DD141561A1

DD141561A1 - Verfahren und anordnung zur ueberwachung von heizkesseln,insbesondere braunkohlenbrikettheizkesseln

Info

Publication number: DD141561A1
Application number: DD21075779A
Authority: DD
Inventors: Peter Krampe
Original assignee: Peter Krampe
Priority date: 1979-02-01
Filing date: 1979-02-01
Publication date: 1980-05-07

Abstract

Die Erfindung bezieht sich vorzugsweise auf Kleinheizanlagen in Einfamilienhäusern oder Einzeletagen. Ziel ist bedienungsfreier Betrieb nach dem Einsetzen des vollständigen Verbrennungsprozesses, Brennstoffeinsparung, Explosions- und Vergiftungsgefahr auszuschließen und die Schornsteinversottung zu verringern. Die Aufgabe besteht darin, die Frischluftzufuhr bei steigender Vorlauftemperatur nicht unzulässig zu drosseln und zu verhindern, daß nach Abschluß der Verbrennung die Luftzufuhr ansteigt und die Anlage vorzeitig auskühlt. Das Verfahren setzt nach der Brennstoffaufgäbe, bei oberem Abbrand nach der abschließenden Brennstoffaufgabe, ein, indem die Anordnung eingeschaltet wird. Bei überschreiten einer eingestellten oberen Vorlauftemperatur wird die Luftzufuhr stetig gedrosselt, bei Unterschreiten einer eingestellten unteren Abgastemperatur am Ende des Verbrennungsprozesses wird die Luftzufuhr unterbrochen. Die stetige Eindrosselung geschieht mit Hilfe eines Thermohebels, der in den Seilzug zur Betätigung der Frischluftklappe eingreift. Das Schließen der Frischluftklappe nach Abschluß des Verbrennungsprozesses erfolgt durch das automatische Lösen einer Arretierung in einer Arretierungsvorrichtung.

Description

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Verfahren und Anordnung zur Überwachung von Heizkesseln, insbesondere Braunkohlenbrikettheizkesseln

Anwendungsgebiet der Erfindung

Cj Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Überwachung von Heizkesseln, insbesondere Braunkohlenbrikettheizkesseln mit oberem oder unterem Abbrand, die zur Gebäudeheizung eingesetzt werden, vorzugsweise zur Beheizung von Einfamilienhäusern oder einzelnen Etagen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen ·

Nach einem Erzeugnis-Katalog 197V75 des VEB Mertik Quedlinburg ist ein Feuerungszugregler bekannt, bei dem ein Tensionsthermometer in Abhängigkeit von der sich ändernden Vorlauftemperatur mittels einer Mechanik einen auf einer Abtriebswelle angeordneten Betätigungshebel in Bewegung setzt, der wiederum über einen Ketten™ oder Seilzug die Frischluftklappe zum Verbrennungsraum öffnet bzw. schließt. Dabei wird die Frischluftzufuhr bei steigender Vorlauftemperatur - bereits ab ca. 30° G gedrosselt bzw. je nach vorgewähltem Maximaltemperaturwert vollständig unterbrochen. Bei sinkender Vorlauftemperatur setzt die Frischluftzufuhr wieder ein und wird schließlich bis zur vollen Öffnung der Frischluftklappe verstärkt. Dieser Feuerungszugregler hat die Mängel, daß beim Einsatz von Braunkohlenbriketts Explosionsgefahr sowie Vergiftungsgsfahr durch Kohlenmonoxid besteht und daß eine verstärkte Versottung des Schornsteins stattfindet. Weiterhin entstehen Wärmeverluste nach Abschluß des Verbrennungsvorganges, was einen erhöhten Brennstoffbedarf zur Folge hat.

