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EP0548655B1 - Heizeinrichtung - Google Patents

Heizeinrichtung Download PDF

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Publication number
EP0548655B1
EP0548655B1 EP92120876A EP92120876A EP0548655B1 EP 0548655 B1 EP0548655 B1 EP 0548655B1 EP 92120876 A EP92120876 A EP 92120876A EP 92120876 A EP92120876 A EP 92120876A EP 0548655 B1 EP0548655 B1 EP 0548655B1
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EP
European Patent Office
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temperature
burner
flue gas
exceeded
threshold value
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EP92120876A
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English (en)
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EP0548655A1 (de
Inventor
Joachim Berg
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Nv Vaillant Sa
VAILLANT B.V.
Vaillant Austria GmbH
Vaillant GmbH
Vaillant SARL
Vaillant Ltd
Original Assignee
Vaillant Austria GmbH
Nv Vaillant Sa
Joh Vaillant GmbH and Co
Vaillant GmbH
Vaillant SARL
Vaillant Ltd
Vaillant BV
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Publication date
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    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/022—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
    • F23N5/242—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23N2235/12—Fuel valves
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2237/00—Controlling
    • F23N2237/10—High or low fire

Definitions

  • the invention relates to a heating device according to the preamble of the claim.
  • Exhaust systems or exhaust pipes for heating devices with low exhaust gas temperatures can be made entirely or partially of a flammable or only temperature-resistant material. It is only necessary to provide a safety temperature limiter that prevents the maximum permissible temperature of the exhaust pipe from being exceeded.
  • the safety temperature limiter is formed by a thermal work contact which switches off the burner when a certain exhaust gas limit temperature is reached.
  • the aim of the invention is to avoid these disadvantages and to propose a heating device of the type mentioned at the outset, which prevents the exhaust gas temperature from exceeding the maximum limit value.
  • the threshold value for the power reduction can be adjusted very simply by means of an encoder to the permissible temperatures for the exhaust pipe, whereby the same components can always be used, regardless of the materials used for the exhaust pipe.
  • Linking the actual values of the flow temperature and the exhaust gas temperature and their target value or threshold value by means of a microcomputer results in a very simple construction of an evaluation circuit, it being possible to use the evaluation circuit not only to protect the exhaust gas line against overheating care, but also to control the burner depending on the heat demand according to a heating curve.
  • the heating device has a burner 2 which is arranged in a combustion chamber 1 and is supplied with a fuel gas / air mixture via a blower 3 and a gas line 5 controlled via a solenoid valve 4.
  • a heat exchanger 6 is arranged above the burner 2 and is connected to a radiator device (not shown) via a feed line 7 and a return line 8 in which a pump 9 is arranged.
  • the air required for the blower 3 passes through an annular gap 11 surrounding an exhaust pipe 10 into the interior of the housing 12 and from there to the suction side of the blower 3.
  • a temperature sensor 13 is arranged, which is connected to an evaluation circuit 14 via a connecting line 20. This is also connected to a sensor 16 which detects the temperature of the feed water via a line 17.
  • the evaluation circuit 14 has an exhaust gas target temperature value transmitter 15 for selecting a threshold value for the emission of a signal that prevents the fuel supply.
  • the evaluation circuit controls the blower 3 via the line 18 in order to influence the load on the burner 3 and, via a line 19, the solenoid valve 4, which controls the gas supply to the burner 2.
  • the evaluation circuit 14 has a microprocessor 21 which also serves as a threshold circuit and which, when the temperature value of the exhaust gas approaches the set threshold value, for example up to 10 ° C., has an output of the burner 2 reducing signal.
  • the evaluation circuit 14 has a microprocessor 21 which is connected to the sensor 13 which detects the temperature of the exhaust gas via an analog-digital converter 22. Furthermore, an exhaust gas setpoint value transmitter 15, a sensor 16 that detects the temperature of the flow of a heating system (not shown in more detail) and a flow setpoint transmitter 25 are each connected on the input side to the microprocessor 21 via analog / digital converter 22. On the output side, the microprocessor 21 is connected via digital-analog converter 23 to the blower 3 of the burner 2 and the solenoid valve 4, which controls the gas supply to the burner. A display 26 and a voltage supply 24 are also connected to the microprocessor 21.
  • the functional sequence of the evaluation circuit 14 is shown in FIG. 3.
  • the actual exhaust gas temperature T Aist which is detected by the sensor 13, the set maximum value of the exhaust gas temperature T Amax and the target value for the flow temperature T Vsoll are processed as input variables .
  • the instantaneous exhaust gas temperature T Aist is continuously compared with the set maximum exhaust gas temperature T Amax . If the difference between T Amax - T Aist is zero or negative, the maximum permissible exhaust gas temperature has been reached or exceeded. In this case, the burner 2 is locked.
  • the target specification for the flow temperature T Vsoll is reduced according to a predetermined algorithm until the safety margin to the switch-off value is restored.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
