DE102008047070A1 - Method of operating a burner-equipped boiler - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines mit einem Brenner versehenen Heizkessels, bei dem zur Taktreduzierung eine Brennersperrzeit festgelegt wird. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass eine bestimmte Wärmeforderung an den Heizkessel als Grenzwert festgelegt und die Brennersperrzeit bei ausgeschaltetem Brenner bei Überschreiten des Grenzwertes abgebrochen wird.The invention relates to a method for operating a boiler provided with a burner, wherein a burner blocking time is set for clock reduction. According to the invention, it is provided that a certain heat demand on the boiler is set as the limit value and the burner blocking time is interrupted when the burner is switched off when the limit value is exceeded.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines mit einem Brenner versehenen Heizkessels gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a method for operating a burner provided boiler according to the preamble of claim 1
Ein mit einem Brenner versehener Heizkessel arbeitet zur Abdeckung unterschiedlicher Leistungs- bzw. Wärmeanforderungen typischer Weise in einem bestimmten Leistungsbereich, dem so genannten Modulationsbereich. Dieser beträgt beispielsweise 1:5, d. h. die Leistung des Kessels wird in Abhängigkeit des vorliegenden Bedarfs stetig zwischen 20% und 100% geregelt. In diesem Leistungsbereich ist der Brenner eingeschaltet und erbringt in Abhängigkeit von der zugeführten Brennstoffmenge (zum Beispiel Öl oder Gas) die eingestellte bzw. geforderte Leistung.One boiler provided with a burner works to cover different Performance or heat requirements typically in a certain performance range, the so-called Modulation range. This is for example, 1: 5, d. H. the power of the boiler is dependent This requirement is constantly regulated between 20% and 100%. In this power range the burner is switched on and provides dependent on from the supplied Fuel quantity (for example, oil or gas) the set or demanded power.
Von besonderem Interesse ist die untere Leistungsgrenze (hier zum Beispiel 20%): Im Bereich dieser Leistung ist die Regelung des Heizkessels typischer Weise als so genannter Zwei-Punkt-Regler ausgebildet, d. h. der Brenner wird ausgeschaltet, sobald die Temperatur des Heizkessels eine vordefinierte obere Temperaturgrenze überschreitet bzw. der Brenner wird eingeschaltet, sobald die Temperatur des Heizkessels eine vordefinierte untere Temperaturgrenze unterschreitet.From Of particular interest is the lower power limit (here, for example 20%): In the range of this achievement is the regulation of the boiler typically designed as a so-called two-point controller, d. H. the burner is switched off as soon as the temperature of the boiler is a predefined one exceeds upper temperature limit or the burner is switched on as soon as the temperature of the boiler falls below a predefined lower temperature limit.
Aufgrund der bei Gebäuden immer weiter verbreiteten Wärmedämmtechnik kommt es häufig vor, dass der Heizkessel für das Gebäude an sich überdimensioniert ist und dementsprechend häufig im Bereich seiner unteren Leistungsgrenze arbeitet. Dies wie derum hat zur Folge, dass der Brenner häufig ein und ausgeschaltet wird, was zu Einbußen des Kesselwirkungsgrades, zu unerwünschten Geräuschen, zu erhöhten Startemissionen, zum Verschleiß der Komponenten und damit letztlich auch zu einer verkürzten Lebensdauer des Heizkessels führt.by virtue of the one with buildings increasingly widespread thermal insulation technology it often happens that the boiler for the building oversized in itself is and therefore often in the Range of its lower power limit works. This, in turn, has As a result, the burner often is switched on and off, resulting in losses of the boiler efficiency, too unwanted sounds to increased Start emissions, to wear the Components and thus ultimately to a shortened life of the boiler.
Um diesem Problem zu begegnen, ist es bekannt, ein Regelungsverfahren vorzusehen, bei dem zur Taktreduzierung eine Brennersperrzeit festgelegt wird, wobei unter Taktreduzierung – genauer ausgedrückt – die Reduzierung der Takthäufigkeit des Brenners zu verstehen ist.Around To address this problem, it is known a regulatory procedure in which a burner blocking time is set for the purpose of taking clock reduction - more precisely expressed - the reduction the frequency of the clock of the burner is to be understood.
