DE102018120992A1 - Brennereinheit für eine Heizungsanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennereinheit für eine Heizungsanlage. Um eine Brennereinheit, eine Heizungsanlage mit wenigstens einer Brennereinheit sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Brennereinheit bereitzustellen, die einen Betrieb in einem idealen Verbrennungszustand über den gesamten Leistungsbereich, ein kontinuierliches und bedarfsgerechtes Heizen über den gesamten Leistungsbereich sowie eine Regulierung der Leistung in einfacher Weise ermöglicht und zugleich einen einfachen Aufbau der Brennereinheit bzw. Heizungsanlage aufweist, die zudem einfach und kostengünstig hergestellt und betrieben werden kann, ist vorgesehen, dass die Brennereinheit mehreren ineinander und/oder nebeneinander angeordnete Brenner aufweist, wobei ein erster Brenner ein Zündbrenner mit feststehender Leistung ist und die weiteren Brenner feststehende Leistungen aufweisen, wobei die Leistungen der weiteren Brenner Vielfache voneinander sind. Weiterhin umfasst die Brennereinheit ein Steuergerät, das mittels eines vor jedem der Brenner angeordneten schaltbaren Ventils jeden der Brenner wahlweise mit der feststehenden Leistung oder vollständig ausgestaltet betreibt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Brennereinheit für eine Heizungsanlage sowie eine Heizungsanlage mit wenigstens einer Brennereinheit. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Brennereinheit.
• Brennereinheiten sowie Heizungsanlagen mit einer Brennereinheit sind in vielfältiger Ausgestaltung aus dem Stand der Technik bekannt und werden dabei insbesondere zur Wärmeerzeugung mittels gasförmiger Energieträger verwendet. Dazu wird das Gas in einem Brenner der Brennereinheit verbrannt und die entstehende Wärme beispielsweise zum Heizen eines Gebäudes verwendet.
• Um ein bedarfsgerechtes Heizen zu ermöglichen, wird der Brenner dabei nicht durchgehend mit der maximalmöglichen Leistung betrieben, sondern in Abhängigkeit des aktuellen Wärmebedarfs, der häufig aus der Differenz der Rücklauf- und Vorlauftemperatur der Heizungsanlage ermittelt wird, geregelt.
• Dazu wird in den gasbetriebenen Heizungsanlagen des Standes der Technik die Strömungsgeschwindigkeit des Luft-Gasgemisches durch eine Gebläsesteuerung reguliert sowie das Mischungsverhältnis von Luft zu Gas angepasst, was zwar eine Regelung der Leistung des Brenners ermöglicht, jedoch aufgrund der unveränderlichen Dimensionierung des Brenners zu einer Abweichung von einem idealen Verbrennungszustand führt. Zudem ist eine solche Regulierung der Brennerleistung aufwändig, da dabei die Strömungsgeschwindigkeit und die Zusammensetzung des brennbaren Gasgemischs angepasst und überwacht werden müssen sowie die dazu notwendigen Bauteile der Heizungsanlage komplex sind. Dies führt zu hohen Herstellungskosten sowie einem wartungsintensiven und damit teuren Betrieb der Heizungsanlage.
• Schließlich ermöglichen die aus dem Stand der Technik bekannten Gasbrenner eine Reduzierung bzw. Regelung der Leistung nur bis zu einer nicht unterschreitbaren Minimalleistung, die typischerweise wenigstens 30% der Maximalleistung entspricht. Somit ist bei den aus dem Stand der Technik bekannten Brennereinheiten eine gleichmäßige Einstellung der Leistung über den gesamten Leistungsbereich zwischen dem ausgeschalteten Zustand und der Maximalleistung nicht möglich, was insbesondere bedeutet, dass ein kontinuierliches und bedarfsgerechtes Heizen mit nur geringer Leistung mittels Heizungsanlagen des Standes der Technik nicht erfolgen kann. Dies führt zu einer ineffizienten Nutzung der Heizungsanlage mit Temperaturschwankungen des Heizmediums.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Brennereinheit, eine Heizungsanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Brennereinheit bereitzustellen, die einen Betrieb in einem idealen Verbrennungszustand über den gesamten Leistungsbereich, ein kontinuierliches und bedarfsgerechtes Heizen über den gesamten Leistungsbereich sowie eine Regulierung der Leistung in einfacher Weise ermöglicht und zugleich einen einfachen Aufbau der Brennereinheit bzw. Heizungsanlage aufweist, die zudem einfach und kostengünstig herzustellen und zu betreiben ist.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennereinheit gemäß Anspruch 1, durch eine Heizungsanlage gemäß Anspruch 8 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
• Die erfindungsgemäße Brennereinheit für eine Heizungsanlage weist mehrere aneinander, ineinander und/oder nebeneinander angeordnete Brenner auf, wobei ein erster Brenner ein Zündbrenner mit feststehender Leistung ist und der oder die weiteren Brenner feststehende Leistungen aufweisen, wobei die Leistungen der weiteren Brenner Vielfache voneinander sind. Weiterhin umfasst die Brennereinheit bevorzugt ein Steuergerät, das mittels eines vor jedem der Brenner angeordneten schaltbaren Ventils den jeweiligen Brenner wahlweise mit der feststehenden Leistung oder vollständig ausgestaltet betreiben kann.