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Des weiteren ist nach DD-PS 59 .618-und. J)D-PS 85 421 eine Fallklappe für häusliche Feuerstätten bekannt, die von Hand geöffnet wird und zunächst durch selbsttätige Arretierung geöffnet bleibt;..Wenn-ein erstes, beliebig hohes Temperaturmaximum im Brennraum überschritten ist, wird die Arretierung durch den Eingriff eines Tensionsthermometers gelöst, woraufhin die Fallklappe die Frischluftzufuhr sofort und vollständig unterbindet. Die absolute Höhe des ersten erreichten Temperaturmaximums im Brennraum bestimmt damit auch die jeweilige Endtemperatur, bei der die Frischluftklappe schließt. Die Fallklappe hat die Mängel, daß die Frischluftzufuhr auch bei zwischenzeitlichem Temperaturabfall im Brennraum unterbunden wird, was zur Explosi-) " ons- und Vergiftungsgefahr durch Kohlenmonoxid führt. Damit im Zusammenhang steht der weitere Mangel, daß die Endtemperatur beispielsweise abhängig ist von der Füllmenge, dem Schornsteinzug je nach Wetterlage, der Durchlässigkeit des Glutbettes bzw. der Beschaffenheit des Heizmaterials.

Nach der DD-PS 99 217 ist eine "Elektromagnetische Luftklappe zur Regulierung der Zugluft an koks- und gasbeheizten Kesseln" bekannt, die im wesentlichen folgendes Merkmal hat: Die Frischluftklappe zum Verbrennungsraum wird durch einen Elektromagneten offengehalten. Wird die Magnetwicklung stromlos gemacht, schließt die Frischluftklappe unter Einwirkung der eigenen . Schwerkraft sofort und vollständig. Außer dem Hinweis, daß ">, die Stromabschaltung durch Verletzen eines TeniOeraturgrenzwertes bewirkt werden könnte, fehlt jede weitere Konkretisierung, . · . *

Dieser Luftklappe sind zunächst die gleichen Mängel zu unterstellen, die zu DD-PS 59 618 und DD-PS 85 421 genannt wurden. Weitere Mangel sind das Erfordernis eines relativ starken Elektromagneten und das Schließen der Frischluftklappe auch bei ungewolltem Spannungsausfäll mit seinen möglichen Folgen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Gewährleistung eines bedienungsfreien Betriebes von braunkohlenbrikettbeheizten Heizkesseln

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- bei Heizkesseln mit oberem Abbrand nach der letzten Brennstoffaufgabe, bei Heizkesseln mit unterem Abbrand nach Einsetzen des vollständigen Verbrennungsprozesses - und die Einsparung von Brennstoff durch rechtzeitiges Drosseln der Frischluftzufuhr. Weiterhin besteht das Ziel der Erfindung darin, dia Explosionsgefahr und die Vergiftungsgefahr durch Kohlenmonoxid auszuschließen sowie die Gefahr der Schornsteinversottung we- sentlich zu verringern.

Ein wesentliches Ziel ist, daß die-Luftzufuhr bei ungewolltem Spannungsausfall nicht unterbrochen wird und daß sie bei unzulässig steigender Vorlauftemperatur stetig eingedrosselt wird.

(^) Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die technischen Mängelursachen der bekannten Lösungen zu vermeiden, die darin bestehen, daß die Frischluftzufuhr bei steigender Vorlauftemperatur bei Braunkohlenbrikettfeuerung unzulässig stark gedrosselt wird, daß bei sinkender Vorlauftemperatur die Luftzufuhr ansteigt und dadurch nach Abschluß des Verbrennungsvorganges zur vorzeitigen Auskühlung der Anlage führt und daß die Luftzufuhr beim ersten Temperaturrückgang im Verbrennungsraum - unabhängig von der Phase des Verbrennungsvorgangs - oder bei ungewolltem Spannungsausfall unterbrochen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt nach dem Anheizen ein-V.) schließlich einer ersten Brennstoffaufgäbe, der bei Heizkesseln mit oberem Abbrand nach dem in Gang gekommenen Verbrennungsprozeß in der Regel eine abschließende Brennstoffaufgabe folgt. Bei überschreiten einer festgelegten oberen Vorlauftemperaturgrenze wird die Frischluftzufuhr eingedrosselt. Das erfindungsgemäße Verfahren hat folgende Merkmale: Nach dem Einschalten der'erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verhindert ein Verzögerungsvorgang, daß auch bei eventuell zunächst eintretendem Abgastemperaturabfall unter eine festgelegte Temperaturgrenze ein Schließen der Frischluftklappe eintritt. Bei Unterschreiten der festgelegten Temperaturgrenze des Abgases am Ende des vollständigen Verbrennungsvorganges wird die Luftzufuhr zum Verbrennungsraum vollständig und irreversibel gedrosselt.