Die Länge der Brennersperrzeit wird dabei, je nach Heizkesselhersteller, unterschiedlich festgelegt. Bekannt ist eine feste Brennersperrzeit von zum Beispiel vier Minuten; bekannt ist aber auch eine Brennersperrzeit, die in Abhängigkeit von der eingestellten maximalen Brennersperrzeit und der momentanen Kesselsolltemperatur auf Basis einer in der Regelung hinterlegten Tabelle ermittelt wird. Außerdem ist auch eine Regelung bekannt, bei der die Größe der Hysterese des Zwei-Punkt-Reglers bei eingeschaltetem Brenner dynamisch in Abhängigkeit des Gradienten der Temperatur des Heizkessels festgelegt wird. Schließlich ist auch bekannt, dass der Brennerbetrieb nach der so genannten dynamischen Schaltdifferenz (Kombination mit vorgegebener Hysterese und der Summe der Regelabweichungen über ein bestimmtes Zeitintervall [Integral]) arbeitet.The Length of Burner blocking time varies depending on the boiler manufacturer established. Known is a fixed burner blocking time of, for example four minutes; but is also known a burner blocking time in dependence from the set maximum burner lock time and the current one Boiler set temperature based on a control stored in the control Table is determined. Besides that is also known a scheme in which the size of the hysteresis of the two-point controller when the Burner dynamically depending the gradient of the temperature of the boiler is set. Finally is also known that the burner operation after the so-called dynamic switching difference (Combination with given hysteresis and the sum of the control deviations over one certain time interval [integral]) works.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zum Betrieb eines mit einem Brenner versehenen Heizkessels der eingangs genannten Art weiter zu verbessern.Of the Invention is based on the object, the method of operation a provided with a burner boiler of the aforementioned Kind of improving further.
Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.These Task is with a method of the type mentioned by solved the features listed in the characterizing part of claim 1.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass eine bestimmte Wärmeforderung an den Heizkessel als Grenzwert festgelegt und die Brennersperrzeit bei ausgeschaltetem Brenner bei Überschreitung des Grenzwertes abgebrochen wird.To The invention is therefore intended that a certain heat demand set to the boiler as the limit and the burner blocking time when the burner is switched off when exceeded of the limit value is aborted.
Mit anderen Worten ausgedrückt, ist es nach der Erfindung vorgesehen, unter bestimmten Bedingungen ganz bewußt die Brennersperrzeit zu unterbrechen. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Brennersperrzeit zwar zur gewünschten Taktreduzierung führt, gleichzeitig hat diese Maßgabe aber auch eine Komforteinschränkung zur Folge, nämlich insofern, als eine aktuelle Wärmeanforderungen vom Heizkessel erst nach Ablauf der Brennersperrzeit befriedigt werden kann. Befindet sich also zum Beispiel ein Brenner gerade im gesperrten Zustand und stellt ein Benutzer in diesem Moment am Thermostat des Heizkörpers einen größeren Wärmebedarf ein, so kann diesem Wunsch erst nach Ablauf der Brennersperrzeit, die bei manchen Regelungen bis zu einer Stunde dauern kann, entsprochen werden.With in other words, It is provided according to the invention, under certain conditions fully aware to interrupt the burner blocking time. It has been shown Although the burner blocking time leads to the desired clock reduction, at the same time has this requirement but also a comfort restriction result, namely insofar as a current heat requirements be satisfied by the boiler after the burner lock time can. So if, for example, a burner is currently in the locked state Condition and a user sets at this moment on the thermostat of the radiator one greater heat requirement a request can only be made after the burner blocking time, which can take up to an hour in some regulations, met become.
