[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Wärme aus zumindest einem
Energieträgermedium unter Hinzufügen von Luft, mit zumindest einem Gebläse zum Einbringen
eines Energieträger-Luft-Gemisches in einen Brenner.
[0002] Vorrichtungen der vorbezeichneten Gattung finden als sogenannte Heizgeräte Anwendung
zur Erwärmung von Räumen in Privathäusern wie auch in Gewerbeeinheiten. Ein Energieträgermedium,
beispielsweise Erdgas, wird zu diesem Zwecke verbrannt, um ein Wärmeträgermedium,
beispielsweise Wasser, in einem Heizungskreislauf zu erhitzen.
[0003] Das Verbrennen des Energieträgermediums erfolgt unter Hinzufügen von Luft. Das Vorhandensein
von Luft ist zur Ausbildung einer Flamme mit möglichst hohem Wirkungsgrad erforderlich.
Um den Wirkungsgrad einer Flamme in einer gattungsgemäßen Vorrichtung optimal einzustellen,
ist bereits vorgeschlagen worden, Luftzahlregelungen vorzunehmen. Hier wird häufig
in der Flamme selbst ein lonisationssignal gewonnen, anhand dessen die Brennstoffmenge
eingestellt wird.
[0004] Problematisch ist dabei, dass gattungsgemäße Vorrichtungen auch aus ein und derselben
Serie eines Herstellers an verschiedenen Orten eingesetzt werden. Die Orte können
sich hinsichtlich ihrer Höhenlage wie auch hinsichtlich ihrer dort jeweils vorhandenen
Energieträgermedien und/oder klimatischen Bedingungen unterscheiden. Problematisch
können auch unterschiedliche Abgasanlagen (z. B. Längen) sein.
[0005] Gerade bei verschiedenen Anordnungen von gattungsgemäßen Vorrichtungen und voneinander
abweichenden Energieträgermedien besteht darüber hinaus noch die Anforderungen, eine
derartige Vorrichtung mit geringer Leistung fahren zu können. So soll eine gattungsgemäße
Vorrichtung beispielsweise mit einer Leistung kleiner 2 kW stabil laufen.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung zum
Erzeugen von Wärme besser und genauer als bisher im Stand der Technik bekannt zu regeln,
damit sie auch für Leistungen im Bereich kleiner 2 kW benutzbar ist.
[0007] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einem Führungsweg für die
hinzuzuführende Luft oder für ein Energieträger-Luft-Gemisch zumindest ein Massestromsensor
für die Luft oder für das Energieträger-Luft-Gemisch angeordnet ist, der mit einer
das Gebläse beaufschlagenden Regelung verschaltet ist.
[0008] Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Führungsweg für die hinzuführende Luft
oder für ein Energieträger-Luft-Gemisch ein Massestromsensor angeordnet. Mit diesem
Massestromsensor ist der Massenstrom der tasächlichen zugeführten Luft auch in einem
Gemisch feststellbar. Durch diese unmittelbare Feststellung können Luftdruckunterschiede
aufgrund voneinander verschiedener Höhenlagen und damit aufgrund voneinander verschiedener
Luftdrücke ausgeglichen werden. Auch das Vorliegen voneinander verschiedener Temperaturen
zugeführter Luft und unterschiedliche Abgasanlagen können berücksichtigt werden. Auch
diese wirken sich auf den Luftmassenstrom aus.
[0009] Der Massestromsensor ist mit einer Regelung für das Gebläse verknüpft, so dass seine
festgestellten Daten in die Regelung des Gebläses einfließen. Nach einer Weiterbildung
der Erfindung ist vorgesehen, dass der Massestromsensor mit dem Gebläse direkt verschaltet
ist. Der Massestromsensor kann also dazu genutzt werden, das Gebläse zu regeln. Es
wird nicht mehr lediglich die Drehzahl des Gebläses vorgegeben, sondern die tatsächlich
vom Gebläse zugeführte z. B. Luftmenge wird erfasst und als Wert für die Drehzahl
angenommen. Die Kenntnis über die zugeführte Luftmenge ermöglicht dann auch eine zielgerichtete
Zuführung von Energieträgermedium. Auch beim Energieträgermedium kann es Unterschiede
geben, bei allen Gasarten (z. B. der II und III Gasfamilien) sind voneinander verschieden.
Bei allen Gasen sowie in jeder Höhenlage einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und bei
jeder Temperatur soll jedoch auf eine geringe Leistung von unter 2 kW heruntermoduliert
werden, da das Ausschalten einer beispielsweisen 25 kW - Vorrichtung bei wärmeren
Temperaturen oder in Übergangszeiten umgangen werden soll. Mehrfaches Ein- und Ausschalten
reduzieren die Standzeit einer gattungsgemäßen Vorrichtung, außerdem kann dies zu
einer Erhöhung von Emissionen führen.