Die erfindungsgemäße Anordnung besteht aus einer Schaltungsanordnung und einer mechanischen Anordnung. · Die Schaltungsanordnung hat folgende Merkmale: Ein Netzschalter ist über einen Mikro se hai t.er mit einem Wechselschalter verbunden. Dieser Wechselschalter ist entweder über einen Schalter oder über eine Relaisschaltung mit einem Tauehankermagneten verbunden. Hinsichtlich der Relaisschaltung ist dieser Wechselschalter mit einem Zeitrelais, weiterhin über dessen Ausgangskontakt sowohl über einen Grenzwertkontakt mit einem Abgasthermometerrelais als auch über dessen Ausgangskontakt mit dem Tauchankermagneten verbunden.

Die mechanische Anordnung hat folgende Merkmale: Die Frisehluftklappe wird über einen Seil- oder Kettenzug, eine Rolle, ein Schlitzelement, einen Sollwerteinsteller, eine Feder und eine üxalenkrolle von einer Arretiervorrichtung offengehalten. Ein Thermoregler wirkt über eine Fernleitung, einen Stellantrieb und einen Thermohebel auf das Sc hutze lerne nt ein.

Bei der Arretiervorrichtimg ist ein Profilstück, an dem sich eine Rastnase, ein Schaltanschlag und ein Handgriff befinden, auf einer Schiene geführt. Ein Arretierhebel steht mit der Rastnase des Profilstücks in funktionellem Zusammenhang. Eine Feder drückt den Arretierhebel gegen das Profilstück. Ein Handauslöser wirkt auf das Profilstück ein. Der Tauchankermagnet ist mit dem Arretierhebel verbunden. Der Schaltanschlag des Profilstücks wirkt auf den Mikroschalter ein.

Die Frischluftklappe wird durch Zug am Handgriff geöffnet und durch den Arretierhebel der Arretiervorrichtung offengehalten. Die Schaltungsanordnung wird mittels des Netzschalters in Betrieb gesetzt. Der Mikroschalter ist bei geöffneter Frischluftklappe geschlossen, da der Schaltanschlag in dieser Stellung nicht am Mikroschalter anliegt. Das Schließen der Frischluftklappe kann von Hand mit Hilfe des Wechselschalters und des Schalters geschehen, wobei der Tauchankermagnet den Arretierhebel anzieht und dadurch die Arretierung der Frischluftklappe löst. In der anderen Stellung des Wechselschalters wird das Zeitrelais erregt, dessen Ausgangskontakt nach einer voreingestellten Zeit schließt. Danach wird bei sinkender Abgas-

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temperatur am Schluß des vollständigen Verbrennungsvorgangs nach Unterschreiten des vorgegebenen Temperaturwertes der Grenzwertkontakt des Abgasthermometerrelais geschlossen. Dadurch wird der Ausgangskontakt des Abgasthermometerrelais geschlossen, so daß der Tauchankermagnet anzieht und die Arretierung der Frischluftklappe, wie bereits beschrieben, gelöst wird.

Tritt vor dieser abschließenden Betätigung der Frischluftklappe eine unzulässige Erhöhung der Vorlauftemperatur auf, so greift der Thermoregler ein. Dabei wirkt die Ausdehnung des Thermoregler über die Fernleitung und den Stellantrieb auf den Thermohebel, der das Schlitzelement gegen die Kraft der Feder bei feststehender Arretierung der Arretiervorrichtung nach unten bewegt und dadurch über die Rolle und den Seilzug die Frischluftklappe in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur in einem eingeengten Temperaturbereich stetig schließt.' Dieser Vorgang ist reversibel. Das Schlitzeleme'nt ist so ausgelegt, daß nach Lösen der Arretierung in der Arretiervorrichtung die Frischluftklappe unabhängig von der Stellung des Thermohebels geschlossen wird.

