CH676145A5

CH676145A5 -

Info

Publication number: CH676145A5
Application number: CH4271/88A
Authority: CH
Inventors: Wilfried Dr Hangauer
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 1987-12-11
Filing date: 1988-11-20
Publication date: 1990-12-14
Also published as: AT396830B; FR2624591A1; NL8803027A; DE3840983A1; DE3840983C2; BE1002633A7; ATA326287A; FR2624591B1

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein gasbeheiztes Gerät mit einem atmosphärischen Gasbrenner und einer Strömungssicherung mit einem Abgaseinlass, einem Raumlufteinlass und einem Abgas-Raumluft-Auslass und einem Fühler am Raumlufteinlass sowie einem Steuerglied zum Beeinflussen der Verbrennung.

Ein solches gasbeheiztes Gerät ist bekanntgeworden aus der DE-A 3 527 706. Bei dem dort beschriebenen Gerät geht es darum, eine Gefährdung der im Aufstellungsraum des Geräts befindlichen Personen auf jeden Fall zu verhindern.

Das Gerät benutzt als Abschaltkriterium eine Temperaturdifferenz zwischen verschiedenen Stellen in der Strömungssicherung. Hierzu sind zwei Temperaturfühler vorgesehen. Die unterschiedlichen Temperatursignale der Fühler werden ausgewertet. Je nach dem Ergebnis der Auswertung wird das Gasmagnetventil entweder geschlossen, oder das Gerät bleibt weiter in Betrieb.

Dieser bekannten Lösung haftet der Nachteil an, dass nur eine bestimmte Schwelle zur Entscheidung herangezogen wird, was zur Folge hat, dass der Benutzer unter Umständen auf die Wärmelieferung von dem gasgeheizten Gerät verzichten muss, obwohl es vielleicht relativ einfach wäre, das Gerät durch andere Massnahmen weiter in Betrieb zu halten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Gerät ventilatorunterstützt arbeiten zu lassen, wobei es egal ist, ob der Ventilator im Gerät oder in der Abgasleitung angeordnet ist. Somit kann der Ventilator entweder in dem Gerät vorhanden sein, oder er wird als Zulieferbauteil extern angeordnet. Die Erfindung besteht alternativ in den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche.

Durch eine derartige allgemeine Anweisung ist es möglich, nicht nur einen Ventilator vorzusehen, der entweder im Vollastbetrieb oder gar nicht arbeiten würde, sondern vielmehr die Drehzahl des Ventilators an den jeweiligen Teil oder Vollastzustand des Gerätes anzupassen. Die Anpassung kann hierbei so vorgenommen werden, dass zwar alles Abgas vom gasbeheizten Gerät vom Ventilator abgesaugt wird, dass man aber nur einen bestimmten Anteil zusätzlich abgesaugter Raumluft zulässt. Dadurch kann die Erfindung es ermöglichen, unbefriedigend arbeitende ventilatorlose Geräte durch einen Ventilator und eine Steuerung nachzurüsten, um eine befriedigende Abgasabfuhr zu ermöglichen, ohne im Bedarfsfall durch einen kontinuierlich laufenden Lüfter einen schlechten Wirkungsgrad in Kauf nehmen zu müssen.

Im folgenden wird anhand der Rgur der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Schaltung und

Figur 2 ein Diagramm.

