DE19705486A1

DE19705486A1 - Gasheizgerät

Info

Publication number: DE19705486A1
Application number: DE19705486A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Wahnschaffe; Roland Merker; Thorsten Hannig; Norbert Markus
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 1998-08-20

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasheizgerät mit einem brennerbeheizten Kessel mit einem Raumheizungskreislauf sowie einer Steuerelektronik, die den Temperaturgradienten der Vorlauftemperatur des Kessels ermittelt und bei Erreichen eines positiven Grenzwertes des Temperaturgradienten den Brenner des Gasheizgerätes abschaltet.

Ein derartiges Gasheizgerät ist aus der DE 195 12 025 vorbekannt. Bei dem dort gezeigten Gasheizgerät ist vorgesehen, daß neben der Beheizung eines Raumheizungskreislaufs auch eine Brauch wasser-Erwärmung stattfindet. In dieser bekannten Patentanmeldung wird der Vorlauf des Gasheizgerätes auf Eintreten eines plötzlichen Temperaturanstiegs überwacht, der etwa dadurch entstehen kann, daß sämtliche in einer Heizungsanlage installierten Thermostatventile plötzlich schließen und somit kein bzw. nahezu kein Heizungs wasser-Umlauf mehr vorliegt.

Mit der in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtung ist es also möglich, frühzeitig ein Überschwingen der Temperatur des Kesselvorlaufs zu erkennen und ein sonst einsetzendes Abschalten eines Übertemperatur-Sicherheitsorganes zu verhindern.

Aufgrund der Steilheitsänderung der Vorlauftemperatur infolge einer Anpassung derselben an eine gegebene Heizungskurve ist ein fest vorgegebener Gradient, d. h. ein Temperaturwert, der innerhalb einer fest gegebenen Zeit nicht überschritten werden darf, nicht immer günstig, weil z. B. bei einer niedrigen Vorlauftemperatur die An stiegs-Geschwindigkeit der Temperatur bei nicht umlaufendem Heizungswasser relativ flach, und bei höherer Vorlauftemperatur entsprechend steiler ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, dieser Gegebenheit Rechnung zu tragen und eine Temperaturgradienten-Überwachung herbeizuführen, die auch bei unterschiedlichen Vorlauftemperaturen eindeutig ist, d. h. einen Temperaturanstieg tatsächlich zu erkennen, wenn eine drohende Störungsabschaltung vorliegt.

Dies erreicht die Erfindung mit den Maßnahmen, wie sie im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführt sind.

Anhand der folgenden Beschreibung soll die Erfindung beispielhaft erläutert werden. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Schaltschema des Gasheizgerätes in Verbindung mit Zapfstellen und Raumheizkörpern, und

Fig. 2 ein Diagramm eines Temperaturverlaufs über die Zeit mit unterschiedlichen Kesseltemperaturen.

Ein Gasheizgerät (1) weist einen Kessel (2) auf, der von einem Brenner (3) von oben beheizt ist. Die Gas- und Luftführung und die Abgasführung sind nicht näher dargestellt. Im Brenner (3) sind Wasserführungskanäle (4) gestaltet. In einer Vorlaufleitung (5), die an die Wasserführungskanäle (4) an der heißen Seite des Kessels (2) anschließt, ist ein Vorlauftemperaturfühler (6) angeordnet. An die Vorlaufleitung (5) ist ein Entlüfter (7) angeschlossen. Die Vorlaufleitung (5) führt zu einer Verzweigungsstelle (8). An dieser liegt eine zu Raumheizkörpern (9) führende äußere Vorlaufleitung (10). An jedem Raumheizkörper (9) ist ein Raumthermostat (11) vorgesehen. In der Figur ist zur Vereinfachung nur ein Raumheizkörper dargestellt. Mit der Vorlaufleitung (10) ist ein Druckausgleichsgefäß (12) verbunden. Die Raumheizkörper (9) sind über eine Rücklaufleitung (13), in der eine Heizungswasser-Umwälzpumpe (14) und ein Rückschlagventil (15) liegen, an die Wasserführungskanäle (4) des Kessels (2) angeschlossen.

An der Verzweigungsstelle (8) zweigt eine Leitung (16) ab, die zu einem Durchlaufspeicher (17) führt. In einer Rücklaufleitung (18) des Durchlaufspeichers (17) sind eine zweite Umwälzpumpe (19) und ein weiteres Rückschlagventil (20) vorgesehen. Die Rücklaufleitung (18) ist wie die Rücklaufleitung (13) an einer Sammelstelle (21) mit den Wasserführungskanälen (4) des Kessels (2) verbunden. An der Rücklaufleitung (18) liegt ein Rücklauftemperaturfühler (22). Parallel zur zweiten Umwälzpumpe (19) und zum Rückschlagventil (20) ist eine Bypaßleitung (23) mit einem Absperrventil (24) vorgesehen. Diese dient dem Entleeren des Systems.

An der Leitung (16) liegt ein Druckfühler (25). Der Durchlaufspeicher (17) dient als Wärmetauscher zwischen dem die Leitungen (16, 18) durchströmenden Warmwasserbereiter-Kreislaufwasser und dem Brauchwasser, das durch eine Kaltwasserleitung (26) dem Durchlaufspeicher (17) zugeführt wird und über eine Warmwasserleitung (27) an Zapfstellen (28) entnehmbar ist. An der Kaltwasserleitung (26) ist ein Temperaturfühler (29) angeordnet.

