Verfahren zum Steuern einer Wärmequelle

Abstract

 Verfahren zum Steuern eines Umlauf-Wasserheizers (1) mit dich­ter Brennkammer (2) und von einem Ventilator (10) unterstützter Absaugung der Abgase, wobei der Umlaufwasserheizer aus einer mit einem Ventil (27, 29) versehenen Gasleitung (28) gespeist ist, von einem Flammenfühler (31) überwacht ist und wobei eine den Ventilator und das Gasventil beherrschende Steuer- bzw. Regeleinrichtung (15) vorgesehen ist. Erfindungsgemäß wird der Ventilator (10) bei Nichtschließen des Gasventils (29) trotz entsprechenden Befehls der Steuer- oder Regeleinrich­tung (15) dann weiterbetrieben, wenn der Flammenfühler (31) eine Flamme meldet.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern einer Wärmequelle gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.

[0002] Es ist ein Verfahren zum Steuern eines Umlaufwasserhei­zers für eine Heizungsanlage bekannt, in dessen Gaslei­tung zwei Gasventile angeordnet sind. Das erste wird von einer Steuer- und Regeleinrichtung im Proportionalbetrieb betrieben, das zweite wird hydraulisch auch dann offenge­halten, wenn eine Pumpe der Zentralheizung einen Diffe­renzdruck erzeugt, der auf einen Wasserdurchsatz im Heizungssystem und im Umlaufwasserheizer schließen läßt. Es ist ein Flammenionisationsfühler vorhanden, ein Abgas­ventilator, eine Differenzdruck-Fühlstelle in der Zuluft­leitung und eine Steuer- und Regeleinrichtung. Weiterhin ist ein Feuerungsautomat und eine Zündeinrichtung für den Brenner vorhanden, der Teil der Steuer- und Regeleinrich­ tung ist.

[0003] Nach dem bekannten Verfahren wird der Umlaufwasserheizer so betrieben, daß beim Vorliegen eines Einschaltregelbe­fehls zunächst der Motor der Umwälzpumpe mit Spannung versorgt wird. Die Pumpe läuft an, und es entsteht auf­grund des Wasserdurchsatzes am Differenzdruck-Meßgerät ein Signal, was zum Öffnen des einen Gasventils führt. Parallel hierzu wird von der Steuer- und Regeleinrichtung der Motor des Abgasventilators mit Spannung beaufschlagt, so daß dieser anläuft. Die dichte Brennkammer des Umlauf­wasserheizers wird mit Frischluft gespült, der Durchsatz an Frischluft wird an einer Differenzdruckstelle im Zu­luftweg gemessen und auf die Steuer- und Regeleinrichtung rückgemeldet. Wird ordnungsgemäßer Luftdurchsatz gemel­det, wird die Zündung freigegeben, das heißt, das Gas­magnetventil erhält einen Öffnungsbefehl, so daß die Gasleitung zum Brenner geöffnet ist, zugleich wird der Hauptbrenner gezündet. Nach Ausbilden einer Flamme wird vom Ionisationsfühler das Bestehen dieser Flamme zur Steuer- und Regeleinrichtung zurückgemeldet. Damit liegt ordnungsgemäßer Betrieb des Umlaufwasserheizers vor. Er­reicht die Vorlauftemperatur den Soll-Wert, so erfolgt eine Regelabschaltung, das bedeutet, daß das Gasmagnet­ventil spannungsfrei wird und schließt. Für den Abgas­ventilator kann sich eine Nachlaufzeit ergeben, gleichermaßen für die Pumpe.

[0004] Jetzt kann aber der Fall auftreten, daß das Gasmagnetven­til zwar einen Abschaltbefehl bekommt, aber nicht schließt. Für den Fall würde sich ein kritischer Be­triebszustand ergeben, wenn der Abgasventilator nicht mehr läuft, und zwar nach Ablauf der eventuell vorhan­denen Nachlaufzeit. Hier ergibt sich zumindest ein sehr unhygienischer Betrieb.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­grunde, diesen unhygienischen Betrieb zu verhindern.

[0006] Die Lösung der Aufgabe liegt in den kennzeichnenden Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche.

[0007] Hiermit wird der Vorteil erreicht, daß trotz Regelab­schaltung bei brennendem Brenner ein einwandfreier Be­trieb des Brenners erreicht wird, wobei dann auf andere Art und Weise sichergestellt werden kann, daß der Brenner zum ordnungsgemäßen Erlöschen kommt.

