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EP1130343A2 - Heizeinrichtung - Google Patents

Heizeinrichtung Download PDF

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Publication number
EP1130343A2
EP1130343A2 EP01102104A EP01102104A EP1130343A2 EP 1130343 A2 EP1130343 A2 EP 1130343A2 EP 01102104 A EP01102104 A EP 01102104A EP 01102104 A EP01102104 A EP 01102104A EP 1130343 A2 EP1130343 A2 EP 1130343A2
Authority
EP
European Patent Office
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heat exchanger
safety temperature
temperature limiter
burner
water
Prior art date
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Application number
EP01102104A
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English (en)
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Inventor
Oier Aranzabal Uriarte
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Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2035—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using fluid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/238—Flow rate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/305—Control of valves
    • F24H15/31—Control of valves of valves having only one inlet port and one outlet port, e.g. flow rate regulating valves

Definitions

  • the invention relates to a heating device according to the preamble of claim 1.
  • a safety temperature limiter is on the outlet side of the heat exchanger provided that the when a certain temperature is exceeded Gas supply to the heater interrupts and thus further heating, which the device prevents damage.
  • Such a heater is characterized by a very simple Setup and early error detection.
  • the safety temperature limiter is therefore downstream of the heat exchanger on its warm exit side. It comes after a tap a malfunction, which is characterized by further operation of the burner, the heat exchanger continues to heat up. This is known as afterburn. Through heat conduction the hot water pipe together with the safety temperature limiter also heats up downstream of the heat exchanger. If a certain temperature is exceeded, the opens Safety temperature limiter has an integrated switch, which allows a gas valve to supply gas interrupts. The burner therefore switches off.
  • the disadvantage of the prior art is that due to the variable hot water temperature is the switch-off value of the safety temperature limiter must be above the maximum permissible value for the hot water temperature. Is a low hot water temperature set and malfunction by not switching off the Burner is present, the malfunction is only determined when the safety temperature limiter experience a relatively large warming and the temperature exceeds the switch-off value Has. During this time, the heat exchanger can be damaged.
  • the aim of the invention is to avoid this disadvantage and a heating device at the beginning to propose the type mentioned, in which despite a simple construction malfunction Afterburn is detected very quickly and the burner is switched off.
  • the proposed measure ensures that even a little warming to Safety shutdown leads. Because the water on the cold water side has lower temperature fluctuations is subject to than the water on the hot water side, the switch-off value of the Safety temperature limiter can be chosen significantly lower. At afterburn the Switch-off value reached significantly earlier and thus the burner after a noticeably shorter time switched off, which leads to damage to the heat exchanger being avoided becomes.
  • the features of claim 3 describe a constructive solution in which the position of the safety temperature limiter upstream of a water-cooled combustion chamber located.
  • the features of claim 4 ensure that a larger area for transmitting the What is available from the water pipe to the safety temperature limiter is what favors the heat transfer and thus the response time of the sensor of the safety temperature limiter shortened.
  • a burner 1 is provided, the downstream of an exhaust gas path a heat exchanger 2 for transferring the thermal energy of the hot exhaust gases from the burner 1 onto a water flow and also a flow safety device 3 are subordinate.
  • a safety temperature limiter 13 In one that extends from a cold water inlet 4 to a nozzle 12 Waterway is a safety temperature limiter 13 on the cold water side 17 of the heat exchanger 2 attached. This safety temperature limiter 13 is via a two-wire line 15 with an ionization electrode 10 and a gas valve 7 between gas connection 6 and burner 1 connected in series.
  • the safety temperature limiter 13 contains an integrated one Switch 20, the z. B. reacts to heat by means of bimetal and from a certain temperature opens a contact.
  • a water switch 5 on the cold water side 17 is via an actuating rod 9 connected to a gas valve 8, also between gas connection 6 and burner 1.
  • the gas valve 7 is provided with an electromagnet 18 on which one of the two lines the two-wire line 15 is connected.
  • the electromagnet 18 is via one of the two lines the two-wire line 15 connected to the safety temperature limiter 13.
  • the other Line of the two-wire line 15 leads from the safety temperature limiter 13 to ionization electrode 10.
  • the line 16 leads from the electromagnet 18 to the burner 1.
  • the water switch 5 detects a water flow.
  • the burner 1 is started and heated the water flowing through the heat exchanger 2, which via the hot water outlet 11 flows to the tap 19.
  • the burner gas supply is located downstream of the gas supply 6 in addition to the gas valve 8, which is controlled by the water switch, also a gas valve 7, that in the stationary state by the ionization current received by the ionization electrode 10 if necessary controlled by amplification. Extinguishes the flame of burner 1, no ionization current is present at the ionization electrode 10, and the gas valve 7 closes the Burner gas supply 1.
  • the nozzle 12 If the nozzle 12 is closed during operation of the burner, it normally turns the water switch 5 determines that no water is flowing and closes the gas valve 8, causing the Burner 1 goes out. If there is a malfunction, the gas valve 8 remains open and thus the burner 1 continues to burn, the heat exchanger 2, which heats up, heats up cannot now give up to a water flow.
  • the cold water pipe also heats up via heat conduction 23 upstream of the heat exchanger 2.
  • the safety temperature limiter is located on this cold water line 23 13 attached, which also heats up. Exceeds the temperature of the safety temperature limiter 13 a certain switch-off value, the opens in the safety temperature limiter 13 integrated switch 20. This turns the power supply to the gas valve 7 interrupted, whereby the gas supply from the gas connection 6 to Burner 1 is interrupted.
  • Fig. 2 shows a heating device according to the invention, in which the safety temperature limiter 13 upstream immediately in front of a finned heat exchanger 21 on the cold water side 17 is attached.
  • the safety temperature limiter 13 is in 3 upstream of a water-cooled combustion chamber 22 which is part of the heat exchanger 2, but is hydraulically connected upstream of the fin heat exchanger 21.