Gemäß der Erfindung wird nun eine bestimmte Wärmeforderung an den Heizkessel als Grenzwert festgelegt und die Brennersperrzeit bei ausgeschaltetem Brenner bei Überschreitung des Grenzwertes abgebrochen, d. h. registriert die Regelung zum Beispiel aufgrund eines vom Benutzer höher eingestellten Thermostatventils oder eines höher eingestellten Sollwertes an der Heizkesselregelung eine Änderung der Wärmeanforderung, die oberhalb des definierten Grenzwertes liegt, so kann der Brenner sofort wieder anspringen. Die vorherige Definition des Grenzwertes, die werkseitig, aber auch individuell vor Ort erfolgen kann, dient dabei dazu, dass die Brennersperrzeit nicht bei jeder beliebigen, noch so kleinen Änderung am Gesamtsystem aufgehoben wird (Beispiel: ein Kind verdreht ”zum Spaß” kurz das Thermostatventil), sondern nur dann, wenn tatsächlich ”längerfristig” eine Änderung bzw. Erhöhung der Wärmeanforderung vorliegt, wobei ”längerfristig” natürlich kürzer als die aktuelle Brennersperrzeit bedeutet.According to the invention, a certain heat demand on the boiler is now set as a limit and the burner blocking time aborted when the burner is exceeded when the limit is exceeded, ie registered the scheme, for example, due to a higher set by the user thermostatic valve or a higher set value to the boiler control a change in Heat demand that is above the defined limit, so the burner can start again immediately. The previous definition of the limit, which can be done at the factory, but also individually on site, serves to ensure that the burner blocking time is not canceled at any, no matter how small a change in the overall system (example: a child twists the thermostatic valve "for fun") ), but only if in fact "longer term" a change or increase in heat demand is present, with "longer term", of course, shorter than the current burner blocking time be indicated.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.Other advantageous developments of the method according to the invention arise from the dependent ones Claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend näher erläutert.The inventive method including its advantageous developments according to the dependent claims below explained.
Es zeigtIt shows
Diagramm 1 die Brennersperrzeit in Abhängigkeit des Gradienten der Temperatur des Heizkessels;diagram 1 the burner blocking time in dependence the gradient of the temperature of the boiler;
Diagramm 2 die Taktanzahl eines Brenners pro Tag im Laufe eines Jahres bei fester Brennersperrzeit von vier Minuten; unddiagram 2 the number of cycles a burner per day over the course of a year fixed burner blocking time of four minutes; and
Diagramm 3 die Taktanzahl eines Brenners pro Tag im Laufe eines Jahres bei variabler Brennersperrzeit.diagram 3 the number of cycles a burner per day over the course of a year variable burner blocking time.
Wie bereits erwähnt, betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines mit einem Brenner versehenen Heizkessels, bei dem zur Taktreduzierung eine Brennersperrzeit festgelegt wird. Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist, dass eine bestimmte Wärmeanforderung an den Heizkessel als Grenzwert festgelegt und die Brennersperrzeit bei ausgeschaltetem Brenner bei Überschreitung des Grenzwertes (Abbruchkriterium) abgebrochen wird.As already mentioned, The invention relates to a method for operating one with a Burner equipped boiler, in which the clock reduction a Burner lock time is set. Essential for the process according to the invention is that a certain heat requirement set to the boiler as the limit and the burner blocking time when the burner is switched off when exceeded of the limit value (abort criterion) is aborted.
Wie bereits eingangs erläutert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Brennersperrzeit festzulegen. Bezogen auf das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Brennersperrzeit bei eingeschaltetem Brenner in Abhängigkeit des Gradienten der Temperatur des Heizkessels festgelegt wird. Bei dieser Lösung überwacht die Heizungsregelung also dynamisch die Temperatur des Heizkessels (Kesseltemperatur), und zwar insbesondere die Änderung der Temperatur über der Zeit (Gradient). Zur Bestimmung der Brennersperrzeit greift die Heizungsregelung dann auf den in Diagramm 1 dargestellten, vordefinierten Zusammenhang zwischen Gradient und Brennersperrzeit zurück, d. h. beträgt der ermittelte Gradient zum Beispiel 0,2 [K/s] wird eine Brennersperrzeit von 20 Minuten festgelegt, die, wie gemäß Patentanspruch 1 ausgeführt, bei Vorliegen einer aktuellen Wärmeanforderung auch unterbrochen werden kann.As already explained at the beginning, there are different ways to set the burner lock time. Based on the method according to the invention is particularly preferably provided that the burner blocking time at switched on burner in dependence the gradient of the temperature of the boiler is set. at this solution monitors the Heating control thus dynamically the temperature of the boiler (boiler temperature), especially the change the temperature over the time (gradient). To determine the burner blocking time is effective then the heating control to the predefined shown in diagram 1 Relationship between gradient and burner blocking time back, d. H. is the detected gradient, for example, 0.2 [K / s] becomes a burner lock-up time set at 20 minutes, which, as stated according to claim 1, at Present a current heat request can also be interrupted.
