig. 1 für eine Abgas(rohr-) Leitungslänge von 4m
6
fünfte Soll-Kennlinie in Fig. 1 für eine Abgas(rohr-) Leitungslänge von 5m
20
Blockschaltbild einer Gasheizvorrichtung
21
erste Kennlinie in Fig. 2 für eine Abgas(rohr-) Leitungslänge von 1m
22
zweite Kennlinie in Fig. 2 für eine Abgas(rohr-) Leitungslänge von 2m
23
dritte Kennlinie in Fig. 2 für eine Abgas(rohr-) Leitungslänge von 3m
24
vierte Kennlinie in Fig. 2 für eine Abgas(rohr-) Leitungslänge von 4m
25
fünfte Kennlinie in Fig. 2 für eine Abgas(rohr-) Leitungslänge von 5m
26
Regelkreis des Gebläses der Gasheizvorrichtung
27
Regelkreis des Brenners der Gasheizvorrichtung
28
Speicher- und Vergleichseinrichtung
29
Brenner/Wärmetauscher
30
elektrisch regelbare Gasarmatur bzw. Gasventil
31
Temperaturregler, der einen Modulationsstrom erzeugt
32
Temperatur-Vergleichseinrichtung
33
Soll-Temperatur-Eingang der Temperatur-Vergleichseinrichtung 32
34
Ist-Temperatur-Eingang der Temperatur-Vergleichseinrichtung 32
35
Ausgang der Temperatur-Vergleichseinrichtung 32
36
Ausgang des Temperaturreglers 31
37
Leitung zur Speicher- und Vergleichseinrichtung 28
38
Rohrleitung des Heizgases zum Brenner/Wärmetauscher 29
39
Meßgröße der Ist-Temperatur am Brenner/Wärmetauscher 29
40
Gebläse
41
Gebläseregler
42
Drehzahl-Vergleichseinrichtung
43
Soll-Gebläsedrehzahl-Eingang der Drehzahl-Vergleichseinrichtung 42
44
Ist-Gebläsedrehzahl-Eingang der Drehzahl-Vergleichseinrichtung 42
45
Ausgang der Drehzahl-Vergleichseinrichtung 42
46
Ausgang des Gebläsereglers 41
47
Meßgröße der Ist-Drehzahl des Gebläses 40

Claims (15)

  1. Gasheizeinrichtung, insbesondere eine Gastherme, mit einem Gebläse zur Zuführung von (Verbrennungs-)Luft in Abhängigkeit vom Gasdurchfluß, einer elektronischen Regelung zur Einstellung der Drehzahl des Gebläses, wie insbesondere einem Thyristor-Steller, und einer Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung,
    gekennzeichnet durch
    einen elektronischen Speicher zur Speicherung zumindest mehrerer Werte zumindest einer vorab festgelegten Soll-Kennlinie (Fig. 1) für die Gebläsedrehzahl in Abhängigkeit des Belastungszustandes und/oder des Gasdurchflusses der Gasheizeinrichtung für eine erste Länge der Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung, eine Einrichtung zur Einstellung des aktuellen Belastungszustands bzw. des Gasdurchflusses der Gasheizeinrichtung,
    eine Soll-/Ist-Wert-Vergleichseinrichtung, die den Ist-Wert der Drehzahl des Gebläses mit dem Soll-Wert der Drehzahl der Werte der gespeicherten Soll-Kennlinie (Fig. 1) für den eingestellten Belastungszustand bzw. Gasdurchfluß vergleicht, wobei die Vergleichseinrichtung ein elektrisches Signal und/oder eine Information abgibt, die der elektronischen Regelung zugeführt wird, und die elektronische Regelung die aktuelle Drehzahl der Soll-Drehzahl angleicht.
  2. Gasheizeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    in dem elektronischen Speicher Werte mehrerer Soll-Kennlinien (Fig. 1) für unterschiedliche Längen der Zuluft- und/oder der Abgas(rohr)-Leitung gespeichert sind.
  3. Gasheizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Länge 1m, 2m, 3m, 4m, 5m usw. (Fig. 1) beträgt.
  4. Gasheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    gekennzeichnet durch
    eine Eingabevorrichtung, über die die tatsächliche Länge der Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung eingebbar ist, und die dafür sorgt, daß die Vergleichseinrichtung die Ist-Drehzahl mit Werten für die Soll-Drehzahl der Soll-Kennlinie (Fig. 1) für die betreffende Länge vergleicht.