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Abstract

Heizeinrichtung mit einem Sicherheitstemperaturbegrenzer (13), der mit einem Gasventil (7) in der Gaszuführung zu dem Brenner (1) verbunden ist. Um eine Überhitzung des Wärmeaustauschers (2) bei Nachbrand frühzeitig zu vermeiden, ist vorgesehen, dass sich der Sicherheitstemperaturbegrenzer (13) einlaufseitig auf der kalten Seite des Wärmeaustauschers (2) befindet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei solchen Heizeinrichtungen ist ein Sicherheitstemperaturbegrenzer auslassseitig des Wärmeaustauschers vorgesehen, der bei einer Überschreitung einer bestimmten Temperatur die Gaszuführung der Heizeinrichtung unterbricht und somit eine weitere Erhitzung, welche das Gerät beschädigen kann, verhindert. Eine solche Heizeinrichtung zeichnet sich durch einen sehr einfachen Aufbau und frühe Fehlererkennung aus.
Gemäß dem Stand der Technik befindet sich der Sicherheitstemperaturbegrenzer also stromab des Wärmeaustauschers auf dessen warmer Ausgangsseite. Kommt es nach einer Wasserzapfung zu einer Fehlfunktion, die durch einen weiteren Betrieb des Brenners gekennzeichnet ist, so erhitzt sich der Wärmeaustauscher weiter. Dies wird als Nachbrand bezeichnet. Durch Wärmeleitung erhitzt sich auch die Warmwasserleitung mitsamt des Sicherheitstemperaturbegrenzers stromab des Wärmeaustauschers. Wird eine bestimmte Temperatur überschritten, so öffnet der Sicherheitstemperaturbegrenzer einen integrierten Schalter, wodurch ein Gasventil die Gaszufuhr unterbricht. Der Brenner schaltet somit ab. Nachteil des Standes der Technik ist, dass aufgrund der variablen Warmwassertemperatur der Abschaltwert des Sicherheitstemperaturbegrenzers oberhalb des maximal zulässigen Wertes für die Warmwassertemperatur liegen muss. Ist eine geringe Warmwassertemperatur eingestellt und eine Fehlfunktion durch Nichtabschalten des Brenners liegt vor, so wird die Fehlfunktion erst dann festgestellt, wenn der Sicherheitstemperaturbegrenzer eine relativ große Erwärmung erfahren und die Temperatur den Abschaltwert überschritten hat. In dieser Zeit kann es bereits zu einer Schädigung des Wärmeaustauschers kommen.
Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Heizeinrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der trotz eines einfachen Aufbaus eine Fehlfunktion durch Nachbrand sehr rasch festgestellt und ein Abschalten des Brenners erreicht wird.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Heizeinrichtung der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagene Maßnahme wird sichergestellt, daß bereits eine geringe Erwärmung zur Sicherheitsabschaltung führt. Da das Wasser auf der Kaltwasserseite geringeren Temperaturschwankungen unterliegt als das Wasser auf der Warmwasserseite, kann der Abschaltwert des Sicherheitstemperaturbegrenzers wesentlich niedriger gewählt werden. Bei Nachbrand wird der Abschaltwert deutlich früher erreicht und somit der Brenner bereits nach merklich kürzerer Zeit abgeschaltet, was dazu führt, dass eine Schädigung des Wärmeaustauschers sicher vermieden wird.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 wird eine konstruktive Lösung beschrieben, bei der sich die Position des Sicherheitstemperaturbegrenzers oberhalb der Brennkammer stromauf eines Lamellen-Wärmeaustauschers befindet.
Durch die Merkmale des Anspruches 3 wird eine konstruktive Lösung beschrieben, bei der sich die Position des Sicherheitstemperaturbegrenzers stromauf einer wassergekühlten Brennkammer befindet.
Durch die Merkmale des Anspruchs 4 wird erreicht, dass eine größere Fläche zur Übertragung der Wärme von der Wasserleitung auf den Sicherheitstemperaturbegrenzer zur Verfügung steht, was den Wärmeübergang begünstigt und somit die Reaktionszeit des Sensors des Sicherheitstemperaturbegrenzers verkürzt.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert, die schematisch eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung zeigen.
Es zeigen:
Fig. 1
