Verfahren zur Regelung der Aufheiztemperatur eines Durchlauferhitzers sowie regelbare Durchlauferhitzer

Abstract

 Zur Regelung der Aufheiztemperatur eines Durchlaufer­hitzers (10), der einer Zerstäuberdüse (1) eines Oel­brenners vorgeschaltet ist, ist vorgesehen, den Durch­lauferhitzer (10) vor Inbetriebnahme des Oelbrenners mit einer reduzierten Heizleistung und/oder in einzelnen Temperaturstufen verzögert auf seine Betriebstemperatur aufzuheizen.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Aufheiz­temperatur beim Anlauf eines Brenners, wenn überhaupt, nur geringfügig überschritten wird, so daß zuverlässig ausgeschlossen ist, daß im Durchlauferhitzer (10) Crack-­Vorgänge stattfinden. Koksartige Rückstände können sich demnach nicht bilden, Verstopfungen in der Zerstäuberdüse (1) sowie eine Verschlechterung des Wärmeüberganges werden demnach vermieden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Rege­lung der Aufheiztemperatur eines Durchlauferhitzers sowie einen Durchlauferhitzer zur Anwendung dieses Ver­fahrens.

[0002] Bei Ölbrennern mit kleineren Leistungen ist es viel­fach erforderlich, um eine gute Zerstäubung des Heiz­öls zu erreichen, dieses vorzuwärmen. Die Viskosität und die Dichte des Heizöls sind nämlich oftmals unter­schiedlich. Zwar ist durch eine Vorwärmung des Heizöls auf ca. 60°C mittels eines unmittelbar vor der Zerstäu­berdüse angeordneten Durchlauferhitzers eine nahezu konstante Zerstäubungsviskosität und somit ein sicheres Zünden des Brenners und eine gleichmäßige Verbrennung zu erreichen, beim Überschreiten dieser Temperatur bil­den sich aber koksartige Rückstände. Dies führt unter Umständen zur Verkokung der Heizflächen des Durchlaufer­hitzers, so daß der Wärmeübergang beeinträchtigt wird und Verstopfungen in der Zerstäuberdüse auftreten können; außerdem wird durch den erhöhten Widerstand der Zer­stäubungsdruck an der Zerstäuberdüse verkleinert, so daß eine unvollkommene Verbrennung in Kauf zu nehmen ist und durch mitgerissene Kokspartikel die Verstopfun­gen in der Zerstäuberdüse hervorgerufen werden. Bei den bisher bekannten an einem Bimetall-Freigabethermo­staten angeschlossen Durchlauferhitzern sind derartige Überhitzungen des Heizöls bei dessen Vorwärmung nicht zu vermeiden, so daß diese Nachteile in Kauf zu nehmen sind.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Regelung der Aufheiztemperatur eines Durchlauferhitzers zu schaffen, mittels dem sichergestellt ist, daß die Aufheiztemperatur beim Anlauf eines Brenners, wenn über­haupt, jeweils nur geringfügig überschritten wird, so daß zuverlässig ausgeschlossen ist, daß im Durchlaufer­hitzer Crack-Vorgänge stattfinden. Koksartige Rück­stände können sich demnach nicht bilden, dadurch be­dingte Verstopfungen in der Zerstäuberdüse sowie eine Verschlechterung des Wärmeüberganges sollen demnach ebenfalls vermieden werden.

[0004] Gemäß der Erfindung ist das Verfahren zur Regelung der Aufheiztemperatur eines Durchlauferhitzers, mittels dem dies zu erreichen ist, dadurch gekennzeichnet, daß derDurchlauferhitzer vor Inbetriebnahme des Ölbrenners mit einer reduzierten Heizleistung und/oder in einzel­nen Temperaturstufen verzögert auf seine Betriebstempe­ratur aufgeheizt wird.

[0005] Hierbei kann der Durchlauferhitzer mit einer gegenüber seiner maximalen Heizleistung um ca. 70 - 80 % reduzierten Heizleistung auf die Betriebstemperatur aufgeheizt werden, wobei dessen Heizleistung durch eine elektrische Leistungsschaltung derart reduziert werden kann, daß zum Erreichen der Betriebstemperatur der Temperaturanstieg pro Zeiteinheit einer vorgegebenen Funktion entspricht.

[0006] Nach einer andersartigen Verfahrensweise kann der Durchlauferhitzer vor Inbetriebnahme des Ölbrenners auch durch eine wählbare Reduktion der Einschltdauer des Heizwiderstandes in mehreren Temperaturstufen auf seine Betriebstemperatur aufgeheizt werden. Die Ein­schaltdauer des Heizwiderstandes des Durchlaufer­hitzers kann in diesem Fall auf 10 bis 30 % mittels eines Kondensators gegenüber der maximalen Einschalt­dauer reduziert werden.