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  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
  • Abgasanlagen beziehungsweise Abgasleitungen für Heizgeräte mit niedrigen Abgastemperaturen können ganz oder teilweise aus einem brennbaren oder nur begrenzt temperaturbeständigen Material hergestellt sein. Dabei ist es lediglich erforderlich, einen Sicherheitstemperaturbegrenzer vorzusehen, der ein Überschreiten der maximal zulässigen Temperatur der Abgasleitung verhindert.
  • Aus der US-PS 4 296 727 ist ein Kontrollsystem zur Alarmgebung bei gefährlichen oder ungewünschten Betriebszuständen eines Heizgerätes bekanntgeworden.
  • Bei einer aus der EP-PS 0 240 390 bekannten Heizeinrichtung ist der Sicherheitstemperaturbegrenzer durch einen Thermoarbeitskontakt gebildet, der bei Erreichen einer bestimmten Abgasgrenztemperatur den Brenner abschaltet. Dadurch ergibt sich jedoch der Nachteil, daß keine Möglichkeit besteht, einer Überschreitung der Ansprechtemperatur des Sicherheitstemperaturbegrenzers vorzubeugen.
  • Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Heizeinrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der einem Überschreiten des maximalen Grenzwertes der Abgastemperatur vorgebeugt wird.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs erreicht.
  • Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß bereits bei einer Annäherung der Abgastemperatur an den vorgegebenen Grenzwert in den Betrieb des Brenners derart eingegriffen wird, daß ein weiteres Ansteigen der Abgastemperatur unterbleibt, wodurch einer Stillsetzung des Brenners vorgebeugt wird. Dabei kann der Schwellwert für die Leistungsreduzierung sehr einfach mittels eines Gebers auf die für die Abgasleitung verwendeten Materialien zulässigen Temperaturen abgestimmt werden, wobei stets die gleichen Bauteile eingesetzt werden können, unabhängig von für die Abgasleitung verwendeten Materialien. Durch die Verknüpfung der Ist-Werte der Vorlauftemperatur und der Abgastemperatur und deren Soll-Wert beziehungsweise Schwellwert mittels eines Mikrocomputers ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau einer Auswerteschaltung, wobei es möglich ist, mit der Auswerteschaltung nicht nur für den Schutz der Abgasleitung gegen eine Überhitzung zu sorgen, sondern auch den Brenner in Abhängigkeit vom Wärmebedarf entsprechend einer Heizkurve zu steuern.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt:
    • Figur 1 schematisch eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung,
    • Figur 2 schematisch eine Auswerteschaltung und
    • Figur 3 ein Funktionsschema der Auswerteschaltung.
  • In allen Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils gleiche Einzelheiten.
  • Die Heizeinrichtung weist einen in einer Brennkammer 1 angeordneten Brenner 2 auf, der über ein Gebläse 3 und eine über ein Magnetventil 4 gesteuerte Gasleitung 5 mit einem Brenngas-Luftgemisch beaufschlagt wird. Über dem Brenner 2 ist ein Wärmetauscher 6 angeordnet, der über eine Vorlaufleitung 7 und eine Rücklaufleitung 8, in der eine Pumpe 9 angeordnet ist, mit einer nicht dargestellten Heizkörpereinrichtung verbunden ist.
  • Die für das Gebläse 3 notwendige Luft gelangt über einen eine Abgasleitung 10 umgebenden Ringspalt 11 in das Innere des Gehäuses 12 und von dort zur Saugseite des Gebläses 3.
  • Im der Brennkammer 1 nahen Bereich der Abgasleitung 10, die aus brennbarem oder nur begrenzt temperaturbeständigem Material hergestellt ist, ist ein Temperaturfühler 13 angeordnet, der mit einer Auswerteschaltung 14 über eine Anschlußleitung 20 verbunden ist. Diese ist auch mit einem die Temperatur des Vorlaufwassers erfassenden Fühler 16 über eine Leitung 17 verbunden.
  • Die Auswerteschaltung 14 weist einen Abgas-Solltemperatur-Wertgeber 15 zur Auswahl eines Schwellwertes für die Abgabe eines die Brennstoffzufuhr unterbindenden Signales auf.
  • Weiter steuert die Auswerteschaltung über die Leitung 18 das Gebläse 3, um die Belastung des Brenners 3 zu beeinflussen, und mit einer Leitung 19 das Magnetventil 4, das die Gaszufuhr zum Brenner 2 steuert.
  • Dabei weist die Auswerteschaltung 14, wie aus der Figur 2 zu ersehen ist, einen Mikroprozessor 21 auf, der auch als Schwellwertschaltung dient und der bei einer Annäherung des Temperaturwertes des Abgases an den eingestellten Schwellwert, zum Beispiel bis auf 10 °C, ein die Leistung des Brenners 2 verminderndes Signal abgibt.
  • Wie aus der Figur 2 zu ersehen ist, weist die Auswerteschaltung 14 einen Mikroprozessor 21 auf, der mit dem die Temperatur des Abgases erfassenden Fühler 13 über einen Analog-Digitalwandler 22 verbunden ist. Weiterhin ist ein Abgas-Solltemperatur-Wertgeber 15, ein die Temperatur des Vorlaufes einer nicht weiter dargestellten Heizungsanlage erfassender Fühler 16 und ein Vorlauf-Soll-Wertgeber 25 jeweils über Analog-Digitalwandler 22 eingangsseitig mit dem Mikroprozessor 21 verbunden. Ausgangsseitig ist der Mikroprozessor 21 über Digital-Analogwandler 23 mit dem Gebläse 3 des Brenners 2 und dem Magnetventil 4 verbunden, das die Gaszufuhr zum Brenner steuert. Weiter ist an den Mikroprozessor 21 noch eine Anzeige 26 und eine Spannungsversorgung 24 verbunden.
  • Der Funktionsablauf der Auswerteschaltung 14 ist in der Figur 3 dargestellt. Als Eingangsgrößen werden die tatsächliche Abgastemperatur TAist, die vom Fühler 13 erfaßt wird, der eingestellte Maximalwert der Abgastemperatur TAmax und der Soll-Wert für die Vorlauftemperatur TVsoll verarbeitet. Es wird die momentane Abgastemperatur TAist mit der eingestellten maximalen Abgastemperatur TAmax fortlaufend verglichen. Wird die Differenz aus TAmax - TAist Null oder negativ, so ist die maximal zulässige Abgastemperatur erreicht oder überschritten. In diesem Fall wird der Brenner 2 verriegelnd abgeschaltet.
  • Liegt die tatsächliche Abgastemperatur TAist innerhalb eines Toleranzbandes von zum Beispiel 10° Kelvin unterhalb des Abschaltwertes TAmax, wird die Soll-Vorgabe für die Vorlauftemperatur TVsoll nach einem vorgegebenen Algorithmus reduziert, bis der Sicherheitsabstand zum Abschaltwert wieder hergestellt ist.