[0008] Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Wei­terbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­genden Beschreibung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur der Zeichnung näher erläutert.

[0009] Ein Umlaufwasserheizer 1 weist eine dichte Brennkammer 2 auf, in der ein Wärmetauscher 3 und ein Gasbrenner 4 an­geordnet sind. Die Brennkammer 2 steht über ein konzen­trisches Doppelrohr 5 mit der Atmosphäre in Verbindung, wobei ein Ringspalt 6 zwischen einem inneren Rohr 7 und einem äußeren Rohr 8 einen Frischluftweg definiert, wäh­rend der Abgasweg 9 durch den Querschnitt des Innenrohres gebildet wird, in dem ein Abgasventilator 10 angeordnet ist, der von einem Motor 11 angetrieben wird. Im ringför­migen Zuluftweg 12 ist eine Differenzdruckstelle 13 an­geordnet, die über eine Meßleitung 14 mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung 15 verbunden ist. Der Wärmetauscher 3 steht mit einer Vorlaufleitung 16 in Verbindung, die mit einem Vorlauftemperaturfühler 17 versehen ist, der über eine Meßleitung 18 mit der Steuer- oder Regelein­richtung 15 verbunden ist. An die Vorlaufleitung ist ein Verbraucher 19 in Gestalt einer Vielzahl in Serie oder parallel geschalteter Heizkörper oder einem Brauchwasser­speicher verbunden. Es ist eine Rücklaufleitung 20 zwi­schen Verbraucher und Wärmetauscher 3 vorgesehen, in die eine Umwälzpumpe 21 eingeschaltet ist, in die ein An­triebsmotor integriert ist, der mit einer elektrischen Versorgungsleitung 22 an die Steuer- oder Regeleinrich­tung 15 angeschlossen ist. Vom Pumpenvor- und -rücklauf­stutzen führt je eine Druckmeßleitung 23 beziehungsweise 24 zu einem Differenzdruck-Meßgerät 25, was die Druck­ differenz auf eine Stellstange 26 überträgt, die unmit­telbar mit einem Ventilkörper eines Gasventils 27 verbunden ist. Dieses Gasventil 27 liegt im Zuge einer Gaszuleitung 28, und zwar in Serie mit einem Gasmagnet-­Regelventil 29, das über eine Stelleitung 30 mit der Steuer- oder Regeleinrichtung 15 verbunden ist. Der elek­tromagnetische Stellmotor für das Regelventil 29 ist in das Ventil integriert. Dem Brenner 4 ist ein Ionisations­flammenmelder 31 zugeordnet, der über eine Meßleitung 32 mit der Steuer- oder Regeleinrichtung 15 verbunden ist. Gleichermaßen ist der Antriebsmotor 11 des Ventilators 10 über eine Stelleitung 33 mit dieser Steuer- oder Regel­einrichtung verbunden, genauso wie ein Soll-Wertgeber 34 über eine Leitung 35. Das Verfahren zum Steuern dieses Umlaufwasserheizers 1 arbeitet im Normalfall exakt so wie beim Stand der Technik zu dieser Erfindung vorausgesetzt.

[0010] Für den Sonderfall des Versagens des Regelventils 29 gilt jedoch folgendes, wobei hier unter Versagen das Hängen­bleiben des Ventilkörpers in geöffneter Stellung zu ver­stehen ist, wenn die Steuer- oder Regeleinrichtung 15 einen Schließbefehl gibt. Dieser Zustand kann nur bei einem Betrieb des Umlaufwasserheizers 1 auftreten. Für den Betrieb gilt aber