Ein gasbeheiztes Gerät 1 weist einen Wärmetauscher 2 auf, der von einem atmosphärischen Gasbrenner 3 beheizt wird, der das Gas über eine Gasleitung 4 bezieht, in der ein mit einem Elektromagneten 5 versehenes Gasventil 6 vorgesehen ist. Das gasbeheizte Gerät 1 weist ein Gehäuse 7 auf, das in seinem Inneren eine Brennkammer 8 bildet, die den Wärmetauscher und den Brenner 3 aufnimmt. Den Abschiuss der Brennkammer 8 bildet eine Strömungssicherung 9, die einen ersten Einlass 10 für den Wärmetauscher 2 verlassende Abgase, einen Raumlufteinlass 11 und einen Auslass 12 für ein Gemisch aus Raumluft und Abgas aufweist. Dieser Auslass bildet ein Abgasrohr, in dem bei Anwendung der Erfindung ein Ventilator 13 angeordnet wird. Dieser Ventilator kann im Abgasrohr sitzen, er kann auch gesondert eingebaut sein. In dem Gehäuse 7 beziehungsweise in der Strömungssicherung 9 sind zwei Temperaturfühler 14 und 15 angeordnet, wobei der Temperaturfühler 14 dem Abgaseinlass 10 zugeordnet ist, während der Temperaturfühler 15 dem Raumlufteinlass 11 zugeordnet ist. Beide Temperaturfühler sind mit je einer Leitung 16 beziehungsweise 17 mit einer Sensorschaltung 18 verbunden, deren Ausgang 19 mit den Eingängen 20 dreier Komparatoren 21, 22 und 23 verbunden ist. Die jeweils anderen Eingänge 24, 25 und 26 der Komparatoren 21 bis 23 werden mit Spannungen gespeist, die bestimmte Schaltschwellen vorgeben.

Ein Ausgang 27 des ersten Komparators 21 ist auf einen Regler 28 gegeben, der den Elektromagneten 5 des Magnetventils 6 beeinflusst, und zwar so beeinflusst, dass der Magnet den Gasdurchsatz stufenförmig oder stetig freigibt. Von der Leitung 27 kommt auf den Regler 28 lediglich ein Freigabesignal, das konkrete Offnungssignal für den Durchlassquerschnitt des Eiektromagnetven-tils 5/6 stammt von dem übrigen Teil des Reglers 28, der auch als Vorlauftemperaturregler für das gasbeheizte Gerät arbeiten kann.

Die beiden Ausgänge 29 und 30 der Komparatoren 22 und 23 sind auf einen Drehzahlsteller 31 geführt, an dessen Ausgang 32 der Motor des Ventilators 13 liegt. Ein Steuerglied 33 umfasst die Elemente 14 bis 32.

Bei der Beschreibung der Funktion wird davon ausgegangen, dass das gasbeheizte Gerät ein ventilatorloses Gerät ist. Demgemäss wird dem Brenner 3 soviel Gas zugeführt, dass das im Wärmetauscher 2 befindliche Wasser soweit erwärmt werden kann, dass der Temperatur-Soll-Wert erreicht wird. Es kann sich hierbei sowohl um einen Kessel sowie einen Umlaufwasserheizer als auch um einen Durchlaufwasserheizer handeln. Möglich wäre auch die Anwendung auf einen Raumluftofen.

Wird nun festgestellt, dass die Abgasabfuhr über das Abgasrohr 12 unzureichend ist, so wird Abgas aus der eigentlichen Raumlufteinlassöffnung 11 in den Aufstellungsraum des gasbeheizten Gerätes austreten und auf längere Sicht zu einer unhygienischen Verbrennung führen, mindestens aber für die dort wohnenden Personen eine erhebliche Gefahrenquelle darstellen. Hier kann nun die Erfindung mit den Temperaturfühlern 14 und 15, dem Ventilator und der Steuerschaltung Abhilfe schaffen: Tritt nunmehr bei Einbau des Ventilators und Vorse-

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hen der Temperaturfühler sowie der Auswerteschaltung Abgasaustritt am Raumlufteinlass 11 der Strömungssicherung auf, so wird dieses aufgrund der Temperaturerhöhung vom Temperaturfühler 15 erfasst. Das bedeutet, dass die Temperaturdifferenz, gefühlt von den Fühlern 14 und 15, kleiner wird. Es kommt aber nicht nur auf die Temperaturdifferenz, sondern auch auf die absolute Höhe der Temperaturen an, die Differenz muss demgemäss bewertet werden. Ein entsprechendes elektrisches Signal gemäss der bewerteten Temperaturdifferenz wird auf den Ausgang 19 gegeben und wird mit den drei Schaltschwellen gemäss der Eingänge 24, 25 und 26 verglichen. Wird die Schaltschwelle gemäss dem Eingang 24 unterschritten, so wird der Magnet 5 des Gasventils 6 stromlos, das Gerät wird abgeschaltet. Das bedeutet, dass die Abschaltschwelle gemäss dem Eingang 24 einen Betrieb definiert, der auf keinen Fall aufrechterhalten bleiben darf.

