Verfahren zum Betreiben eines mit einem Brenner beheizbaren Niedertemperatur-Heizkessels

Abstract

 Bei einem Verfahren zum Betreiben eines Brennerbeheizten Niedertemperatur-Heizkessels wird in den Heizkessel einströmendem Wärmeträger aus dem Heizkessel ausströmender Wärmeträger beigemischt, wenn eine Mindesttemperatur am Kesseleingang unterschritten ist. Zugleich wird bei Unterschreiten der Mindesttemperatur am Kesseleinlauf und/oder einer Solltemperatur am Kesselauslauf der Brenner eingeschaltet. Der Brennerwird ausgeschaltet, wenn die Mindesttemperatur am Kesseleingang und die Solltemperatur am Kesselausgang überschritten wird. Ferner wird entweder die Solltemperatur am Kesselausgang in Bezug zum Verlauf der Temperatur des Heizungsrücklaufes auf einer um ihren Ursprungspunkt entgegen dem Uhrzeigersinn gedrehten Kurve (2) gehalten oder die Temperatur des Kesseleinlaufes wird auf einer Kurve (1) gehalten, die um ihren Ursprungspunkt gegenüber der Kurve (2) im Uhrzeigersinn gedreht ist. Die Kurven (1, 2) sind untereinander gleich und haben den gleichen Ursprungspunkt. Sie haben in jedem Punkt jedoch verschiedene Steigungen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines mit einem Brenner beheizbaren Niedertemperatur-Heizkessels nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

[0002] Niedertemperatur-Heizkessel müssen zur Verhinderung von Schwitzwasser im Kessel bei oder oberhalb einer Minimaltemperatur geregelt werden. Diese Minimaltemperatur ist je nach Art des angewendeten Heizsystems des Heizmittels und der Kesselkonstruktion verschieden. Sie stimmt sich im wesentlichen als ein integraler Wert von Temperaturen des Wärmeträgers an der Stelle des Kesseleinlaufes und am Kesselausgang.

[0003] Es wird bereits ein Verfahren zum Betreiben eines mit einem Brenner beheizbaren Niedertemperatur-Heizkessels nach dem Oberbegriff des Patentanspruches angewandt. Die Regelung der Kesseltemperatur erfolgt hierbei mittels Thermostat. Eine Einstellung unterhalb der Minimaltemperatur ist mechanisch verriegelt. Das Temperaturgefälle im Kessel zwischen Kesseleinlauf und Kesselausgang kann mittels Beimischpumpe reduziert werden. Höhere Kesselwassertemperaturen werden durch manuelles Verstellen der Thermostaten oder durch Überlagerung der Heizkurve eines Heizungsreglers um eine feste Temperaturdifferenz erreicht.

[0004] Das bekannte Verfahren arbeitet nicht besonders wirtschaftlich, weil mindestens zeitweise zur Reduzierung des Temperaturgefälles zwischen Kesseleinlauf und Kesselausgang der Wärmeträger nach Maßgabe des Heizungsreglers auf höhere Temperaturen aufgeheizt wird, als an sich zur Verhinderung von Schwitzwasser im Heizkessel notwendig.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren zum Betreiben eines mit einem Brenner beheizbaren Niedertemperatur-Heizkessels der im Oberbegriff des Patentanspruches genannten Art so auszubilden, daß es besonders wirtschaftlich arbeitet und dennoch Schwitzwasserbildungen mit Sicherheit vermieden sind.

[0006] Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

[0007] Die gefundene Lösung hat den Vorteil, daß zu seiner Durchführung nur einfache Mittel erforderlich sind. Die Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß die Temperaturen des Wärmeträgers am Kesselausgang bei Gefahr von Schwitzwasserbildung auf Werten gehalten werden, die gerade noch ausreichen, die Bildung von Schwitzwasser zu verhindern. Über das notwendige Maß hinausgehende Übertemperaturen des Wärmeträgers am Kesselausgang werden auf jeden Fall vermieden, unabhängig davon, welche äußeren Bedingungen und Anforderungen vorliegen. Ein weiterer Vorteil der gefundenen Lösung besteht darin, daß durch die direkte Temperaturerfassung Grenzfälle der Unterschreitung der Mindesttemperatur, wie zum Beispiel bei der Warmwasserbereitung und der Erwärmung von Schwimmbadwasser, sicher verhindert werden.