Weiter konkretisiert, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Brennersperrzeit bei ausgeschaltetem Brenner bei Erreichen eines vordefinierten Gradienten der Temperatur des Heizkessels abgebrochen wird. Bei dieser Variante wird also der Gradient nicht nur bei eingeschaltetem, sondern auch bei ausgeschaltetem Brenner überwacht, wobei es für die Heizungsregelung mittels dieser Überwachung insbesondere möglich ist, zu erkennen, dass ein Benutzer ein Thermostatventil aufgedreht hat, da es dadurch zu einer deutlich schnelleren Abkühlung der Kesseltemperatur kommt, was sich entsprechend im Gradienten niederschlägt.Further concretized, it is particularly preferred that the burner blocking time with the burner switched off when a predefined gradient is reached the temperature of the boiler is interrupted. In this variant So the gradient will not only be on, but also on monitored with the burner off, being there for the heating control by means of this monitoring is in particular possible, to recognize that a user has turned on a thermostatic valve, as this leads to a much faster cooling of the boiler temperature comes, which is reflected accordingly in the gradient.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Brennersperrzeit bei ausgeschaltetem Brenner bei Einstellung einer höheren Heizkessel-Solltemperatur abgebrochen wird. Diese Maßgabe berücksichtigt insbesondere die Möglichkeit, dass ein Benutzer an der Heizungsregelung einen anderen, höheren Solltemperaturwert einstellt und damit zum Ausdruck bringt, dass eine umgehende Erhöhung der Raumtemperatur gewünscht ist: Bei den bisher bekannten Verfahren würde vor Einschalten des Brenners zunächst die festgelegte Brennersperrzeit abgewartet werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Option, die Brennersperrzeit bei Bedarf vorzeitig abzubrechen, kommt es somit zu einer erheblichen Komfortsteigerung.Farther is preferably provided that the burner blocking time when switched off Burner when setting a higher Boiler setpoint temperature is canceled. This requirement takes particular account the possibility, that a user at the heating control another, higher setpoint temperature value and expresses that an immediate increase in the Room temperature desired is: In the previously known method would turn on before turning on the burner first wait for the specified burner blocking time. Due to the inventive option, the Burner lock time if necessary to cancel prematurely, it comes thus to a considerable increase in comfort.
Ferner ist vorgesehen, dass die Brennersperrzeit bei ausgeschaltetem Brenner bei Unterschreitung einer vordefinierten (Ist-)Temperatur des Heizkessels abgebrochen wird. Diese Maßgabe gewährleistet, dass der Heizkessel während der Brennersperrzeit nicht unnötig auskühlt.Further it is envisaged that the burner blocking time with the burner off when the temperature falls below a predefined (actual) temperature of the boiler is canceled. This requirement guaranteed that the boiler during Burner lock time is not unnecessary cools.
Darüber hinaus ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Brennersperrzeit bei ausgeschaltetem Brenner bei Überschreitung eines vordefinierten Differenzwertes zwischen Soll- und Isttemperatur des Heizkessels abgebrochen wird. Auch diese Maßgabe gewährleistet, dass der Heizkessel während der Brennersperrzeit nicht über ein vorgesehenes Maß hinaus auskühlt.Furthermore is advantageously provided that the burner blocking time when switched off Burner if exceeded a predefined difference value between setpoint and actual temperature of the boiler is stopped. This condition also ensures that the boiler while the burner blocking time is not over an intended level cools.
In den Diagrammen 2 und 3 ist schließlich noch dargestellt, welch günstigen Einfluss die variable Festlegung der Brennersperrzeit auf die Gesamttaktzahl im Laufe eines Jahres hat: Diagramm 2 zeigt die Taktanzahl pro Tag im Laufe eines Jahres bei einer festen Brennersperrzeit von vier Minuten. Die Ergebnisse gemäß Diagramm 3 ergeben sich, wenn die Brennersperrzeit gemäß Diagramm 1 auf Basis des Gradienten der Temperatur des Heizkessels festgelegt wird.In the diagrams 2 and 3 is finally shown, which Great Influence the variable definition of the burner blocking time on the total number of cycles over the course of a year: Diagram 2 shows the number of beats per day in the course of a year with a fixed burner blocking time of four Minutes. The results according to diagram 3 results when the burner blocking time according to diagram 1 based on the gradient the temperature of the boiler is set.
Aufgrund einer gewissen Trägheit bei Heizkessel mit großem Wasserinhalt ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für wandhängende Geräte, vorzugsweise Gaswandgerät mit kleinem Wasserinhalt, vorgesehen.by virtue of a certain inertia at boiler with large Water content is the inventive method, especially for wall-hung devices, preferably Gas wall unit with small water content, provided.
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