[0007] Ferner ist es möglich, den Durchlauferhitzer vor Inbetriebnahme des Ölbrenners durch stufenlose oder stufenweise Erhöhung seiner Solltemperatur auf die Be­triebstemperatur aufzuheizen. Hierbei sollte die Soll­temperatur des Durchlauferhitzers kontinuierlich mit einer Steilheit von 0,2 bis 1°C/Sec oder in Stufen von 1 bis 10° C pro 1 bis 10 Sec erhöht werden.

[0008] Zweckmäßig ist es des weiteren, die Erhöhung der Auf­heiztemperatur des Durchlauferhitzers mittels einer Regelelektronik vorzunehmen, der mittels eines an oder vor der Zerstäuberdüse angeordneten Fühlers die jeweilige Betriebstemperatur des zu erwärmenden Öles zuführbar ist.

[0009] Der Durchlauferhitzer, bei dem diese unterschiedlichen Verfahren zur Regelung seiner Aufheiztemperatur anwend­bar sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Zerstäuberdüsen vorgeschalteten Gehäuse ein von dem zu erwärmenden Öl durchströmbarer mit einem Heizungs­widerstand versehener Durchlauferhitzer eingesetzt ist, und daß auf der der Zerstäuberdüse zugekehrten Seite des Gehäuses oder an dieser ein in den Ölstrom hineinragender Temperaturfühler vorgesehen ist, der mit einer die Stromaufnahme des Heizwiderstandes beein­flussenden und an einen einstellbaren mit dem Ölbrenner gekoppelten Freigabe-Thermostaten angeschlossenen Re­gelelektronik verbunden ist.

[0010] Die Regelelekronik kann hierbei in einfacher Ausge­staltung aus einem mit dem Temperaturfühler verbundenen Steuerteil, einem diesem nachgeschalteten Schwellen­schalter sowie einem Leistungsteil, der mit dem Heiz­widerstand des Durchlauferhitzers verbunden ist, bestehen.

[0011] Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des gemäß der Erfindung ausgebildeten Durchlauferhitzers ist es in sehr zuverlässiger Weise möglich, diesen vor dem Einschalten des Ölbrenners auf eine einstellbare Be­triebstemperatur aufzuheizen, ohne daß dabei die vor­gegebene Aufheiztemperatur in einem Maße überschritten wird, daß in dem Heizöl koksartige Rückstände gebildet werden. Wird nämlich der Durchlauferhitzer mit einer reduzierten Heizleistung und/oder in einzelne Temperatur­stufen und demnach verzögert auf seine Betriebstempe­ratur gebracht, so ist es trotz des geringen Regelauf­wandes nahezu ausgeschlossen, daß eine derartige Über­hitzung des Heizöls und somit Crack-Vorgänge auftreten. Durch die in unterschiedlicher Weise vorzunehmende ver­zögerte Aufheizung wird demnach das Betriebsverhalten eines Ölbrenners günstig beeinflußt, da stets eine zu­friedenstellende Verbrennung gewährleistet ist und Ver­stopfungen im Durchlauferhitzer und/oder der Zerstäu­berdüse sowie eine Beeinträchtigung des Wärmeüberganges vermieden sind. Das Heizöl weist vielmehr eine nahezu konstante Zerstäubungsviskosität auf, ein sicheres Zün­den des Brenners und eine gleichmäßige Verbrennung sind somit gegeben. Des weiteren ist von Vorteil, daß durch das verlangsamte Aufheizen des Durchlauferhitzers der Wärmeübergang zur Zerstäuberdüse verbessert wird und diese bei Freigabe des Brenners durch den Freigabe-­Thermostaten die entsprechende Betriebstemperatur auf­weist.

[0012] In der Zeichnung ist ein einer Zerstäuberdüse eines Ölbrenners zugeordneter Durchlauferhitzer, der mittels einer reduzierten Heizleistung auf Betriebstemperatur aufheizbar ist, teilweise im Axialschnitt dargestellt und nachfolgend im einzelnen erläutert.

[0013] Zwischen einer mit 1 bezeichneten Zerstäuberdüse eines Ölbrenners und einem an diese angeschlossenen Ölzu­führungsrohr 2 ist hierbei ein Durchlauferhitzer 10 angeordnet, der aus einem rohrförmigen Gehäuse 11 sowie einem in diesem eingesetzten von dem zu erwärmenden Heizöl durchströmten Sinterkörper als Wärmetauscher 14 und einem diesen umgebenden Heizwiderstand 15 besteht. Der Wärmetauscher 14 ist von einem Mantelrohr 16 umgeben, außerdem ist zwischen diesem und dem Ölzuführungsrohr 2 ein Träger 12 angeordnet, an dem der Durchlauferhitzer 10 abgestützt und der mit einer Bohrung 13 zur Zuführung des Heizöls in den Wärmetauscher 14 versehen ist.