• Die erfindungsgemäße Heizungsanlage mit einem Heizkreis weist wenigstens eine erfindungsgemäße Brennereinheit sowie wenigstens einen mit dem Vorlauf der Brennereinheit verbundenen Wärmeverbraucher sowie einen Rücklauf zur Rückführung eines im Heizkreis befindlichen Heizmediums von dem wenigstens einen Wärmeverbraucher zur Brennereinheit auf.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Brennereinheit, insbesondere einer erfindungsgemäßen Brennereinheit, weist als Verfahrensschritte zunächst das Zünden und Betreiben eines Zündbrenners auf, während im weiteren Betrieb mittels eines kontinuierlichen und/oder bedarfsweisen Aktivierens bzw. Deaktivierens weiterer aneinander, ineinander und/oder nebeneinander angeordneter Brenner eine feinstufige Regelung der benötigten Brennerleistung mittels jeweils eines zwischen den Zuständen „an“ und „aus“ schaltbaren Ventils erreicht werden kann, wobei jeder Brenner mit gleichbleibender bzw. festgelegter Leistung betrieben wird und die Gesamtleistungsregelung der Brennereinheit durch das Zu- und Abschalten der einzelnen Brenner erfolgt.
• Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Brennereinheit kann in einfacher Weise ein Betrieb in einem idealen Verbrennungszustand über den gesamten Leistungsbereich und somit ein geringerer Gasverbrauch erreicht werden. Zudem weist die Brennereinheit eine genauere, bessere Regelbarkeit auf, wodurch ein Überhitzen der Brennereinheit bzw. Überheizen eines in der Heizungsanlage zirkulierenden Heizmediums verhindert werden kann. Zudem ist die Brennereinheit aufgrund des einfachen Aufbaus besonders günstig herzustellen und weist weiterhin einen geringen Wartungsaufwand auf, was zusätzlich zum effizienteren Betrieb zu einer weiteren Senkung der Betriebskosten führt.
• Die Brennereinheit ist grundsätzlich ein Teil einer Heizungsanlage, die die Brenner aufweist, mittels denen ein Brennstoff, bevorzugt Gas, in Wärme umgewandelt wird. Bei der Brennereinheit kann es sich sowohl um eine in sich geschlossene Einheit handeln, als auch um eine lediglich funktionale Einheit verschiedener Komponenten einer Heizungsanlage, die körperlich an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind. Bevorzugt sind alle Bestandteile der Brennereinheit Teile eines Heizkessels und besonders bevorzugt in und/oder an dem Heizkessel angeordnet. Neben der Brennereinheit kann der Heizkessel jedoch noch beliebige andere Bauteile aufweisen. Ebenfalls bevorzugt ist die Brennereinheit zum Betrieb mit einem gleichbleibenden Druck und/oder einer gleichbleibenden Zusammensetzung des Luft-Gasgemisches vorgesehen, um einen idealen Verbrennungszustand zu gewährleisten.
• Eine Heizungsanlage ist grundsätzlich eine beliebige Anlage zum Erzeugen und zur Abgabe von Wärme, insbesondere in einen zumindest teilweise, bevorzugt vollständig geschlossenen oder schließbaren Raum. Dabei ist die Heizungsanlage bevorzugt eine Zentralheizung, insbesondere zum Heizen eines Gebäudes, eines Hauses, einer Wohnung, einer Gebäudeetage oder dergleichen. Dabei weist eine Heizungsanlage grundsätzlich wenigstens einen Wärmeerzeuger, insbesondere einen Heizkessel, mit wenigstens einer Brennereinheit und wenigstens einen Wärmeverbraucher auf, die in einem Heizkreis miteinander verbunden sind.
• Die einzelnen Brenner der Brennereinheit sind bevorzugt derart angeordnet, dass die eine Flamme aufweisenden und/oder wärmeabgebenden Enden in die gleiche Richtung zeigen und/oder innerhalb einer Ebene angeordnet sind. Dabei können die einzelnen Brenner vollständig nebeneinander, unmittelbar aneinander und/oder ineinander angeordnet sein. Auch eine Kombination der vorgenannten Anordnungen ist denkbar, beispielsweise eine Anordnung der Brenner aneinander im Inneren des Brenners mit der größten Leistung.
• Erfindungsgemäß weist die Brennereinheit einen Zündbrenner auf, der bevorzugt für den Dauerbetrieb ausgelegt ist. Dieser Brenner hat dabei die Funktion, die niedrigste Stufe der Leistung im Betrieb der Brennereinheit bereitzustellen und zudem bevorzugt, zu gewährleisten, dass durchgehend eine Zündflamme brennt und somit das Gas beim Einleiten in einen der weiteren Brenner umgehend zündet, ohne dass eine weitere Zündvorrichtung notwendig ist. Entsprechend weist der Zündbrenner bevorzugt eine Zünd- und/oder Überwachungselektrode auf, während besonders bevorzugt wenigstens ein Teil der weiteren Brenner und ganz besonders bevorzugt alle weiteren Brenner zündelektrodenfrei gestaltet sind. Grundsätzlich kann aber auch eine beliebige andere Zündvorrichtung vorgesehen sein, beispielsweise ein Glühzünder, eine Zündelektrode oder ein weiteres Flammrohr, das dann besonders bevorzugt eine deutlich geringere Leistung aufweist als die übrigen Brenner. Eine solche weitere Zündvorrichtung kann dabei den Zündbrenner ersetzen oder zusätzlich dazu vorgesehen sein. Wird der Zündbrenner ersetzt, weisen die beiden leistungsschwächsten weiteren Brenner bevorzugt eine identische Leistung auf. Bevorzugt weist lediglich der Zündbrenner eine Flammüberwachung auf, wobei grundsätzlich die weiteren Brenner auch eine Flammüberwachung haben könnten. Dabei ist die Leistung des Zündbrenners weiterhin bevorzugt kleiner oder maximal genauso groß wie die Leistung der weiteren Brenner der Brennereinheit, wobei der Zündbrenner besonders bevorzugt ebenfalls zum Heizen, insbesondere zum Erwärmen eines Heizmediums, verwendet wird. Besonders bevorzugt weist der Zündbrenner eine mit dem schwächsten der weiteren Brenner identische Leistung auf. Schließlich hat der Zündbrenner bevorzugt eine feststehenden bzw. festgelegte Leistung. Im Betrieb der Brennereinheit ist der Zündbrenner bevorzugt der erste Brenner der gezündet wird und/oder der während des gesamten Betriebs brennt. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, den Zündbrenner auszuschalten und nur weitere Brenner zu betreiben. Besteht kein Bedarf weiterer Wärmeleistung kann auch der Zündbrenner ausgeschaltet werden, wobei der Zündbrenner bevorzugt zuletzt nach allen weiteren Brennern deaktiviert wird.