ein hydraulisches Schaltbild eines Wasserheizers
Fig. 2
eine Draufsicht auf einen Lamellenwärmeaustauscher und
Fig. 3
eine Ansicht des Lamellenwärmeaustauschers mit einer Brennkammer
Bei der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung gemäß Fig. 1 ist ein Brenner 1 vorgesehen, dem stromab eines Abgaswegs ein Wärmeaustauscher 2 zur Übertragung der thermischen Energie der heißen Abgase des Brenners 1 auf einen Wasserstrom und ferner eine Strömungssicherung 3 nachgeordnet sind. In einem von einem Kaltwassereinlass 4 bis zu einem Zapfventil 12 reichenden Wasserweg ist ein Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 an der Kaltwasserseite 17 des Wärmeaustauschers 2 angebracht. Dieser Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 ist über eine Zweidrahtleitung 15 mit einer lonisationselektrode 10 und einem Gasventil 7 zwischen Gasanschluß 6 und Brenner 1 in Serie verbunden. Der Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 enthält einen integrierten Schalter 20, der z. B. mittels Bimetall auf Wärme reagiert und ab einer bestimmten Temperatur einen Kontakt öffnet. Ein Wasserschalter 5 auf der Kaltwasserseite 17 ist über eine Stellstange 9 mit einem Gasventil 8, ebenfalls zwischen Gasanschluß 6 und Brenner 1, verbunden. Das Gasventil 7 ist mit einem Elektromagneten 18 versehen, an dem eine der beiden Leitungen der Zweidrahtleitung 15 angeschlossen ist. Der Elektromagnet 18 ist über eine der beiden Leitungen der Zweidrahtleitung 15 mit dem Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 verbunden. Die andere Leitung der Zweidrahtleitung 15 führt von dem Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 zur lonisatioonselektrode 10. Die Leitung 16 führt von dem Elektromagneten 18 zum Brenner 1.
Wird Warmwasser durch das Öffnen eines Zapfventils 12 an einer Zapfstelle 19 angefordert, so stellt der Wasserschalter 5 einen Wasserdurchfluß fest. Der Brenner 1 wird gestartet und erhitzt das durch den Wärmeaustauscher 2 strömende Wasser, das über den Warmwasserausgang 11 zur Zapfstelle 19 fließt. In der Gaszufuhr des Brenners befindet sich stromab hinter der Gaszuführung 6 zusätzlich zum Gasventil 8, das vom Wasserschalter gesteuert wird, auch ein Gasventil 7, das im stationären Zustand durch den von der lonisationselektrode 10 aufgenommenen lonisationsstrom gegebenenfalls nach Verstärkung gesteuert wird. Erlischt die Flamme des Brenners 1, so liegt kein lonisationsstrom an der lonisationselektrode 10 an, und das Gasventil 7 schließt die Gaszufuhr des Brenners 1.
Wird das Zapfventil 12 während des Betriebs des Brenners geschlossen, so stellt normalerweise der Wasserschalter 5 fest, dass kein Wasser fließt und schließt das Gasventil 8, wodurch der Brenner 1 erlischt. Kommt es dabei zu einer Fehlfunktion, wodurch das Gasventil 8 geöffnet bleibt und somit der Brenner 1 weiter brennt, so erhitzt sich der Wärmeaustauscher 2, der die Wärme nun nicht an einen Wasserfluß abgeben kann. Über Wärmeleitung erhitzt sich auch die Kaltwasserleitung 23 stromauf des Wärmeaustauschers 2. An dieser Kaltwasserleitung 23 ist der Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 angebracht, der sich ebenfalls erwärmt. Überschreitet die Temperatur des Sicherheitstemperaturbegrenzers 13 einen bestimmten Abschaltwert, so öffnet sich der in dem Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 integrierte Schalter 20. Hierdurch wird die Stromzuführung zu dem Gasventil 7 unterbrochen, wodurch die Gaszuführung vom Gasanschluß 6 zum Brenner 1 unterbrochen wird.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung, bei welcher der Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 stromauf unmittelbar vor einem Lamellen-Wärmeaustauscher 21 auf der Kaltwasserseite 17 angebracht ist. Demgegenüber befindet sich der Sicherheitstemperaturbegrenzer 13 in Fig. 3 stromauf einer wassergekühlten Brennkammer 22, die Teil des Wärmeaustauschers 2 ist, aber dem Lamellen-Wärmeaustauscher 21 hydraulisch vorgeschaltet ist.