[0014] Um zu verhindern, daß das zu zerstäubende Heizöl vor Inbetriebnahme des Ölbrenners auf eine Temperatur auf­geheizt wird, die über der vorgegebenen Vorwärmetempe­ratur von ca. 60°C liegt und somit überhitzt würde, ist ein Steuergerät 21 vorgesehen, mittels dem der Heizwiderstand 15 verzögert aufgeheizt werden kann. Das Steuergerät 21 besteht hierbei aus einem Steuer­teil 22, das mit einem Temperaturfühler 25 verbunden ist, einem dem Steuerteil 22 nachgeschalteten Schwell­wertschalter 23 sowie einem Leistungsteil 24, das an den Heizwiderstand 15 sowie einem an dem Träger 12 eingesetzten Freigabethermostaten 26 angeschlossen ist.

[0015] In Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur des in dem Innenraum 17 des Wärmetauschers 14 befindlichen Heizöls kann somit die Heizleistung des Heizungswider­standes reduziert oder diesem kann die Heizleistung in Stufen zugeführt werden, so daß eine Überhitzung vermieden wird. Dem Freigabethermostaten 26 kommt hierbei die Aufgabe zu, den Startvorgang des Ölbrenners erst freizugeben, wenn die Betreibstemperatur im Durch­lauferhitzer 10 erreicht ist.

Ansprüche

1. Verfahren zur Regelung der Aufheiztemperatur eines Durchlauferhitzers, der einer Zerstäuberdüse eines Oelbrenners vorgeschaltet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchlauferhitzer (10) vor Inbetriebnahme des Oelbrenners mit einer reduzierten Heizleistung und/oder in einzelnen Temperaturstufen verzögert auf seine Betriebstemperatur aufgeheizt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchlauferhitzer (10) vor Inbetriebnahme des Oelbrenners mit einer gegenüber seiner maximalen Heizleistung um ca. 70 - 80 % reduzierten Heizleistung auf die Betriebstemperatur aufgeheizt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizleistung des Durchlauferhitzers (10) durch eine elektrische Leistungsschaltung derart reduziert wird, daß bis zum Erreichen der Betriebs­temperatur der Temperaturanstieg pro Zeiteinheit einer vorgegebenen Funktion entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchlauferhitzer (10) vor Inbetriebnahme des Oelbrenners durch eine wählbare Reduktion der Einschaltdauer des Heizwiderstandes (15) in mehreren Temperaturstufen auf seine Betriebstemperatur aufge­heizt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einschaltdauer des Heizwiderstandes (15) des Durchlauferhitzers (10) auf 10 - 30 % mittels eines Generators mit variabler Taktzeit gegenüber der maximalen Einschaltdauer reduziert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchlauferhitzer (10) vor Inbetriebnahme des Oelbrenners durch stufenlose oder stufenweise Erhöhung seiner Solltemperatur auf die Betriebstemperatur aufgeheizt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Solltemperatur des Durchlauferhitzers (10) kontinuierlich mit einer Steilheit von 0,2 bis 1°C/Sec oder in Stufen von 1 bis 10°C pro 1 bis 10 Sec. erhöht wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erhöhung der Aufheiztemperatur des Durchlauf­erhitzers (10) mittels einer Regelelektronik (21) vorgenommen wird, der mittels eines an oder vor der Zerstäuberdüse (1) angeordneten Fühlers (25) die jeweilige Betriebstemperatur des zu erwärmenden Oeles zuführbar ist.

9. Durchlauferhitzer zur Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einem der Zerstäuberdüsen (1) vorgeschaltetem Gehäuse (11) ein von dem zu erwärmenden Oel durchström­barer mit einem Heizungswiderstand (15) versehener Wärmetauscher (14) oder dgl. eingesetzt ist und daß auf der der Zerstäuberdüse (1) zugekehrten Seite des Gehäuses (11) oder an dieser ein in den Oelstrom hinein­ragender Temperaturfühler (25) vorgesehen ist, der mit einer die Stromaufnahme des Heizwiderstandes (15) beeinflussenden und an einen einstellbaren mit dem Oelbrenner gekoppelten Freigabe-Thermostaten (26) angeschlossenen Regelelektronik (21) verbunden ist.

10. Durchlauferhitzer nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelelektronik (21) aus einem mit dem Temperaturfühler (25) verbundenen Steuerteil (22), einem diesem nachgeschalteten Schwellwertschalter (23) sowie einem Leistungsteil (24), der mit dem Heizwiderstand (25) des Durchlauferhitzers (10) ver­bunden ist, besteht.

Zeichnung