• Wenigstens die weiteren Brenner weisen eine festgelegte bzw. feststehende Leistung auf, die bevorzugt der maximalmöglichen Leistung des Brenners und/oder der Leistung des Brenners entspricht, die einen idealen Verbrennungszustand ermöglicht. Insbesondere bevorzugt ist die gleichbleibende Leistung der Brenner die Leistung, bei der der Brenner einen idealen Wirkungsgrad aufweist. Besonders bevorzugt ergeben sich die jeweilige festgelegte bzw. feststehende Leistung des weiteren Brenners aus den Dimensionen, insbesondere der Querschnittsfläche und/oder dem Durchmesser, des Brenners, die besonders bevorzugt derart gestaltet sind, dass die durch die Brenner hindurchströmenden Gasmengen in einem festgelegten Verhältnis zueinander stehen.
• Erfindungsgemäß ist vor jedem Brenner ein schaltbares Ventil angeordnet, das bevorzugt ein 2 Wege - 2 Positionen - Ventil ist. Das schaltbare Ventil ist besonders bevorzugt lediglich zwischen den Zuständen „an“ und „aus“ bzw. „vollständig geöffnet“ und „vollständig geschlossen“ schaltbar, d.h., das Ventil ist digital schaltbar. Ganz besonders bevorzugt ist das Ventil lediglich zwischen diesen Zuständen schaltbar, wodurch eine besonders einfache und kostengünstige Gestaltung der Brennereinheit bzw. Heizungsanlage möglich ist. Insbesondere bevorzugt ist das Ventil ein Magnetventil. Grundsätzlich kann das schaltbare Ventil ein Teil der Brennereinheit sein oder aber Teil der übrigen Heizungsanlage, das nicht unmittelbar am Brenner bzw. der Brennereinheit angeordnet sein muss. Bevorzugt ist das schaltbare Ventil jedoch unmittelbar vor jedem Brenner angeordnet und/oder ein Teil einer Luft-Gasmischeinheit.
• Die Gesamtleistung der Brennereinheit wird durch das An- und Abschalten der weiteren Brenner zu dem Zündbrenner reguliert, wodurch nicht wie beim Stand der Technik eine Regelung über die Leistung des einzigen bzw. der einzelnen Brenner erfolgt, sondern durch einen digitalen Betrieb, d.h. durch eine Kombination an- und ausgeschalteter Brenner unterschiedlicher Leistungen.
• Bei dem Steuergerät handelt es sich grundsätzlich um eine Vorrichtung, die u.a. zur Steuerung der schaltbaren Ventile und somit zur Einstellung der Gesamtleistung wenigstens einer Brennereinheit vorgesehen ist. Dabei kann das Steuergerät ein getrenntes Bauteil von den Brennern sein und/oder muss nicht unmittelbar an der Brennereinheit angeordnet sein. Bevorzugt steuert ein einziges Steuergerät alle Brenner einer Brennereinheit und insbesondere dabei alle schaltbaren Ventile. Bei einer Anordnung mehrerer Brennereinheiten als Teil eines Heizkessels und/oder einer Heizungsanlage können alle Brennereinheiten von einem einzigen Steuergerät oder aber jede Brennereinheit von einem eigenen Steuergerät gesteuert sein. Schließlich ist auch eine Kombination dessen möglich, beispielsweise von zwei Steuergeräten für drei Brennereinheiten. Ebenfalls bevorzugt sind mehrere Steuergeräte eines Heizkessels und/oder einer Heizungsanlage zum Datenaustausch miteinander verbunden.
• In der Heizungsanlage bzw. im Heizkreis zirkuliert ein Heizmedium, das speziell aufbereitetes Wasser, welches gegebenenfalls mit Zusätzen, beispielsweise zum Korrosions- oder Frost- bzw. Gefrierschutzmittel, versetzt sein kann. Weiterhin kann das Heizmedium auch reines Wasser, Leitungswasser oder eine anderweitige flüssige Substanz bzw. ein flüssiges Gemisch sein.
• Erfindungsgemäß beträgt die Leistung der weiteren Brenner jeweils ein Vielfaches voneinander. Grundsätzlich kann dieses Vielfache zwischen den jeweiligen Leistungen aller aufeinanderfolgender weiterer Brenner unterschiedlich sein. Bevorzugt ist dieses Vielfache jedoch zwischen aufeinanderfolgenden Brennern jeweils identisch. Dabei ist das Vielfache besonders bevorzugt genau das Doppelte, d.h. der zweite weitere Brenner hat die doppelte Leistung des ersten weiteren Brenners, der dritte weitere Brenner hat die doppelte Leistung des zweiten weiteren Brenners und so weiter. Es sind aber auch andere Vielfache möglich, bevorzugt zwischen 1,2 und 5, besonders bevorzugt zwischen 1,5 und 4 und ganz besonders bevorzugt zwischen 1,5 und 3. Weiterhin bevorzugt weisen wenigstens die weiteren Brenner alle voneinander unterschiedliche Leistungen und/oder Durchmesser auf, wobei jeder weitere Brenner bevorzugt die doppelte Leistung des vorherigen Brenners hat, wodurch in besonders einfacher Weise eine feinschrittige Einstellung der Gesamtleistung ermöglicht wird. Dabei kann der Zündbrenner ebenfalls eine von den weiteren Brennern unterschiedliche Leistung oder aber eine mit einem der weiteren Brenner, insbesondere dem leistungsschwächsten weiteren Brenner, identische Leistung aufweisen. Die jeweilige Verdopplung der Leistung führt somit dazu, dass die Gesamtleistung in Leistungsstufen bis zum Doppelten der Einzelleistung des stärksten Brenners in Schritten entsprechend der Einzelleistung des schwächsten Brenners feinschrittig eingestellt werden kann.
• Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Brennereinheit umfasst jeder der Brenner ein Flammrohr und ist insbesondere als ein Flammrohr gebildet, wodurch eine besonders einfache und kostengünstige sowie wartungsarme Gestaltung der Brenner erreicht wird. Somit entspricht die Brennereinheit bevorzugt einem Mehr-Flammrohrbrenner eines Heizkessels. Neben einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mit Flammrohren ist jedoch auch eine Gestaltung mit einem beliebigen anderen Brenner möglich. Alle Brenner, insbesondere Flammrohre, sind bevorzugt parallel zueinander angeordnet und/oder weisen zueinander identische Längen und/oder Radien auf. Grundsätzlich können dabei die Flammrohre beliebige, der festgelegten Leistung entsprechende Radien aufweisen. Bevorzugt beträgt der Flammrohrradius jedoch zwischen 0,25 cm und 10 cm, besonders bevorzugt zwischen 0,5 cm und 6 cm und ganz besonders bevorzugt zwischen 1 cm und 4 cm.
• Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennereinheit sieht vor, dass der Zündbrenner und einer der weiteren Brenner eine identische Leistung und/oder den gleichen Querschnitt, insbesondere den gleichen Flammrohrdurchmesser, aufweisen, wobei die Leistung insbesondere bevorzugt 1 kW bzw. 1 % der maximalen Gesamtleistung beträgt. Dabei ist der weitere Brenner mit der identischen Leistung bevorzugt der Leistungsschwächste der weiteren Brenner. Unter dem Querschnitt bzw. der Querschnittsfläche des Brenners wird die Fläche verstanden, die normal zur Mittellängsachse und/oder der Strömungsrichtung des Luft-Gasgemisches im Brenner angeordnet ist.
• Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennereinheit beträgt die Anzahl der weitere Brenner maximal acht. Dabei liegt die Anzahl der weiteren Brenner bevorzugt zwischen 1 und 10, besonders bevorzugt zwischen 1 und 8, ganz besonders bevorzugt zwischen 2 und 7 und insbesondere bevorzugt zwischen 2 und 6. Ebenfalls bevorzugt beträgt die Leistung des Zündbrenners 1 kW und/oder der weiteren Brenner 1 kW, 2 kW, 4 kW, 8 kW, 16 kW, 32 kW und 36 kW oder 64°kW, wodurch in vorteilhafter Weise mit weiteren Brennern zwischen 1 kW und 32 kW eine maximale Gesamtleistung von 63 kW + 1 kW des Zündbrenners erreicht wird bei einer kleinstmöglichen Feinregulierung zwischen 1 kW und 64 kW in 1 kW-Schritten. Besonders bevorzugt ist eine Ausführung bei der zusätzlich zu einem Zündbrenner sieben weitere Brenner vorgesehen sind, wobei besonders bevorzugt die Leistung des Zündbrenners 1 % der Gesamtleistung ausmacht und die weiteren Brenner 1 %, 2 %, 4 %, 8 %, 16 %, 32 % und 36 % der Gesamtleistung bereitstellen, wodurch eine feinschrittige Einstellung zwischen 1 % und 100 % der Gesamtleistung in Schritten von 1 % möglich ist. Ebenfalls bevorzugt entspricht die Leistung des Zündbrenners und/oder der einzelnen weiteren Brenner jeweils dem gleichen Vielfachen der vorgenannten Leistungswerte. Zudem können dabei auch weitere Brenner weggelassen werden.
• Die Feinregulierbarkeit der erfindungsgemäßen Brennereinheit, beispielsweise in Schritten von 1 % ermöglicht es zudem in vorteilhafter Weise, die Gesamtleistung der Brennereinheit mittels einer regelbaren Gasarmatur auf den jeweiligen Anwendungsfall anzupassen, sodass identische Brennereinheiten durch eine Einstellung über den maximal verfügbaren Gasdruck mittels der Gasarmatur mit deutlich unterschiedlichen Maximalleistungen und somit auch unterschiedlichen Leistungsstufen betrieben werden können. Somit stellt die Erfindung also einen universellen Brenner mit einer universalen Steuerung bereit, die in gleichem Maße für eine Heizungsanlage mit 18 kW Gesamtleistung, wie mit 1 MW Gesamtleistung gilt. Insbesondere wenn die Steuerung des erfindungsgemäßen Brenners mit einem elektronischen Gaszähler und/oder einer elektrisch einstellbaren Gasarmatur kommunizieren kann, kann eine automatische Gaseinstellung auf eine konstante Gesamtleistung erfolgen, die zum Beispiel Anpassungen in Abhängigkeit des Brennwertes des aktuell verbrannten Gases vornimmt. Somit ist eine automatische Leistungssteuerung bzw. -regelung möglich.