[0008] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand einer Zeichnung beschrieben, die ein zwei Kurven aufweisendes Diagramm zeigt.

[0009] In der Zeichnung ist mit 1 der Kurvenverlauf der Temperaturen eines in einem Heizungskreislauf umströmenden Wärmeträgers an einer Stelle bezeichnet, an der der Wärmeträger aus dem Heizungsrucklauf in einen Niedertemperatur-Heizkessel einströmt, in dem mittels eines Brenners der Wärmeträger nach Maßgabe eines Heizungsreglers aufgeheizt wird. Die Einströmstelle wird nachfolgend als Kesseleinlauf bezeichnet.

[0010] Mit 2 ist in der Zeichnung der Kurvenverlauf der Temperaturen des Wärmeträgers an der Stelle des Austritts aus dem Heizkessel und des Eintritts in den Vorlauf des Heizungskreislaufes bezeichnet. Die Stelle des Austritts des Wärmeträgers wird nachfolgend als Kesselausgang bezeichnet.

[0011] Die Kurven 1 und 2 sind in Abhängigkeit von Außentemperaturen aufgetragen.

[0012] Ein waagrechter Abschnitt 1a der Kurve 1 gibt eine Mindesttemperatur an, die zur Vermeidung von Schwitzwasser an den Wänden des Heizkessels nicht unterschritten werden darf. Im vorliegenden Beispiel beträgt die Mindesttemperatur 55° C. Je nach Art des Heizkessels des Heizmittels und Ausbildung des verwendeten Heizsystems kann sich die Mindesttemperatur jedoch nach oben oder unten ändern.

[0013] Dem am Kesseleingang einströmenden Wärmeträger wird aus dem Kesselausgang ausströmender Wärmeträger mittels einer Beimischpumpe zur Reduzierung des Wärmegefälles zwischen Kesseleinlauf und Kesselausgang beigemischt, wenn die Mindesttemperatur unterschritten wird.

[0014] Der sich an den waagrechten Abschnitt anschließende Kurvenast 1b der Kurve 1 wird von einem vom Heizungsrücklauf beeinflußten Heizungsregler bestimmt.

[0015] Der Heizungsregler kann jedoch auch vom Heizungsvorlauf bestimmt sein (nicht dargestellt).

[0016] Bei Unterschreiten der Mindesttemperatur des Wärmeträgers im Kesseleinlauf (Abschnitt 1a der Kurve 1), wird der Brenner eingeschaltet. Durch die Mischung mit aus dem Kesselausgang kommenden Wärmeträger wird die Temperatur des wärmeträgers am Kesseleingang angehoben und so die Mindesttemperatur auf ihrem vorgegebenen Wert gehalten.

[0017] Der Brenner wird auch eingeschaltet, wenn eine Solltemperatur des Wärmeträgers am Kesselausgang unterschritten wird. Hierbei wird davon ausgegangen, daß eine Unterschreitung der Mindesttemperatur am Kesseleinlauf vorliegt, wenn die Solltemperatur am Kesselausgang unterschritten ist.

[0018] Umgekehrt wird beim Überschreiten der Mindesttemperatur des Wärmeträgers am Kesseleingang und beim Überschreiten der Solltemperatur des Wärmeträgers am Kesselausgang der Brenner ausgeschaltet.

[0019] Während des Betriebs der Beimischpumpe verläuft die Temperaturkurve 2 des aus dem Heizkessel austretenden Wärmeträgers im Abschnitt 2a etwa parallel zum Abschnitt 1a der Kurve 1. Nach ihren parallelen Abschnitten 1a,2a ändern die Kurven 1,2 infolge weiterer Verfahrensmaßnahmen ihren Verlauf.