Der Kessel (2) ist mit einem Sicherheitstemperaturbegrenzer (30) versehen. Dieser ist wie der Vorlauftemperaturfühler (6), der Rücklauftemperaturfühler (22), der Druckfühler (25) und der Temperaturfühler (29) an eine Steuer- bzw. Regelelektronik (31) angeschlossen, welche ein Steuergerät (32) des Brenners (3) steuert. Mittels des Steuergeräts (32) ist die Gas- und/oder Luftzufuhr zum Brenner (3) einstellbar. Mittels der Steuerelektronik (31) sind auch die Umwälzpumpen (14,19) schaltbar.

Die Arbeitsweise des beschriebenen Gasheizgeräts ist im wesentlichen folgende:

Soll Warmwasser gezapft werden, dann schalten der Brenner (3) und die zweite Umwälzpumpe (19) ein. Die Heizungswasser-Umwälzpumpe (14) steht still.

Haben die Raumheizkörper (9) Wärmebedarf, dann sind der Brenner (3) und die Heizungswasser-Umwälzpumpe (14) eingeschaltet. Die zweite Umwälzpumpe (19) ist abgeschaltet. Ist eine reguläre, voreingestellte Vorlauf-Abschalttemperatur erreicht, die von der witterungsgeführten Heizungsregelung oder von einem Sollwert-Einsteller am Gasheizgerät (1) eingestellt ist, dann wird über die Steuerelektronik (31) der Brenner (3) abgeschaltet. Der Sicherheitstemperaturbegrenzer (30) ist so dimensioniert, daß er bei einer für das Gasheizgerät (1) absolut gefährlichen Temperatur, beispielsweise 110°C, im Kessel (2) das Gerät außer Betrieb nimmt.

Schalten im Heizbetrieb alle oder die meisten Raumthermostaten (11) der Raumheizkörper (9) mangels Wärmebedarfs ab, dann steigt die Temperatur am Vorlauftemperaturfühler (6) in kurzer Zeit extrem stark an (positiver Temperaturgradient). Die Steuerelektronik (31) überwacht ständig die Änderung der Vorlauftemperatur pro Zeiteinheit, d. h. den Temperaturgradienten. Bei einem extrem starken Anstieg schaltet sie - auch ohne Brauchwasserbedarf - die zweite Umwälzpumpe (19) ein und den Brenner (3) ab. Im übrigen schaltet sie dann die Heizungs wasser-Umwälzpumpe (14) ab. Es wird dadurch vermieden, daß die Temperatur im Kessel (2) so hoch wird, daß der Sicherheitstemperaturbegrenzer (30) anspricht. Die Temperaturspitzen des Wassers im Kessel (2) werden über den erzwungenen Kreislauf durch den Durchlaufspeicher (17) und die Umwälzpumpe (19) abgebaut.

Das Diagramm der Fig. 2 zeigt drei Meßkurven (a, b, c), die bei unterbrochenem Volumenstrom und abgeschalteter Speicherladepumpe (19) die Temperatur am Vorlauf (5) des Gasheizgerätes (1) zeigt. Auf der Ordinate ist die Kesseltemperatur und auf der Abszisse eine Meßzeit wiedergegeben. Es ist hier zu erkennen, daß die Kurve (a) einen deutlich größeren Temperaturanstieg pro Zeiteinheit aufweist als die Kurve (b), und die Kurve (b) desgleichen einen deutlich steileren Anstieg als die Kurve (c). Die Kurven (a, b, c) zeigen Vorlauftemperaturen, die entsprechend einer Heizkurve unterschiedlich groß vorgegeben sind.

Betrachtet man bei allen Kurven den Zeitpunkt (t1) als Beginn eines deutlichen Ansteigens der Vorlauftemperatur, und den Zeitpunkt (t2) als zeitlichen Überwachungszeitraum, so wird deutlich, daß bei der Kurve (a) ein ΔK von ca. 7 K überfahren wurde, bei der Kurve (b) ein ΔK von 5 K und bei der Kurve (c) ein ΔK von 3 K. Hieraus resultiert, daß ein sicheres Erfassen eines Anstiegs dann gegeben ist, wenn sich der Temperaturgradient diesen sich verändernden Bedingungen anpaßt, d. h. daß die Anstiegs-Geschwindigkeit der Temperatur bei gleicher Zeit der Vorlauftemperatur angepaßt ist.

Durch diese Maßnahme ist vermieden, daß bei einem fest vorgegebenen Temperaturgradienten nach dem Stand der Technik u. U. schon dann eine Abschaltung erfolgt, wenn die Heizungsanlage an sich noch bei einem ordnungsgemäßen Betrieb arbeitet, aber dieses Arbeiten in einem Grenzbereich stattfindet.

Claims

Gasheizgerät mit einem brennerbeheizten Kessel mit einem Raumheizungskreislauf sowie einer Steuerelektronik, die den Temperaturgradienten der Vorlauftemperatur des Kessels ermittelt und bei Erreichen eines positiven Grenzwertes des Temperaturgradienten den Brenner des Gasheizgerätes abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß eine witterungsgeführte Steuerelektronik (31) oder ein Sollwerteinsteller am Gasheizgerät (1) die Vorlauftemperatur festlegt, und daß der Temperaturgradient, bei dem der Brenner (3) des Kessels (2) abschaltet, vorlauftemperatur-abhängig ist, derart, daß der Gradient bei niedriger Vorlauftemperatur groß und bei hoher Vorlauftemperatur klein ist, bezogen auf eine in beiden Fällen gleiche Überwachungszeit.