• Weiterhin bevorzugt ist eine Gestaltung der erfindungsgemäßen Brennereinheit bei der alle weiteren Brenner, insbesondere alle Flammrohre, einzeln nebeneinander und/oder verteilt innerhalb des größten Brenners, insbesondere Flammrohrs, angeordnet sind, wobei bevorzugt wenigstens zwei benachbarte Brenner bzw. Flammrohre, eine gemeinsame, die Brenner bzw. Flammrohre voneinander trennende Wandung aufweisen. Bevorzugt ist auch zusätzlich der Zündbrenner innerhalb des größten Brenners angeordnet oder als Abschnitt dessen gebildet. Ebenfalls bevorzugt sind alle übrigen Flammrohre einzeln und nebeneinander und/oder voneinander beabstandet im Inneren des größten Flammrohres angeordnet. Alternativ bevorzugt ist eine Anordnung von wenigstens zwei, besonders bevorzugt von allen Flammrohren koaxial zueinander, wobei der Zündbrenner, insbesondere das Zündflammrohr, an einer beliebigen Position angeordnet sein kann. Ganz besonders bevorzugt ist das innerste Rohr zweigeteilt und bildet in einer Hälfte den Zündbrenner, insbesondere das Zündflammrohr, und in der anderen Hälfte den ersten Brenner, wobei der Zündbrenner und der erste Brenner insbesondere bevorzugt dabei einen identischen Querschnitt und/oder eine gleiche Leistung aufweisen.
• Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Brennereinheit sind die einzelnen Brenner, insbesondere Flammrohre, durch voneinander getrennte Abschnitte eines einzigen großen Gesamtbrenners bzw. -flammrohrs gebildet, wobei jeder der einen Brenner bzw. ein Flammrohr bildenden Abschnitte eine feststehende Querschnittsfläche aufweist. Insbesondere bevorzugt ist eine Gestaltung mit dem größten Flammrohr im Inneren des Gesamtflammrohrs und den übrigen Flammrohren aufgeteilt auf Abschnitte eines äußeren Rings, wobei die Abschnitte besonders bevorzugt jeweils durch eine Trennwand voneinander getrennt sind. Alternativ ist auch eine Gestaltung denkbar, bei der das größte Flammrohr den äußeren Ring bildet. Die übrigen Flammrohre sind dann entweder aus Teilen eines einzigen inneren Abschnitts gebildet oder bestehen aus Abschnitten eines mittleren Rings um das Zündflammrohr herum.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Brennereinheit sind alle Brenner, insbesondere alle Flammrohre, nebeneinander und/oder verteilt innerhalb eines soliden Brennerblocks angeordnet, d.h., die einzelnen Flammrohre sind als Ausnehmungen innerhalb eines soliden Brennerkörpers gebildet.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizungsanlage sind mehrere Brennereinheiten und/oder Heizkessel mit je einer Brennereinheit im Heizkreis angeordnet und dabei bevorzugt in Reihe geschaltet, insbesondere in einer Flussrichtung des Heizmediums zwischen Rücklauf und Vorlauf, wodurch in einfacher Weise eine feinstufige Gesamtleistungsregelung über einen noch größeren Leistungsbereich ermöglicht wird. Insbesondere bevorzugt sind die Brennereinheiten unmittelbar hintereinander in Reihe geschaltet. Ebenfalls bevorzugt ist die Brennereinheit mit der geringsten Gesamtleistung und/oder kleinschrittigsten Leistungsregulierung in Flussrichtung des Heizmediums zuletzt angeordnet. Besonders bevorzugt sind die einzelnen Brennereinheiten im Heizkreis und/oder entlang der Flussrichtung des Heizmediums mit absteigender Gesamtleistung angeordnet.
• Grundsätzlich ist auch eine Kombination wenigstens einer erfindungsgemäßen Brennereinheit mit einem konventionellen und/oder leistungsregulierten Brenner bzw. Heizkessel möglich. Zudem ist eine Kombination mit einem beliebigen anderen Heizkessel, beispielsweise einem Festbrennstoffbrenner oder einer beliebigen anderen Heizvorrichtung, beispielsweise einer Solarheizungsanlage bzw. Solarthermieanlage, einem Luftwärmetauscher oder einer Erd- oder Fernwärmeheizung, denkbar.
• Weiterhin können auch alle Brennereinheiten bezüglich der größtmöglichen Gesamtleistung und/oder der Einzelleistungen aller Brenner identisch sein. Besonders bevorzugt sind alle Brennereinheiten der Heizungsanlage vollständig identisch. Insbesondere bevorzugt ist jedoch eine Gestaltung der Erfindung bei der im Heizkreis wenigstens eine erste Brennereinheit und eine zweite Brennereinheit angeordnet sind, wobei der leistungsschwächste Brenner der zweiten Brennereinheit die identische oder doppelte Leistung des leistungsstärksten Brenners der ersten Brennereinheit aufweist, wodurch die zweite Brennereinheit die Gesamtleistung bei gleichbleibender Feinschrittigkeit weiter vergrößert. Zum Beispiel kann die erste Brennereinheit einen Zündbrenner mit 1 kW sowie fünf weitere Brenner mit 1 kW, 2 kW, 4 kW, 8 kW und 16 kW aufweisen. Die zweite Brennereinheit hat ebenfalls einen Zündbrenner und drei Brenner mit 32 kW, 64 kW und 128 kW. Es ist auch denkbar, dass die zweite Brennereinheit nur einen weiteren Brenner, insbesondere im vorgenannten Beispiel mit 32 kW, hat.
• Die Zündbrenner aller Brennereinheiten haben bevorzugt identische Leistungen, insbesondere von 1 kW bzw. 1 % der Gesamtleistung. Grundsätzlich können die Zündbrenner aber auch voneinander abweichende Leistungen aufweisen. Die mehreren Brennereinheiten können dabei jeweils beliebig viele Brenner aufweisen, wobei bevorzugt neben dem Zündbrenner wenigstens ein weiterer Brenner vorgesehen ist. Besonders bevorzugt weisen alle Brennereinheiten wenigstens zwei Brenner auf.
• Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heizungsanlage weist keinen Boiler bzw. keinen Warmwasserspeicher auf. Insbesondere bevorzugt ist dabei der gesamte Heizkreis pufferspeicherfrei gebildet. Eine pufferfreie Gestaltung des Heizkreises ermöglicht dabei einen besonders einfachen und kostengünstigen Aufbau der Heizungsanlage. Zudem werden Probleme mit einer Verkeimung des Warmwassers, insbesondere durch Legionellen vermieden. Unter einem pufferspeicherfreien Heizkreis wird zunächst jeder Heizkreis verstanden, der kein Volumen aufweist, das zur Speicherung von aufgeheiztem Heizmedium und/oder Warmwasser vorgesehen ist und dabei größer als 50 Liter, bevorzugt größer als 10 Liter, besonders bevorzugt größer als 5 Liter und ganz besonders bevorzugt größer als 1 Liter ist. Insbesondere weist der Heizkreis kein separates Bauteil auf, das als wesentliche Funktion die Speicherung von erwärmtem Heizmedium und/oder Warmwasser hat.
• Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht eine bedarfsgerechte Steuerung mittels des Wärmezählers durch Messung der Vorlauf- und Rücklauftemperatur sowie des Wärmeflusses sowie einer nachfolgenden Ermittlung der benötigten Wärmemenge vor. Anschließend erfolgt dann eine entsprechende Regelung der Brennereinheit zum überschussfreien Bereitstellen der benötigten Wärme. Dabei erfolgt insbesondere die Ermittlung der benötigten Wärmemenge ohne eine festgelegte Heizkurve.
• Besonders bevorzugt ist dabei ein Verfahren, bei dem zunächst mittels eines im Heizkreis, insbesondere am Rücklauf, angeordneten Wärmezählers durchgehend oder in Intervallen die Wärme des durch den Wärmezähler strömenden Heizmediums gemessen wird, wobei insbesondere durch den Wärmezähler der Volumenstrom des Heizmediums und zugleich die Temperatur erfasst werden. Anschließend wird wenigstens auf Basis der gemessenen Wärme die benötigte Heizleistung der wenigstens einen Brennereinheit berechnet und die Brennereinheit bedarfsweise derart durch An- und Abschalten der einzelnen Brenner der Brennereinheit geregelt betrieben, so dass am Vorlauf der Heizungsanlage bzw. der Brennereinheit, an den die Wärmeverbraucher angeschlossen sind, eine vordefinierte Soll-Vorlauftemperatur des Heizmediums erreicht wird, insbesondere ohne dass es zu einem Überhitzen der Brennereinheit bzw. des die Brennereinheit aufweisenden Brennkessels kommt und/oder ohne dass es zu starken Schwankungen der Vorlauftemperatur aufgrund einer schlechten Regelbarkeit der Brennereinheit kommt, wie es bei den Brennereinheiten des Standes der Technik gegenwärtig der Fall ist, die lediglich in einem Bereich zwischen etwa 30 % und 100 % der Maximalleistung regelbar sind. Weiterhin bevorzugt erfolgt die Berechnung der benötigten Heizleistung zusätzlich auf Basis der mittels eines Außenfühlers ermittelten Außentemperatur. Weiterhin bevorzugt erfolgt die Berechnung mittels des Steuergeräts der Brennereinheit und/oder der Heizungsanlage.
• Hierdurch kann insbesondere in vorteilhafter Weise eine besonders genaue Regelung der Heizungsanlage mit geringer Überschusswärme und somit mit einem hohen Wirkungsgrad erreicht werden. Dabei gewährleistet die Messung der im Heizmedium verbliebenen Restwärme im Bereich des Rücklaufs weiterhin vorteilhaft eine, insbesondere durchgehende, bedarfsgerechte Steuerung der Heizleistung der Brennereinheit und ein besonders präzises Erreichen der Solltemperatur am Vorlauf der Heizungsanlage bzw. an der Zuleitung zu den Wärmeverbrauchern. Darüber hinaus ermöglicht die Anordnung eines Wärmezählers am Rücklauf der Brennereinheit die Berechnung des Wärmeverlustes der gesamten Heizungsanlage und damit eine Rückmeldung zum Wärmeverlust des betreffenden Gebäudes. Weiterhin wird durch eine durchgängige Reglung der Leistung der Brennereinheit ein besonders effizienter und brennstoffarmer Betrieb der Heizungsanlage ermöglicht.
• Besonders bevorzugt erfolgt die Berechnung der benötigten Heizleistung der Brennereinheit bzw. der gesamten Heizungsanlage wenigstens durch Multiplikation des mittels des Wärmezählers gemessenen Volumenstroms des Heizmediums, der spezifischen Wärmekapazität des Heizmediums sowie der Different aus Solltemperatur des Vorlaufs und der Ist-Temperatur des Rücklaufs im Bereich des Wärmezählers. Eine solche Berechnung ermöglicht es, die Wärmezufuhr durch wenigstens einen Wärmeerzeuger exakt an den Wärmebedarf der Wärmeverbraucher bzw. des Heizkreises anzupassen.