Claims (4)

  1. Heizeinrichtung mit einem Sicherheitstemperaturbegrenzer (13), der mit einem Gasventil (7) in der Gaszuführung zu einem einen von aufzuheizendem Wasser durchströmten Wärmeaustauscher der Heizeinrichtung beheizenden Brenner (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Sicherheitstemperaturbegrenzer (13) auf der Kaltwasserseite (17) des Wärmeaustauschers (2) befindet.
  2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitstemperaturbegrenzer (13) auf der Kaltwasserseite (17) stromauf des einen Lamellenwärmeaustauscher enthaltenden Wärmeaustauscher angeordnet ist.
  3. Heizeinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daßder Sicherheitstemperaturbegrenzer (13) einlaufseitig einem eine wassergekühlte Brennkammer (22) enthaltenden Wärmeaustauscher hydraulisch vorgeschaltet ist.
  4. Heizeinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmestelle und die Anlagestelle des Sicherheitstemperaturbegrenzers (13) abgeflacht sind.
EP01102104A 2000-02-02 2001-01-31 Heizeinrichtung Expired - Lifetime EP1130343B1 (de)

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PL (1) PL200089B1 (de)
PT (1) PT1130343E (de)

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DE10104229A1 (de) 2001-08-09
PL200089B1 (pl) 2008-12-31
PT1130343E (pt) 2005-11-30
EP1130343A3 (de) 2003-01-22
DE50106840D1 (de) 2005-09-01
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