DE4315979A1 - Verfahren zum Betrieb eines Brennwertgerätes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Brennwertgerätes mit wenigstens einem kompakten Wärmetauscher.

Bei Brennwertgeräten mit kompakten Wärmetauschern bilden die engen Spalten zwischen den auf den wasserführenden Rohren angebrachten Rippen in Verbindung mit sich dort ansammelndem Kondensat einen erheblichen Widerstand für die Durchströmung mit Rauchgasen. Bei stufenlos betriebenen Brennern macht sich dies besonders im Klein­ lastbereich bemerkbar. Bei Einsatz einer pneumatischen Gas-Luft- Gemisch-Regelung wirkt sich ein höherer Widerstand leistungsmin­ dernd aus.

Bisher wurden die Brenner der Brennwertgeräte einfach entsprechend dem jeweiligen Wärmebedarf mit Brennstoff beaufschlagt. Dadurch kam es immer wieder zu Störungen, die durch eine zu starke Erhö­ hung des Durchströmwiderstandes des Wärmetauschers bedingt waren.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren für den Betrieb eines Brennwertgerätes anzugeben, durch das Störungen im Betrieb eines solchen Brennwertgerätes weitgehend vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei einem Betrieb des Brenners des Brennwertgerätes unterhalb einer bestimmten Teil­ last nach einer bestimmten Zeit die Leistung des Brenners wesent­ lich verändert wird.

Auf diese Weise ist ein periodischer Abbau der sich langsam auf­ bauenden Kondensatansammlungen sichergestellt. Damit ist aber auch sichergestellt, daß sich die Durchströmwiderstände nur in relativ engen Grenzen verändern können. Dadurch ergibt sich ein weitgehend gleichmäßiger Betrieb.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß zur Veränderung der Leistung des Brenners dieser abgeschaltet und nach einer Vorspülung wieder gestartet wird.

Auf diese Weise wird sichergestellt, daß das angesammelte Konden­ sat von Zeit zu Zeit weggeblasen wird und daher die Spalte zwi­ schen den Lamellen des Wärmetauschers wieder frei werden. Dies ge­ schieht während des Vorspülens mit Luft allein vor einem neuerli­ chen Start des Brenners.

Eine weitere Möglichkeit der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Leistung des Brenners kurzzeitig wesentlich erhöht wird.

Bei dieser Variante führt das bei der kurzzeitigen Erhöhung der Brennerbelastung anfallende entsprechend vergrößerte Abgasvolumen ebenfalls zu einem Abtransport des angesammelten Kondensats.

Dabei kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen sein, daß der Beginn der Änderung der Leistung des Brenners zeit­ abhängig gesteuert wird.

Dies ermöglicht die Verwendung einer sehr einfach aufgebauten Steuerung. Allerdings kann dabei nicht ausgeschlossen werden, daß die Änderung der Brennerbelastung auch in Fällen vorgenommen wird, wenn dies aufgrund der Brennerbelastung während des Normalbetrie­ bes beziehungsweise aufgrund des nur wenig oder gar nicht anfal­ lenden Kondensats nicht erforderlich wäre.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Beginn der Änderung der Leistung des Brenners zeit- und temperaturabhängig gesteuert ist, wobei die temperaturabhängige Steuerung vorzugsweise in Abhängigkeit von der Auslauftemperatur des zu erwärmenden Mediums zum Wärmetauscher erfolgt.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß eine Änderung der Bela­ stung des Brenners nur dann vorgenommen wird, wenn dies aufgrund des Betriebes des Brenners auch tatsächlich aufgrund des vermehrt anfallenden Kondensats erforderlich ist. Dabei ist die Steuerung in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur besonders zweckmäßig, da die Temperatur des vom Wärmetauscher abfließenden erwärmten Medi­ ums wesentlich die Betriebsbedingungen des Wärmetauschers beein­ flußt und damit ein deutlicher Indikator für das Ausmaß der Kon­ densatbildung ist.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Brennwertgerät,

Fig. 2 schematisch eine Steuerung für ein Brennwertgerät nach der Fig. 1 und

Fig. 3 ein Flußdiagramm der Steuerung.