• Der Wärmeverlust Qist der Heizungsanlage bzw. des Heizkreises kann dabei wie folgt aus der Vorlauftemperatur T_V , der Rücklauftemperatur T_R , dem aktuellen Volumenstrom des Heizmediums ṁ und der spezifischen Wärmekapazität c berechnet werden: $$Q_{ist}=c\cdot m\cdot \left(T_V^{̇}-T_R\right)$$

  
• Die Soll-Wärmeleistung Q_soll des Wärmeerzeugers kann weiterhin mittels des Wärmezählers aus der Soll-Vorlauftemperatur Ts, der Rücklauftemperatur T_R , dem aktuellen Volumenstrom des Heizmediums ṁ und der spezifischen Wärmekapazität c berechnet werden, wobei die Soll-Vorlauftemperatur Ts bevorzugt mittels des Steuergeräts oder einer Heizungssteuerung und/oder Kesselregelung, insbesondere unter Berücksichtigung der Außentemperatur und/oder mittels einer Heizkurve, berechnet wird: $$Q_{soll}=c\cdot m\cdot \left(T_S^{̇}-T_R\right)$$

  
• Eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass mittels der Daten eines vor der Brennereinheit angeordneten Gaszählers und bevorzugt zusätzlich eines zwischen der Brennereinheit und dem Heizkreis angeordneten Wärmezählers eine kontinuierliche oder periodische Berechnung des Wirkungsgrades der Brennereinheit bzw. der gesamten Heizungsanlage vorgenommen wird, wobei besonders bevorzugt jeder ermittelte Wirkungsgrad mit einem bei der Inbetriebnahme gemessenem Wirkungsgrad als Referenz abgeglichen wird. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine bedarfsweise Wartung und ein besonders wirtschaftlicher Betrieb möglich, da Defekte, Verschleiß und Verschmutzungen besonders früh gefunden und behoben werden können. Dazu wird insbesondere bevorzugt der elektronische Gaszähler elektronisch mit dem Steuergerät der Brennereinheit verbunden. Grundsätzlich kann es sich bei dem Gaszähler um eine beliebige Vorrichtung zur Messung der durchströmenden Gasmenge handeln. Bevorzugt ist der Gaszähler ein Einrohr-Gaszähler, der weiterhin bevorzugt mechanisch an die Gaszuleitung der Heizungsanlage bzw. der Brennereinheit angeschlossen und/oder elektronisch auslesbar ist. Ganz besonders bevorzugt erfolgt die Berechnung des Wirkungsgrades in Echtzeit, d.h., ohne Zeitverzögerung während des Betriebs der Heizungsanlage.
• Weiterhin bevorzugt wird ein Verfahren zum Betrieb der Brennereinheit, insbesondere der Heizungsanlage, bei der die Nutzwassererwärmung vor der Heizwassererwärmung Priorität hat. Hingegen wird weiterhin bevorzugt in einem ausschließlichen Heizbetrieb ohne Nutzwassererwärmung die Vorlauftemperatur nicht auf einen konstanten Wert, insbesondere 20 °C eingestellt, sondern auf Basis der mittels eines Außenfühlers gemessenen Temperatur berechnet. Schließlich ist bevorzugt, dass bei einer großen Differenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur die Pumpleistung und bevorzugt zugleich der Frischluftdruck sowie ganz besonders bevorzugt auch die Gaszufuhr erhöht wird, wodurch es zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im Heizkreislauf und/oder zu einer Erhöhung der Brennerleistungen kommt. Dazu kann ein Frischluftkompressor und die Pumpe für das Heizmedium mit einem gemeinsamen Motor betrieben werden, sodass eine Erhöhung der Frischluftzufuhr automatisch mit einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Heizmediums einhergeht.
• Mehrere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Brennereinheiten sowie erfindungsgemäßer Heizungsanlagen werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigen:
• 1 eine schematische Ansicht einer ersten Brennereinheit,
• 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Brennereinheit,
• 3 eine schematische Ansicht einer dritten Brennereinheit,
• 4 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführung einer Heizungsanlage mit einer Brennereinheit, und
• 5 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführung einer Heizungsanlage mit drei Brennereinheiten.
• Eine in 1 schematisch dargestellte Brennereinheit 1 weist einen Zündbrenner 3 sowie fünf weitere Brenner 4a-e auf. Jeder der Brenner 3, 4a-e ist dabei als ein Flammrohr gebildet, wobei alle Flammrohre eine gleiche Länge aufweisen, mit zueinander parallelen Mittellängsachsen angeordnet sind und zudem in einer gemeinsamen Ebene enden. Der Zündbrenner 3 sowie vier der weiteren Brenner 4a-c sind innerhalb des Brenners 4e mit dem größten Durchmesser angeordnet. Der jeweilige Durchmesser bzw. die Querschnittsfläche der Brenner 3, 4a-e ist proportional zur Leistung der Brenner 3, 4-e.
• Bei dieser Ausführung der Brennereinheit 1 hat der Zündbrenner 3 sowie der Brenner 4a mit dem kleinsten Durchmesser jeweils eine Leistung von 1 kW. Die nachfolgenden weiteren Brenner 4b-e haben Leistungen von 2 kW, 4 kW, 8 kW und 16 kW. Bei dem Betrieb der Brennereinheit 1 wird der Zündbrenner 3 gezündet und dauerhaft betrieben. Durch selektives Zu- und Abschalten der weiteren Brenner 4a-e kann nun die Gesamtleistung P_Gesamt der Brennereinheit 1 zwischen 1 kW - mit lediglich dem Zündbrenner 3 brennend - und 32 kW - mit allen Brennern 3, 4a-e brennend - in Schritten von 1 kW reguliert werden. Die dazu jeweils zu betreibenden Brenner 3, 4a-e sind in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1: Anschaltzustände der einzelnen Brenner zum Erreichen einer vorgegebenen Gesamtleistung (P_Gesamt)

  PGesamt	3:1kW	4a: 1kW	4b: 2kW	4c: 4kw	4d: 8kW	4e: 16kW
  1	X
  2	X	X
  3	X		X
  4	X	X	X
  5	X			X
  6	X	X		X
  7	X		X	X
  8	X	X	X	X
  9	X				X
  10	X	X			X
  11	X		X		X
  12	X	X	X		X
  13	X			X	X
  14	X	X		X	X
  15	X		X	X	X
  16	X	X	X	X	X
  17	X					X
  18	X	X				X
  19	X		X			X
  20	X	X	X			X
  21	X			X		X
  22	X	X		X		X
  23	X		X	X		X
  24	X	X	X	X		X
  25	X				X	X
  26	X	X			X	X
  27	X		X		X	X
  28	X	X	X		X	X
  29	X			X	X	X
  30	X	X		X	X	X
  31	X		X	X	X	X
  32	X	X	X	X	X	X

• Bei einer in 2 schematisch dargestellten, zweiten Ausführung einer Brennereinheit 1 sind ein Zündbrenner 3 sowie fünf Brenner 4a-e aneinander angeordnet. Dabei sind alle Brenner 3, 4a-e abermals als Flammrohre gebildet. In der Mitte der Brennereinheit 1 ist der Brenner 4e mit dem größten Durchmesser mit einer Leistung von 16 kW angeordnet. Die übrigen Brenner 3, 4a-c sind über einen den inneren Brenner 4e umgebenden Ring verteilt, wobei die einzelnen Brenner 3, 4a-c jeweils durch Wandungen 7 voneinander abgetrennt sind. Der Zündbrenner 3 sowie der leistungsschwächste Brenner 4a haben abermals eine Leistung von jeweils 1 kW und die nachfolgenden weiteren Brenner 4b-e haben jeweils die doppelte Leistung des vorhergehenden Brenners 4a-c.