Das Lösen der Arretierung kann sowohl von Hand durch Betätigen des Handauslösers oder durch Schließen des Schalters als auch in Abhängigkeit von der Abgastemperatur selbsttätig erfolgen. Durch Anziehen des Tauchankermagneten wird der Arretierhebel gegen die Kraft der Feder der Arretiervorrichtung ausgeschwenkt, wodurch die Rastnase freigegeben wird. Nunmehr bewirkt das Gewicht der Frischluftklappe über die mechanische Anordnung mit der Umlenkrolle, daß das Profilstück der Arretiervorrichtung so weit nach oben geführt wird, bis der Mikroschalter durch den Schältanschlag geöffnet wird. Damit wird die Schaltungsanordnung stromlos gemacht.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

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Von den zugehörigen Zeichnungen zeigt

Fig. 1: die Schaltungsanordnung

Fig. 2: die mechanische Anordnung

Fig. 3i. die Arretiervorrichtung der mechanischen Anordnung.

Das Verfahren gewährleistet einen beaufsichtigungsfreien Betrieb des Heizkessels von einem bestimmten Zeitpunkt an und schließt die beaufsichtigungsfreie Beendigung des Verbrennungsprozesses ein.

Das Verfahren benutzt das Unterschreiten eines unteren Grenzwerts der Abgastemperatür, um das Schließen der Frischluftklappe auszulösen. Da dieser untere Grenzwert bei Kesseln mit oberem Abbrand aber mit hoher Wahrscheinlichkeit schon vorher einmal unterschritten wird, ohne daß die Klappe geschlossen werden soll - z.B. nach der letzten Brennstoffaufgabe -, wird dieser Zeitraum der Unterschreitung erfindungsgemäß durch eine zeitliche Verzögerung überbrückt, so daß die Frischluftklappe tatsächlich erst zum Abschluß des Brennprozesses geschlossen wird. Bei Kesseln mit oberem Abbrand wird die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nach der letzten Brennstoffaufgabe in Betrieb gesetzt. Dadurch wird die Phase erhöhter CO-Emission und niedriger Abgastemperatur überbrückt, bis die sinkende Abgastemperatur eindeutig das Ende des Verbrennungsprozesses anzeigt.

Bei Heizkesseln mit unterem Abbrand kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in Betrieb gesetzt werden, wenn der Verbrennungsprozeß voll in Gang gekommen ist.

Bei jeder Grenzwertüberschreitung der Vorlauftemperatur wird die Frischluftzufuhr ohne Rücksicht auf den sonstigen Betriebszustand des Kessels für die Dauer der GrenzwertÜberschreitung eingedrosselt, wobei im Gegensatz zu Kesseln mit oberem Abbrand bei Kesseln mit unterem Abbrand ein größerer Regelbereich realisierbar ist, womit in gewissem Umfang eine Leistungsregelung realisiert wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung besteht aus einer Schaltungsanordnung sowie einer mechanischen Anordnung._vBei der

Schaltungsanordnung ist ein Netzschalter 1 über einen Mikroschalter 2 mit einem Wechselschalter 3 verbunden. Der Wechselschalter 3 ist entweder über den Schalter 4 oder über eine Relaisschaltung mit dem Tauehankermagneten 7 verbunden. Hinsichtlich der Relaisschaltung ist der Wechselschalter 3 mit einem Zeitrelais 5» weiterhin über den Ausgangskontakt 5>·1 des Zeitrelais 5 sowie über den Grenzwertkontakt 6.2 mit dem Abgasthermometerrelais 6 als auch über den Ausgangskontakt 6.1 des Abgasthermometerrelais 6 mit dem Tauchankermagneten 7 verbunden.

Die Frischluftklappe 18 - dargestellt in Fig. 2 - wird über - \ den Seilzug 17, die Rolle 16, das Schlitzelesient 11, den SoIl-

werteinsteller 10, die Feder 9 und die 'Umlenkrolle 8 von der Arretiervorrichtung 26 offengehalten. Der Thermoregler 15 wirkt über die Fernleitung 14, den Stellantrieb 13 und den Thermohebel 12 auf das Schlitzelement 11 ein.