Das Brennwertgerät weist ein Gehäuse 1 auf, das mit einem Ringspalt 2 eine Abgasleitung 11 umgibt, wobei über den Ringspalt 2 Luft in den Innenraum 4 des Gehäuses 1 eintreten kann.

Im Innenraum 4 des Gehäuses 1 ist eine Brennkammer 5 vorgesehen, innerhalb der ein Brenner 7 angeordnet ist. Oberhalb der Brennkam­ mer 5 ist ein Gebläse 13 angeordnet, das über einen Luftansaug­ stutzen 12 Luft aus dem Innenraum 4 des Gehäuses 1 ansaugt und Luft in die Brennkammer 5 und zum Brenner 7 fördert, wobei das Ge­ bläse 13 von einem Motor 3 angetrieben ist.

Unterhalb des Brenners 7 ist ein Wärmetauscher 17 angeordnet, der aus vom zu erwärmenden Medium durchströmten Rohren 16 und auf die­ sen angeordneten Lamellen 18 gebildet ist.

Von dem unterhalb des Wärmetauschers 17 angeordneten Abgassammler 8 zweigt an dessen tiefsten Punkt eine Kondensatabfuhrleitung 10 ab, in der ein Siphon 9 angeordnet ist, sowie die Abgasleitung 11 ab.

In die Brennkammer 5 ragt eine Zündelektrode 6 hinein.

Der Wärmetauscher 17, der im Inneren der Brennkammer 5 angeordnet ist, ist über eine Rücklaufleitung 14, in der eine Umlaufpumpe 26 angeordnet ist und eine Vorlaufleitung 20 in einen Heizwasserkreis eingeschaltet. Dabei sind die einzelnen Rohre des Wärmetauschers 17 über Krümmer 19 miteinander verbunden.

In der Vorlaufleitung 20 ist ein Vorlauftemperaturfühler 21 ange­ ordnet, der ebenso wie der Temperaturfühler 15, der am Wärmetau­ scher angeordnet ist, über Leitungen 24 beziehungsweise 23 mit ei­ ner einen Feuerungsautomaten enthaltenden Steuerschaltung 22 ver­ bunden. Diese ist weiter mit einem Soll-Wertgeber 27 und über die Leitung 25 mit dem Motor 3 des Gebläses 13 verbunden.

Wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, die schematisch die Steuer­ schaltung 22 zeigt, ist der Vorlauftemperaturfühler 21 über die Leitung 24 mit einem Analog/Digitalwandler 30 und der Soll-Wertge­ ber 27, der eine bestimmte Heizkurve in Abhängigkeit von der Außentemperatur vorgibt, mit einem Analog/Digitalwandler 31 ver­ bunden, wobei beiden Wandler 30, 31 mit einem Mikroprozessor µP1 verbunden sind, der auch einen Zeitgeber enthält, der gleichzeitig den Takt CLK für einen weiteren Mikroprozessor µP2 vorgibt.

Der Analog/Digitalwandler 30 liefert ein dem Ist-Wert der Vorlauf­ temperatur entsprechendes Signal an den Mikroprozessor µP2 und dem Mikroprozessor µP1. Letzterer liefert ein der Brennerleistung Q_B entsprechendes Signal an den Mikroprozessor µP2, der ausgangssei­ tig mit einem Digital/Analogwandler 32 verbunden ist, der den Mo­ tor 3 des Gebläses 13 steuert.

Der Mikroprozessor µP1 ist mit zwei Digital/Analogwandlern 33, 34 verbunden, wobei der Wandler 33 ein in der Gasleitung 37 angeord­ netes Magnetventil 35 steuert, das die Gaszufuhr zum Brenner 7 steuert. Der Wandler 34 steuert einen Zündtrafo TR, der mit der Zündelektrode 6 verbunden ist.

