EP0981025A2 - Vorrichtung und Verfahren zur Einstellung der Drehzahl eines Gebläses einer Gasheizeinrichtung, wie insbesondere einer Gastherme - Google Patents
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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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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.
- 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)
- 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 durcheinen 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. - Gasheizeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daßin dem elektronischen Speicher Werte mehrerer Soll-Kennlinien (Fig. 1) für unterschiedliche Längen der Zuluft- und/oder der Abgas(rohr)-Leitung gespeichert sind. - Gasheizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daßdie Länge 1m, 2m, 3m, 4m, 5m usw. (Fig. 1) beträgt. - Gasheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durcheine 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. - Gasheizeinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daßdie Eingabevorrichtung ein elektrischer Schalter oder dergleichen ist, der mehrere Schalterstellungen aufweist, die jeweils einer Länge zugeordnet sind. - Gasheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daßdie 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. - Gasheizeinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daßdie voreingestellte Länge etwa der Mitte zwischen einer zulässigen Minimal- und einer zulässigen Maximal-Länge entspricht. - Gasheizeinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daßdie zulässige Minimal-Länge etwa 1m, die zulässige Maximal-Länge etwa 5m und die voreingestellte Länge etwa 3m beträgt. - Gasheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daßdie über die Eingabevorrichtung eingegebene Länge dauerhaft, jedoch durch eine erneute Eingabe vorzugsweise überschreibbar, in dem Speicher, vorzugsweise einem EEPROM, gespeichert ist. - Gasheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daßdie 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. - Verfahren zur Einstellung der Drehzahl eines Gebläses einer Gasheizeinrichtung, insbesondere einer Gastherme, die eine Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung aufweist,
gekennzeichnet durcheinen 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, undeinen fünften Schritt, in dem eine elektronische Regelung die Ist-Gebläsedrehzahl der Soll-Gebläsedrehzahl angleicht. - Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daßdie 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. - Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daßdie 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. - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daßin einem sechsten Schritt die konkrete Länge der Zuluft- und/oder Abgas(rohr)-Leitung in eine in oder an der Gasheizeinrichtung vorgesehene Eingabevorrichtung eingegeben wird, undin 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. - Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daßin 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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| DE19837637 | 1998-08-19 | ||
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