[0020] Für die genannten Verfahrensmaßnahmen gilt entweder die Kurve 1 als Bezugskurve, wenn der Heizungsregler im Heizungsrücklauf angeordnet ist oder die Kurve 2 als Bezugskurve, wenn der Heizungsregler vom Heizungsvorlauf beeinflußt ist.

[0021] Unabhängig von ihren parallelen Abschnitten 1a, 2a, haben die beiden Kurven 1,2 den gleichen Ursprungspunkt, der im Beispiel bei 2₀° C Temperatur des Wärmeträgers und 2₀° C Außentemperatur liegt.

[0022] Im Fall der Anordnung des Heizungsreglers im Heizungsrücklauf wird der Heizkessel so betrieben, daß, wie dargestellt, die für die Solltemperatur des Wärmeträgers am Kesselausgang maßgebende Kurve 2 in Bezug zu dem in der Kurve 1 angezeigten Verlauf der Temperatur des Wärmeträgers im Heizungsrücklauf einen entgegen dem Uhrzeigersinn um den Ursprungspunkt gedrehten Verlauf nimmt. Dabei ist die Kurve 2 gleich der Kurve 1, hat jedoch in jedem Punkt eine größere Steigung als diese.

[0023] Der Grad der Drehung der Kurve 2 um den mit der Kurve 1 gemeinsamen Ursprungspunkt ist von der Art des Heizkessels und dem angewendeten Heizsystem abhängig und muß empirisch ermittelt werden.

[0024] Im Fall der Anordnung des Heizungsreglers im Heizungsvorlauf wird der Heizkesselbetrieb so gesteuert, daß die für die Temperatur des Wärmeträgers am Kesseleinlauf maßgebende Kurve 1 zwar gleich der Kurve 2, jedoch gegenüber dieser um den gemeinsamen Ursprungspunkt im Uhrzeigersinn gedreht ist. Auch in diesem Falle hängt der Grad der

[0025] Drehung um den Ursprungspunkt vom Heizkessel und vom Heizungssystein ab und muß empirisch ermittelt werden.

Ansprüche

Verfahren zum Betreiben eines mit einem Brenner beheizten Niedertemperatur-Heizkessels, wobei einem in einem Heizungskreislauf umströmenden Wärmeträger am Übergang zwischen Heizungsrücklauf und Kesseleinlauf aus dem Kesselausgang austretender-und in den Heizungsvorlauf eintretender Wärmeträger mittels einer Beimischpumpe, zur Reduzierung eines Temperaturgefälles des Wärmeträgers zwischen dem Kesseleinlauf und dem Kesselauslauf beigemischt wird, wenn eine Mindesttemperat»r des Wärmeträgers am Kesseleinlauf unterschritten ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterschreiten der Mindesttemperatur des Wärmeträgers am Kesseleinlauf und/oder Unterschreiten einer Solltemperatur des Wärmeträgers am Kesselausgang der Brenner eingeschaltet und bei Überschreiten der Mindesttemperatur des Wärmeträgers am Kesseleinlauf und bei Überschreiten der Solltemperatur des Wärmeträgers am Kesselausgang der Brenner ausgeschaltet wird; und daß entweder die Solltemperatur des Wärmeträgers am Kesselausgang in Bezug zum Verlauf der Temperatur des Heizungsrücklaufes auf einer um ihren Ursprungspunkt entgegen dem Uhrzeigersinne gedrehten Kurve (2) gehalten oder die Temperatur des Kesseleinlaufes auf einer gegenüber dem Verlauf der Temperatur des Heizungsvorlaufes auf einer Kurve gehalten wird, die im Uhrzeigersinn um ihren Ursprungspunkt gedreht ist wobei die beiden Kurven (1,2) untereinander etwa gleich sind und den gleichen Ursprungspunkt aufweisen.

Zeichnung