1. laufender Ventialtor 10,

2. brennender Brenner 4,

3. laufende Umwälzpumpe 21,

4. gefühlte Flamme am Ionisationsmelder 31 und

5. geöffnetes Wassermangelventil 27, ferner

6. gemessener Luftdurchsatz an der Engstelle 13

[0011] Erreicht die vom Vorlauftemperaturfühler 17 gemessene Vorlauftemperatur den am Soll-Wertgeber 34 eingestellten Soll-Wert, so resultiert dieser bereits erwähnte Ab­schaltbefehl. Das heißt, der Elektromagnet des Regelven­tils 29 wird spannungslos. Da das Hängenbleiben des Ventilkörpers unterstellt wird, bleibt der Brenner 4 wei­ter aus der Gasleitung 28 mit Gas versorgt, das heißt, die Flamme brennt weiter. Der Ionisationsmelder 31 meldet diese brennende Flamme zur Steuer- oder Regeleinrichtung 15. Es wird unterstellt, daß die Steuer- und Regelein­richtung beim Regelabschaltbefehl die Pumpe weiterlaufen läßt, genauer nicht abschaltet. Das Abschalten der Pumpe könnte über einen Raumtemperaturfühler erfolgen oder an­derweitig bewirkt werden. Es ist aber häufig sinnvoll, bei zentralbeheizten Wohnungen die Pumpe weiterlaufen zu lassen und nicht abzuschalten, weil hierdurch eine be­sonders gute Regelfunktion erreicht wird. Das bedeutet aber, daß das Ventil 27, welches die Funktion einer Was­sermangelsicherung besitzt, geöffnet bleibt. Nach Ablauf einer gewissen Nachlaufzeit würde nun der Motor 11 des Ventilators 10 still gesetzt werden, worauf der unhygie­ nische Betrieb einsetzen würde. Die Steuer- oder Regel­einrichtung 15 kann jedoch aus dem Nichtvorliegen eines Weiterbetriebssignals auf der Leitung 30 und dem Vorhan­densein eines Flammensignals auf der Leitung 32 darauf schließen, daß eine Betriebsstörung vorliegt, und bewirkt nunmehr einen Weiterbetriebsbefehl über die Leitung 33 auf den Motor 11. Damit wird ein unhygienischer Betrieb des Brenners 4 vermieden. Dieser Betrieb könnte beliebig lange aufrechterhalten bleiben, wäre aber über längere Zeit unerwünscht, da die Wärmequelle ja abschalten soll­te. Aus diesem Grunde könnte man über die Zustände kein Offenhalten des Regelventils 39 über die Leitung 30, aber Flammenmeldung auf der Leitung 32 die Pumpe abschalten.

[0012] Das Abschalten der Pumpe würde ein Wassermangelsignal be­wirken, was zum Schließen des Ventils 27 führt. Damit wä­re das Gerät abgeschaltet.

[0013] Es wäre aber auch eine andere Möglichkeit denkbar, daß nämlich statt eines Weiterlaufbefehls auf den Motor 11 unmittelbar der Motor der Umwälzpumpe 21 stillgesetzt wird. Auch hiermit ließe sich dieser unerwünschte Zustand beenden.

[0014] Die beiden Möglichkeiten unterscheiden sich dadurch, daß im ersten Fall ein Notbetrieb möglich ist.

[0015] Wird aber der Brenner 4 durch Schließen des Ventils 27 zum Erlöshen gebracht, so muß durch interne Mittel dafür gesorgt werden, daß die Pumpe nicht selbsttätig wieder anlaufen kann. Diese Störabschaltung kann nur von einem Fachmann wieder aufgehoben werden, durch Eingriff in das Gerät selbst.

[0016] Es versteht sich von selbst, daß der ohnehin erforder­liche Sicherheitstemperatur-Begrenzer mit seiner Abschal­tung ohnehin vorhanden ist, hier aber nicht erwähnt ist, weil er nichts zur Erfindung beiträgt. Er könnte aller­dings beide Ventile 27 und 29 beherrschen. Diese Sicher­heitsabschaltung erfolgt ebenfalls verriegelnd.

Ansprüche

1. Verfahren zum Steuern einer Wärmequelle mit dichter Brennkammer und ventilatorunterstützter Verbrennung, die aus einer ventilbeherrschten Gasleitung gespeist ist, von einem Flammenfühler überwacht ist und die eine den Ventilator und das Gasventil beherrschende Steuer- beziehungs­weise Regeleinrichtung aufweist, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Ventilator bei Nichtschließen des Gasventils trotz entsprechenden Befehls der Steuer- oder Regeleinrichtung dann weiterbetrie­ben wird, wenn der Flammenfühler eine Flamme meldet.

2. Verfahren zum Steuern einer Wärmequelle mit dichter Brennkammer und ventilatorunterstützter Verbrennung, die aus einer ventilbeherrschten Gasleitung gespeist ist, von einem Flammenfühler überwacht ist und die eine den Ventilator und das Gasventil beherrschende Steuer- oder Regel­einrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorhandensein eines vom Gasregelventil (29) unabhängigen zweiten Gasventils (27) dieses dann zum Schließen gebracht wird, wenn für das Regelventil ein Schließbefehl aufgrund eines Signals der Steuer- oder Regeleinrichtung (15) vorliegt, dagegen vom Flammenwächter (31) ein Bestehen der Flamme trotz dieses Zustandes ge­meldet wird, und daß das Ventil geschlossen ge­halten wird.

Zeichnung