Wie aus der Fig. 3, die ein Fließschema des Steuerungsablaufes des Mikroprozessors µP2 zeigt, wird nach einem Vergleich der er­ forderliche Brennerleistung Q_B mit einem vorgegebenen Schwellwert der Brennerteilleistung Q_BS über den weiteren Steuerungsablauf entschieden.

Ist die erforderliche Brennerleistung als Teil- oder Maximallei­ stung größer als der Schwellwert der Brennerleistung Q_BS so wird die tatsächlich gefahrene Brennerleistung Q_B1 entsprechend der er­ forderlichen Brennerleistung Q_B eingestellt. Dadurch wird der Brenner 7 mit einer der entsprechenden Heizkurve entsprechenden Brennerleistung betrieben.

Ist dagegen die erforderliche Brennerleistung Q_B kleiner als die Schwell-Brennerleistung Q_BS, so wird die Vorlauftemperatur T_V mit einer vom Soll-Wertgeber vorgegebenen Schwell-Vorlauftemperatur T_VS verglichen. Ist die momentane Vorlauftemperatur T_V größer als die Schwell-Vorlauftemperatur T_VS so wird der Brenner 7 weiter un­ ter der Bedingung betrieben, daß die erforderliche Brennerleistung Q_B gleich der tatsächlichen Brennerleistung Q_B1 eingestellt wird, da sich unter solchen Betriebsbedingungen kaum Kondensat bildet beziehungsweise dieses laufend durch die Brenngase abtransportiert wird.

Ist dagegen die Vorlauftemperatur T_V kleiner als die Schwelltempe­ ratur T_VS, so wird verglichen, ob die Zeit t, die seit Beginn die­ ser Bedingungen vergangen ist, länger als eine vorgegebene Schwellzeit t_s, die mit einem Zeitglied einstellbar ist. Wird diese Schwellzeit überschritten, so wird die tatsächliche Brenner­ leistung Q_B1 auf die maximale Brennerleistung Q_max für eine be­ stimmte Zeit angehoben.

Auf diese Weise ist es möglich, den Betrieb des Brenners 7 nach einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zu steuern. Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, falls Be­ triebsbedingungen herrschen, unter denen es zur vermehrten Bildung von Kondensat kommt, die eben dann gegeben sind, wenn die momen­ tane Brennerleistung Q_B kleiner als die Schwell-Brennerleistung Q_BS ist oder die Vorlauftemperatur T_V kleiner als die vorgesehene Schwell-Vorlauftemperatur T_VS ist, die Brennerleistung in bestimm­ ten Zeitabständen, unabhängig von den Vorgaben der jeweils aktuel­ len Heizkurve, auf die maximale Brennerleistung kurzzeitig angeho­ ben.

Durch den Feuerungsautomaten ist es möglich, den Brenner erlöschen zu lassen und anschließend neu zu starten, wobei die Vorspülphase zum Durchblasen des Wärmetauschers mit Luft allein benutzt wird.

Claims (5)

1. Verfahren zum Betrieb eines Brennwertgerätes mit wenigstens einem kompakten Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Betrieb des Bren­ ners des Brennwertgerätes unterhalb einer be­ stimmten Teillast mit nach einer bestimmten Zeit die Leistung des Brenners wesentlich verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Veränderung der Leistung des Bren­ ners dieser abgeschaltet und nach einer Vorspü­ lung wieder gestartet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leistung des Brenners kurzzeitig we­ sentlich erhöht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Beginn der Änderung der Leistung des Brenners zeitabhängig gesteuert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Beginn der Änderung der Leistung des Brenners zeit- und temperaturab­ hängig gesteuert ist, wobei die temperaturabhän­ gige Steuerung vorzugsweise in Abhängigkeit von der Zulauftemperatur des zu erwärmenden Mediums zum Wärmetauscher erfolgt.