  5. Gasheizeinrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Eingabevorrichtung ein elektrischer Schalter oder dergleichen ist, der mehrere Schalterstellungen aufweist, die jeweils einer Länge zugeordnet sind.
  6. Gasheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Vergleichseinrichtung einen Vergleich auf der Basis einer Soll-Kennlinie (Fig. 1) für eine voreingestellte Länge (Fig. 1: Kennlinie 4) einer Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung ausführt, wenn sich die Gasheizeinrichtung im Auslieferungszustand befindet.
  7. Gasheizeinrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die voreingestellte Länge etwa der Mitte zwischen einer zulässigen Minimal- und einer zulässigen Maximal-Länge entspricht.
  8. Gasheizeinrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die zulässige Minimal-Länge etwa 1m, die zulässige Maximal-Länge etwa 5m und die voreingestellte Länge etwa 3m beträgt.
  9. Gasheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die über die Eingabevorrichtung eingegebene Länge dauerhaft, jedoch durch eine erneute Eingabe vorzugsweise überschreibbar, in dem Speicher, vorzugsweise einem EEPROM, gespeichert ist.
  10. Gasheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die im Auslieferungszustand der Gasheizeinrichtung voreingestellte Länge und/oder voreingestellten Werte einer für diese Länge vorab festgelegten Soll-Kennlinie in einem überschreibbaren elektronischen Speicher gespeichert sind, bei dem es sich vorzugsweise auch um das EEPROM handelt, das der Speicherung der über die Eingabevorrichtung eingegebenen Länge der konkret vorhandenen Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung dient.
  11. Verfahren zur Einstellung der Drehzahl eines Gebläses einer Gasheizeinrichtung, insbesondere einer Gastherme, die eine Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung aufweist,
    gekennzeichnet durch
    einen ersten Schritt, in dem in einem in oder an der Gasheizeinrichtung vorgesehenen elektronischen Speicher mindestens Werte einer ersten vorab bestimmten Soll-Kennlinie (Fig. 1) der Gebläsedrehzahl in Abhängigkeit von dem Belastungszustand und/oder dem Gasdurchfluß für eine erste Länge (Fig. 1) einer Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung gespeichert werden,
    einen zweiten Schritt, in dem der Belastungszustand und/oder der Gasdurchfluß eingestellt wird,
    einen dritten Schritt, in dem der dem aktuellen Belastungszustand und/oder dem aktuellen Gasdurchfluß entsprechende Wert der Gebläsedrehzahl der Soll-Kennlinie ermittelt wird,
    einen vierten Schritt, in dem die Ist-Gebläsedrehzahl mit der Soll-Gebläsedrehzahl verglichen wird, und
    einen fünften Schritt, in dem eine elektronische Regelung die Ist-Gebläsedrehzahl der Soll-Gebläsedrehzahl angleicht.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die erste Soll-Kennlinie für eine Länge (Fig. 1: Kennlinie 4) der Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung vorab bestimmt und im Auslieferungszustand der Gasheizeinrichtung in dieser gespeichert worden ist, wobei die Länge etwa der Mitte zwischen einer zulässigen Minimal-Länge und einer zulässigen Maximal-Länge entspricht.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die zulässige Minimal-Länge etwa 1m, die zulässige Maximal-Länge etwa 5m und die Soll-Kennlinie für eine Länge von etwa 3m vorab bestimmt worden ist.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    in einem sechsten Schritt die konkrete Länge der Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung in eine in oder an der Gasheizeinrichtung vorgesehene Eingabevorrichtung eingegeben wird, und
    in einem siebten Schritt die Werte einer Soll-Kennlinie der Gebläsedrehzahl in Abhängigkeit von der Belastung und/oder des Gasdurchflusses der Gasheizeinrichtung für die konkrete Länge oder eine dieser Länge nahekommende Länge der Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung für einen Vergleich der Ist-Gebläsedrehzahl mit der Soll-Gebläsedrehzahl herangezogen wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    in die Eingabevorrichtung ganzzahlige Vielfache einer Länge, wie 1m, 2m, 3m, 4m, 5m etc., als Längenvorgabe eingegeben werden können und in dem elektronischen Speicher Werte für die Soll-Drehzahl des Gebläses (Fig. 1) in Abhängigkeit von der Belastung und/oder des Gasdurchflusses für jede dieser (zulässigen) Längen der Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung gespeichert sind.
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