EP0640800B1 - Verfahren zum Betreiben einer Warmwasserheizung - Google Patents

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EP0640800B1
EP0640800B1 EP94113213A EP94113213A EP0640800B1 EP 0640800 B1 EP0640800 B1 EP 0640800B1 EP 94113213 A EP94113213 A EP 94113213A EP 94113213 A EP94113213 A EP 94113213A EP 0640800 B1 EP0640800 B1 EP 0640800B1
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EP
European Patent Office
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burner
switching hysteresis
switching
minimum value
heating
Prior art date
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EP94113213A
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EP0640800A1 (de
Inventor
Hermann Köller
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Elster Kromschroeder GmbH
Original Assignee
G Kromschroeder AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • 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
    • F24H15/355—Control of heat-generating means in heaters
    • F24H15/36—Control of heat-generating means in heaters of burners

Definitions

  • a heating controller When a central hot water heater is in operation, a heating controller preferably sets the boiler water temperature depending on the weather and / or the room temperature and accordingly switches an oil or gas burner of the boiler on and off at intervals. Since each new burner start leads to increased pollutant emissions, the aim is to extend the burner runtime per switch-on process.
  • Control procedures are therefore known in which your burner has a fixed minimum runtime, for example a time of two minutes. Since the burner is not switched off during this minimum running time, irrespective of the boiler water temperature reached, the specified setpoint is often considerably exceeded, especially when the heating load is low. Burner operation with fixed minimum runtimes can therefore trigger the safety temperature limiter, especially for boilers with low water content or with high boiler temperature setpoints.
  • the controller specifies the burner running time after a temperature-dependent switching hysteresis.
  • the switching hysteresis is high, while when the boiler water temperature is high, the switching hysteresis is low.
  • This control method therefore only takes into account the boiler temperature setpoint, but not the load on the boiler.
  • the invention has for its object to show a control method for operating a heating system, in which a minimization of the burner starts can be achieved without loss of comfort under all load conditions.
  • the invention is advantageous in that a minimum number of burner starts is achieved in the different load cases of a heating system, but mainly with a high setpoint of the flow temperature and low heat consumption. There are no major temperature fluctuations in the heated rooms. Overall, a not inconsiderable reduction in pollutants is achieved over a longer period, for example a heating period, with comparable power output.
  • the burner running time t in minutes (min) is plotted on the abscissa in the nomogram, while the switching hysteresis or the associated temperature interval ⁇ K of the boiler is recorded in Kelvin (K) on the ordinate.
  • the interdependency between the switching hysteresis and the burner running time, which is represented as a kinked straight line, is entered in the axis cross.
  • the burner receives a switching hysteresis of 20 K at start-up, ie after switching on, which is continuously reduced to about 5 K within a running time of mostly 5 min in accordance with the inclined line entered.
  • This value of the switching hysteresis is maintained during the further burner runtime, as the parallel to the abscissa shows. This guarantees a sensible and low-pollution burner operation in the vast majority of load cases.
  • both the switching hysteresis and the associated burner runtime can be changed.
  • the switching hysteresis can be set from a value of 20 K down to 5 K for a heating controller that works according to the procedure.

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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Description