Bei der Arretiervorrichtung 26 - dargestellt in Fig. 3 - ist ein Profilstück 20, an dem sich eine Rastnase 27, ein Schaltanschlag 24 und ein Handgriff 25 befinden, auf einer Schiene 19 geführt. Ein Arretierhebel 21 steht mit der Rastnase 27 in funktionellem Zusammenhang. Eine Feder 4 drückt den Arretierhebel 21 gegen das Profilstück 20. Ein Handauslöser 5 wirkt auf das Profilstück 20 ein. Der Tauchankermagnet 7 ist mit dem Arretierhebel 21 verbunden. Der Schaltanschlag 24 wirkt auf w den Mikroschalter 2 ein.

Claims

-β- 2107 57 Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Überwachung von Heizkesseln, insbesondere Braunkohlenbrikettheizkesseln, beginnend nach dem Anheizen einschließlich einer ersten Brennstoffaufgabe, der bei Heizkesseln mit oberem Abbrand nach dem in Gang gekommenen Verbrennungsprozeß in der Regel eine abschließende Brennstoffaufgabe folgt, wobei bei Überschreiten einer festgelegten oberen Vorlauftemperaturgrenze die Frischluftzufuhr eingedrosselt wird, gekennzeichnet, dadurch, daß nach dem Einschalten der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ein Verzögerungsvorgang auch bei zunächst eintretendem Abgastemperaturabfall unter eine festgelegte Temperaturgrenze ein Schließen der Frischluftklappe verhindert, daß jedoch bei Unterschreiten dieser unteren Abgastemperaturgrenze am Ende des vollständigen Verbrennungsvorganges die Luftzufuhr zum Verbrennungsraum in Abhängigkeit von der abfallenden Abgastemperatur vollständig und irreversibel geschlossen wird.

2, Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, bestehend aus einer Schaltungsanordnung und einer mechanischen Anordnung, bei der eine Frischluftklappe über einen Seil- oder Kettenzug betätigt wird, gekennzeichnet dadurch, daß innerhalb der Schaltungsanordnung ein Netz-

) schalter (1) über einen Mikroschalter (2) mit einem Wechselschalter (3) verbunden ist, daß der Wechselschalter (3) entweder über einen Schalter (4-) oder über eine Relaisschaltung mit einem Tauchankermagneten (7) verbunden ist, daß hinsichtlich der Relaisschaltung der Wechselschalter (3) mit einem Zeitrelais (5), weiterhin über dessen Ausgangskontakt (5.1) sowohl über einen Grenzwertkontakt (6.2) mit einem Abgasthermometerrelais (6) als auch über dessen Ausgangskontakt (6.1) mit dem Tauchankermagneten (7) verbunden ist, daß innerhalb der mechnischen Anordnung die Frischluftklappe (18) über den Seilzug (17)». eine Rolle (16), ein Schlitzelement (11), einen Sollwerteinsteller (10), eine Feder (9) und eine Usilenkrolle (8)

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von einer Arretiervorrichtung (26) offengehalten wird, daß ein Thermoregler (15) über eine Fernleitung (14), einen Stellantrieb (13) und einen Thermohebel (12) auf das Schlitzelement (11) einwirkt.

3· Anordnung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß bei der Arretiervorrichtung (26) ein Profilstück (20), an dem sich eine Rastnase (27), ein Schaltanschlag (24) und ein Handgriff (25) befinden, auf einer Schiene (19) geführt ist, daß ein Arretierhebel (-21) mit der Rastnase (2?) in funktionellem Zusammenhang steht, daß eine Feder (4) den . . Arretierhebel (21) gegen das Profilstück (20) drückt, daß -- ein Handauslöser (5) auf das Profilstück (20) einwirkt, daß der Tauchankermagnet (7) mit dem Arretierhebel (21) verbunden ist und daß der Schaitanschlag (24) auf einen " Mikroschalter (2) einwirkt.

Hierzu__^3 Seiten Zeichnungen