Da man bekanntermassen durch Einsatz eines Ventilators die Abgasabfuhr sicherstellen kann, werden die beiden anderen Schaltschwellen gemäss den Eingängen 25 und 26 dazu benutzt, es zu der eben beschriebenen Abschaltung erst gar nicht kommen zu lassen. Ist die Abgasabfuhr ohne Betrieb des Ventilators ausreichend, so ist die bewertete Temperaturdifferenz zwischen den Fühlern 14 und 15 so gross, dass der Komparator 23 den Steller 31 zu einer Verminderung der Drehzahl oder zum Abschalten des Ventilators veranlasst. Bei zunehmend schlechter werdender Abgasabfuhr wird die bewertete Temperaturdifferenz zwischen den Fühlern 14 und 15 kleiner, so dass irgendwann die Schaltschwelle gemäss dem Wert am Eingang 25 erreicht wird. Bei Unterschreiten dieser Schaltschwelle resultiert vom Drehzahlsteller 31 ein Signal zur Drehzahlerhöhung des Motors des Ventilators 13. Hierbei wird durch Verbesserung der Abgasabfuhr die bewertete Temperaturdifferenz zwischen den Fühlern 14 und 15 wieder grösser. Es ist demgemäss möglich, dass der Betrieb des gasbeheizten Gerätes zwischen den Schaltschwellen 25 und 26 pendeln kann oder um die Schwelle 25 schwankt.

Die Sicherheitsfunktion zum Abschalten des Gerätes bleibt aber unabhängig davon erhalten, nämlich dann, wenn trotz auf höchster Drehzahl laufendem Lüfter die Abgasabfuhr nicht sichergestellt werden kann, das heisst, wenn das Signal am Ausgang 19 die Schaltschwelle 24 unterschreitet.

Die Funktion der Schaltung beziehungsweise des Gerätes nach Figur 1 wird nun anhand des Diagramms der Figur 2 näher erläutert. In der Abzisse ist die Temperatur T14 am Fühler 14 aufgetragen, in der Ordinate die Differenz der Temperaturen, die von den Fühlern 14 und 15 gemessen wird.

Durch die Kurven 35 bis 37 ergeben sich Räume 38 unterhalb der Kurve 35, 39 zwischen den Kurven 35 und 36, 40 zwischen den Kurven 37 und 36 sowie 41 oberhalb der Kurve 37. Der Raum 38, also der Raum unterhalb der Kurve 35, wird so bewertet, dass in diesem Falle ein Abschalten des gasbeheizten Gerätes durch Schliessen des Magnetventils 5/6 unumgänglich ist.

Liegt der Betriebspunkt im Raum 39, das heisst unterhalb der Kurve 36, muss der Ventilator mit voller Drehzahl arbeiten. Im Raum 40, das heisst unterhalb der Kurve 37, muss der Ventilator mit einer Drehzahl zwischen einem Minimum und dem Maximum laufen. Oberhalb der Kurve 37, also im Raum 41, kann der Ventilator abgeschaltet werden.

Die Lage einer Kurve gibt diejenigen Differenztemperaturen in Abhängigkeit von der Temperatur des Fühlers 14 an, bei denen das Signal am Ausgang 19 mit der Lage des jeweiligen Schwellwertes übereinstimmt. Hierbei entspricht die Kurve 37 der Lage der Schwelle S1, die der Kurve 36 der Schwelle S2 und die der Kurve 35 der Schwelle S3. Bei ventilatorlos ausgelieferten Geräten ist die Schaltschwelle S1 und das Abschalten des Gasmagnetventils in jedem Falle vorhanden, die Erfindung bezieht sich dann nur zusätzlich auf die Schaltschwellen S2, S3 und die Komparatoren 22 und 23 sowie den Drehzahlsteller 31.

Zur Bewertung der Temperaturdifferenz T14 minus T15 ist zu sagen, dass bei hohen Temperaturen am Fühler T14, die beispielsweise durch hohe Temperaturen des im Wärmetauscher 2 aufzuheizenden Wassers bedingt sein können, oder auch bei voller Brennerleistung auftreten können, eine grössere Temperaturdifferenz gefordert wird als bei kleineren Temperaturen am Fühler 14 aufgrund von Teilleistung. Aufgrund dieser Gegebenheiten ergibt sich die Lage der Kurven 35 bis 37.

In Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, statt der beiden Komparatoren 22 und 23 mit ihren vorgebbaren Schaltschwellen S2 und S3 einen Proportionalregler vorzusehen. So dient das Signal auf der Leitung 19 als Ist-Wert für die Lage der momentanen Betriebszustandsdaten relativ zu den in Figur 2 dargestellten Kurven. Dieser Ist-Wert wird verglichen mit einem Soll-Wert gemäss der Schaltschwelle S2. Mit der Regelabweichung wird die Drehzahl des Motors nachgeführt. Anstelle des Komparators 22 wird ein Verstärker mit P-Verhal-ten eingesetzt, der Komparator 23 entfällt.

Statt eines beziehungsweise zweier Temperaturfühler 14 und 15 ist es auch möglich, am Raumlufteinlass 11 der Strömungssicherung, also am Anbringungsort des Temperaturfühlers 15, ein Anemometer vorzusehen, das auf die dort eintretende Raumluft reagiert. Bei Rückstrom ergibt sich eine Strömungsumkehr, die dann ausgewertet wird. Bei Veränderung der Strömungsverhältnisse am Raumlufteinlass ergibt sich ein den beiden Temperaturfühlern äquivalentes und auswertbares Signal, das einen stetigen Verlauf hat.

Statt eines Drehzahlstellers 31 könnte auch ein Drehzahlregler für die Drehzahl des Motors 13 des Ventilators vorgesehen werden. Es müsste dann ein nicht dargestellter Messwertgeber vorhanden sein, um die Regelabweichung der Drehzahl feststellen und nachregeln zu können.

Da es, wie eingangs beschrieben wurde, möglich ist, die Geräte 1 auch ohne Abgasventilator auszuliefern, besteht die Notwendigkeit, ein solches Gerät bei schlechten Aufstellungsbedingungen mit einem Ventilator sowie einer Steuereinrichtung für die Drehzahl des Ventilators nachrüsten zu können. Hierzu ist es nötig, entweder die Leitung 19 aus dem Gerät herauszuführen, damit die Komparatoren

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22 und 23 oder der P-Regler und der Drehzahlregler mit diesem Potential verbunden werden können, oder aber die Steuereinrichtung für den Ventilator bereits serienmässig vorzusehen und bei Bedarf nur den Ventilator nachzurüsten. In diesem Falle muss die Leitung 32 aus dem Gerät herausgeführt sein.

Claims

Patentansprüche

1. Gasbeheiztes Gerät mit atmosphärischem Brenner und Strömungssicherung mit Abgaseinlass, Raumluft-Einlass und Abgas-Raumluft-Auslass und mindestens einem Fühler am Raumluft-Einlass sowie einem Steuerglied zum Beeinflussen der Verbrennung, wobei bei ventilatorunterstützter Abgasabfuhr das Steuerglied (33) die Drehzahl des Ventilators (13) beeinflusst und hierzu zwei Komparatoren (22, 23) aufweist, deren einen Eingängen (25, 26) die Werte zweier Schaltwellen (S2, S3) und deren anderen Eingängen das Ist-Wert-Signal des oder der Fühler (14,15) am Raumlufteinlass (11) der Strömungssicherung zugeführt wird und der Ausgang der Komparatoren über einen Drehzahlsteller (31) auf den Motor (13) des Ventilators geschaltet ist.

2. Gasbeheiztes Gerät mit atmosphärischem Brenner und Strömungssicherung mit Abgaseinlass, Raumluft-Einlass und Abgas-Raumluft-Aus-lass und mindestens einem Fühler am Raumluft-Einlass sowie einem Steuerglied zum Beeinflussen der Verbrennung, wobei bei ventilatorunterstützter Abgasabfuhr das Steuerglied (33) die Drehzahl des Ventilators (13) beeinflusst und hierzu ein P-Regler beziehungsweise ein Komparator mit P-Verhalten vorgesehen ist, dem zum einen der Ist-Wert des oder der Fühler (14, 15) und zum anderen ein Soll-Wert zugeführt ist und die Drehzahl des Ventilators über einen Drehzahlsteller (31) nachgeführt wird.

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