  • Bei in Betrieb einer zentralen Warmwasserheizung gibt ein Heizungsregler vorzugsweise abhängig von der Witterung und/oder der Raumtemperatur die Kesselwassertemperatur vor und schaltet dementsprechend einen Öl- oder Gasbrenner des Kessels in Intervallen ein und aus. Da jeder erneute Brennerstart zu einem erhöhten Schadstoffausstoß führt, wird eine Verlängerung der Brennerlaufzeit pro Einschaltvorgang angestrebt.
  • Es sind deshalb Regelverfahren bekannt, bei denen dein Brenner eine Mindestlaufzeit fest vorgegeben ist, beispielsweise eine Zeit von zwei Minuten. Da während dieser Mindestlaufzeit der Brenner, unabhängig von der erreichten Kesselwassertemperatur, nicht abgeschaltet wird, kommt es insbesondere bei geringer Heizlast oftmals zu einer erheblichen Überschreitung des vorgegebenen Sollwertes. Der Brennerbetrieb mit festen Mindestlaufzeiten kann daher vor allem bei Kesseln mit geringen Wasserinhalten oder bei hohen Kesseltemperatur-sollwerten zum Auslösen des Sicherheitstemperaturbegrenzers führen.
  • Um eine solche erhebliche Störung des Heizungsbetriebes zu vermeiden, sind auch Verfahren bekannt, bei denen der Regler nach einer temperatur-abhängigen Schalthysterese die Brennerlaufzeit vorgibt. Bei niedrigen Kesselwassertemperaturen wird mit großer Schalthysterese gearbeitet, während bei hohen Kesselwassertemperaturen mit kleiner Schalthysterese gesteuert wird. Dieses Regelverfahren berücksichtigt also nur den Kesseltemperatursollwert, nicht aber die Belastung des Kessels.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelverfahren zum Betreiben einer Heizungsanlage aufzuzeigen, bei dem unter allen Lastbedingungen eine Minimierung der Brennerstarts ohne Einbuße an Behaglichkeit erreichbar ist.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß Anspruch 1, 1.Teil, gemäß EP-A-412 244, durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung ist insofern vorteilhaft, als bei den unterschiedlichen Lastfällen einer Heizungsanlage, hauptsächlich aber bei hohem Sollwert der Vorlauftemperatur und geringer Wärmeabnahme, jeweils ein Minimum an Brennerstarts erreicht wird. In den beheizten Räumen treten hierbei keine größeren Temperaturschwankungen auf. Insgesamt wird so über einen längeren Zeitraum, beispielsweise eine Heizperiode, bei vergleichbarer Leistungsabgabe eine nicht unerhebliche Schadstoffreduzierung erzielt.
  • Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Nomogramms ist die Erfindung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nachstehend näher erläutert.
  • In dem Nomogramm ist auf der Abszisse die Brennerlaufzeit t in Minuten (min) aufgetragen, während auf der Ordinate die Schalthysterese bzw. das zugehörige Temperaturintervall ΔϑK des Kessels in Kelvin (K) vermerkt ist. Eingetragen in das Achsenkreuz ist die bei dem Verfahren gegebene Abhängigkeit zwischen der Schalthysterese und der Brennerlaufzeit, die sich als geknickte Gerade darstellt. Vorzugsweise erhält der Brenner beim Start, d. h. nach dem Einschalten, eine Schalthysterese von 20 K, die innerhalb einer Laufzeit von zumeist 5 min entsprechend der eingetragenen Schräglinie auf etwa 5 K kontinuierlich vermindert wird. Dieser Wert der Schalthysterese wird während der weiteren Brennerlaufzeit beibehalten, wie die Parallele zur Abszisse wiedergibt. Damit ist bei den allermeisten Lastfällen ein sinnvoller und schadstoffarmer Brennerbetrieb gewährleistet.
  • Um gegebenenfalls eine Anpassung an außergewöhnliche Kessel- und Brennerverhältnisse in Abhängigkeit von der Heizlast vornehmen zu können, läßt sich sowohl die Schalthysterese als auch die zugehörige Brennerlaufzeit verändern. So kann bei einem nach dem Verfahren arbeitenden Heizungsregler die Schalthysterese vom Wert 20 K bis herunter auf 5 K eingestellt werden. Ähnliches gilt für die Laufzeit, während der die Schalthysterese auf den Mindestwert für den Dauerbetrieb herabgeregelt wird. Diese Zeitdauer läßt sich in der Praxis zwischen 1 und 10 min einstellen, wobei der Mittelwert als übliche Grundeinstellung dient.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Warmwasserheizung mit einem gas- oder ölbefeuerten Kessel, dessen Brenner von einem Heizungsregler, insbesondere mit Zweipunktausgang, mit variabler Schalthysterese gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschalten des Brenners der Heizungsregler unabhängig von der Kesselwassertemperatur eine große Schalthysterese (ΔϑK) erhält, die mit zunehmender Laufzeit (t) des Brenners innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer kontinuierlich kleiner wird, bis ein für den Dauerbetrieb geeigneter Mindestwert der Schalthysterese (ΔϑK) erreicht ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer vom Einschalten des Brenners bis zum Erreichen des Mindestwertes der Schalthysterese (ΔϑK) von 1 bis 10 min einstellbar ist, bevorzugt jedoch etwa 5 min beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und.2, dadurch gekennzeichnet, daß der Maximalwert der Schalthysterese (ΔϑK) vorzugsweise etwa 20 K und der Mindestwert etwa 5 K beträgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Maximalwert der Schalthysterese (ΔϑK) einstellbar ist und sich bis auf den Mindestwert stetig verstellen läßt.
EP94113213A 1993-08-25 1994-08-24 Verfahren zum Betreiben einer Warmwasserheizung Expired - Lifetime EP0640800B1 (de)

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EP0640800A1 EP0640800A1 (de) 1995-03-01
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EP0640800A1 (de) 1995-03-01
DE4328558A1 (de) 1995-03-02
DE59401315D1 (de) 1997-01-30

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