Claims (1)

  1. Heizeinrichtung mit einem einen Wärmetauscher (6) beaufschlagenden Brenner (2) und einer Abgasleitung (10) aus einem brennbaren oder nur begrenzt temperaturbeständigen Material, in deren Anschlußbereich an eine den Brenner (2) aufnehmende Brennkammer (1) ein Sicherheitstemperaturbegrenzer angeordnet ist, der bei Überschreitung einer bestimmten Temperatur ein die Brennstoffversorgung des Brenners (2) beeinflussendes Signal abgibt, wobei der Sicherheitstemperaturbegrenzer durch einen in der Abgasleitung (10) angeordneten Temperaturfühler (13) und einer dessen Signale verarbeitenden Auswerteschaltung (14) gebildet ist, die eine Schwellwertschaltung, die bei Überschreitung eines ersten Schwellwertes (TAmax) für die Abgastemperatur eine Abschaltung des Brenners (2) bewirkt, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (14) einen Mikroprozessor (21) aufweist, an den der in der Abgasleitung (10) angeordnete Temperaturfühler (13), ein Abgas-Soll-Wert-Geber (15) zur Einstellung des ersten Schwellwertes (TAmax) für die Abgastemperatur und eines zweiten niedrigeren Schwellwertes für die Abgastemperatur und ein Temperaturfühler (16) zur Erfassung der Vorlauftemperatur sowie ein Vorlauf-Soll-Wert-Geber (25) eingangsseitig angeschlossen sind und der ausgangsseitig mit einem die Brennstoffzufuhr zum Brenner (2) steuernden Magnetventil (4) und gegebenenfalls mit einem dem Brenner (2) zugeordneten Gebläse (3) verbunden ist, und daß die Auswerteschaltung (14) darüber hinaus bei Überschreitung des zweiten niedrigeren Schwellwertes die Soll-Wert-Vorgabe für die Vorlauftemperatur (TVsoll) nach einem vorgegebenen Algorithmus reduziert, so daß die Leistungsabgabe des Brenners (2) im Sinne einer Reduzierung derselben beeinflußt wird.
EP92120876A 1991-12-12 1992-12-08 Heizeinrichtung Expired - Lifetime EP0548655B1 (de)

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EP0548655A1 EP0548655A1 (de) 1993-06-30
EP0548655B1 true EP0548655B1 (de) 1997-05-14

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