[0010] Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Massestromsensor mit der Regelung für das
Gebläse über einen Konverter zu Drehzahl verschaltet ist. Mit Hilfe dieses Konverters
ist aus dem gemessenen Massestromsignal direkt eine Drehzahl ablesbar, die der Regelung
für das Gebläse zugeführt wird. In diesem Falle suggeriert der Massestromsensor Eigenschaften
des Gebläses, dieses kann dadurch sehr genau geregelt werden.
[0011] Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Führungsweg
durch zumindest eine Verbindung ausgebildet ist. Die Verbindung bildet einen Aufnahmebereich
für den Massestromsensor aus.
[0012] Zur weiteren Ausbildung der Erfindung kann noch vorgesehen sein, dass während der
Messung der Luft oder des Energieträger-Luft-Gemisches ein zweites Signal über die
Güte der Flamme im Brenner gemessen wird. Dieses zweite Signal kann einer Regelung
für die Verbrennung zugeführt werden. Das Signal hilft, Eigenschaften des Brenners
zu erfassen, um einen stabilen Betrieb auch bei einer geringen Leistung zu ermöglichen.
Dieses zweite Signal kann beispielsweise ein Ionisationsstromwert sein.
[0013] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale
ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1:
- eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erzeugen von Wärme aus zumindest
einem Energieträgermedium unter Hinzufügen von Luft, und
- Fig. 2:
- eine Alternative Ausbildung einer Vorrichtung gemäß Fig. 1.
[0014] Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Brennkammer 1 auf. In der Brennkammer
1 ist ein Brenner 2 angeordnet, eine durch den Brenner 2 ausgebildete Flamme wird
durch einen Ionisationsflammenfühler 3 überprüft. Der Ionisationsflammenfühler 3 ist
über eine Leitung 5 mit einer Verbrennungs-steuerung/Regelung 15 verschaltet.
[0015] Im oberen Bereich der Brennkammer 1 befindet sich ein Wärmetauscher 16 z. B. für
ein Heizungsmedium, weiter oberhalb treten entlang des Pfeils 4 die Abgase aus der
Brennkammer 1 aus.
[0016] Neben dem Brenner 2 ist ein Mischer 7 für hinzugefügtes Gas entlang Pfeil 8 und für
hinzugefügte Luft entlang Pfeil 9 vorhanden. Die Gaszuführung erfolgt über ein Gasventil
10, das über eine Verbindung 11 mit der Verbrennungssteuerung/Regelung 15 verknüpft
ist. Das Gemisch aus hinzugeführtem Gas und hinzugeführter Luft wird mit einem Gebläse
12 beschleunigt, dieses Gebläse 12 ist über eine Verbindung 11 von einer Steuerung/Regelung
beaufschlagt. Die Steuerung/Regelung ist eine Massestromsteuerung/- regelung 18, da
diese Massestromsteuerung/-regelung 18 über eine Verbindung 11 direkt mit einem Massenstromsensor
14 verknüpft ist. Der Massestromsensor 14 ist in einer Verbindung 13 für die Luft
angeordnet.
[0017] In Fig. 1 erfolgt eine Steuerung/Regelung des Gebläses 12 anhand des gemessenen Massestromsensors
14.
[0018] In Fig. 2 bildet dagegen der Massestromsensor 14 ein Drehzahlsignal aus, das über
die Verbindung 11 in die Regelung gegeben wird, die hier eine Drehzahlsteuerung/Steuerung
17 ist.
[0019] In der Datenverbindung 11 zwischen Massestromsensor 14 und Drehzahlsteuerung/Regelung
17 ist ein Konverter zu Drehzahl 19 angeordnet.
1. Vorrichtung zum Erzeugen von Wärme aus zumindest einem Energieträgermedium unter Hinzufügen
von Luft, mit zumindest einem Gebläse zum Einbringen eines Energieträger-Luft-Gemisches
in einen Brenner,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem Führungsweg für die hinzuzuführende Luft oder für ein Energieträger-Luft-Gemisch
zumindest ein Massestromsensor (14) für die Luft oder für das Energieträger-Luft-Gemisch
angeordnet ist, der mit einer das Gebläse (12) beaufschlagenden Regelung (17/18) verschaltet
ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsweg durch zumindest eine Verbindung (13) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Massestromsensor (14) mit der Regelung (18) direkt verschaltet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Massestromsensor (14) mit der Regelung (17) über einen Konverter zu Drehzahl
(19) verschaltet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Messung der Luft oder des Energieträger-Luft-Gemisches ein zweites Signal
über die Güte der Flamme im Brenner (2) gemessen wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Signal ein Ionisationsstromwert ist.