• Bei einer in 3 schematisch dargestellten, dritten Ausführung einer Brennereinheit 1 sind alle als Flammrohre gebildeten Brenner 3, 4a-e parallel zueinander und nebeneinander innerhalb eines soliden Metallbrennerblocks angeordnet.
• Eine Heizungsanlage 2 mit einer zuvor beschriebenen Brennereinheit 1 mit einem Zündbrenner 3 sowie sieben weiteren Brennern 4a-g ist schematisch in 4 dargestellt. Vor jedem der Brenner 3, 4a-g ist dabei eine Luft-Gasmischeinrichtung 11 mit einem Magnetventil 6, 6a-g angeordnet, wobei jedes dieser Magnetventile 6, 6a-g mittels eines einzigen mit allen Magnetventilen 6, 6a-g verbundenen Steuergeräts 5 zwischen einem vollständig geöffneten und einem vollständig geschlossenen Zustand umgeschaltet werden kann. In den 4 und 5 zeigen dabei gestrichelte Linien elektrische Verbindungen und durchgezogene Linien Leitungen für Gase oder Flüssigkeiten. Das Steuergerät 5 ist weiterhin mit einer am Zündbrenner 3 angeordneten Zünd- und Überwachungselektrode 25 verbunden, mittels der der Zündbrenner 3 gezündet und der angeschaltete Zustand überwacht werden kann.
• Die Zuführung des zu verbrennenden Gases zu den Luft-Gasmischeinrichtungen 11 erfolgt ausgehend von einer Gasleitung 15 durch ein Gassperrventil 14, einen Gasdruckregler 13 und eine Gasarmatur 12. Die Frischluftzufuhr zu den Luft-Gasmischeinrichtungen 11 erfolgt mittels eines Luftkompressors 21 der die Luft zunächst komprimiert durch eine Brennerluftrohrleitung 22 in einen Luftdruckbehälter 23 leitet, bevor die komprimierte Luft durch einen Luftdruckregler 24 zu den Luft-Gasmischeinrichtungen 11 gelangt.
• Die Brennereinheit 1 ist über einen Vorlauf 8 und einen Rücklauf 9 in einen Heizkreis integriert, wobei über den Vorlauf 8 das in der Brennereinheit 1 erhitzte Heizmedium nacheinander zunächst zu einem Warmwasserwärmetauscher 28 und nachfolgend zu einem Heizungswärmetauscher 30 gelangt, bevor es über den Rücklauf 9 zurück zur Brennereinheit 1 geleitet wird. Die Zirkulation des Heizmediums im Heizkreis wird mittels einer Heizmediumpumpe 19 erreicht, wobei ein Motor 20 zugleich die Heizmediumpumpe 19 und den Luftkompressor 21 betreibt. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass die Heizmediumpumpe 19 und der Luftkompressor 21 voneinander vollständig getrennte Einheiten mit jeweils einem eigenen Motor sind.
• An den Warmwasserwärmetauscher 28 angeschlossen ist ein Warmwasserkreis, der neben einer vom Warmwasserwärmetauscher 28 kommenden Warmwasserleitung auch eine Kaltwasserleitung aufweist, wobei ein Thermomischer 29 zur Temperaturregulierung vorgesehen ist.
• An den Heizungswärmetauscher 30 ist ein Heizungskreis mit einem Wärmeverbraucher 33 angeschlossen, wobei unmittelbar hinter dem Heizungswärmetauscher 30 zunächst ein motorgesteuerter 3-Wege-Mischer 31 und nachfolgend eine Heizungspumpe 32 angeordnet sind. Der 3-Wege-Mischer 31 wird dabei von einer Heizungsregelung 34 gesteuert, die einen Außentemperaturfühler 35 umfasst.
• Um eine bedarfsgerechte Steuerung der Brennereinheit 1 zu ermöglichen, ist im Rücklauf 9 des Heizkreises ein Wärmezähler 16 mit einem Rücklauftemperaturfühler 17 angeordnet, der den Volumenstrom und die Temperatur des Heizmediums im Rücklauf 9 erfassen. Weiterhin ist im Vorlauf 8 ein Vorlauftemperaturfühler 18 angeordnet, sodass die Temperaturdifferenz des Rücklaufs 9 zum Vorlauf 8 ermittelt werden kann, um die aktuell benötigte Wärmemenge zu ermitteln. Dies erfolgt mittels einer Brennereinheitsregelung 26, die weiterhin mit einem Außenfühler 27 verbunden ist. Die Brennereinheitsregelung 26 empfängt dabei die Signale der beiden Temperaturfühler 17, 18 im Heizkreis sowie des Wärmezählers 16 und sendet Steuersignale an den Motor 20 sowie an das Steuergerät 5 der Brennereinheit 1.
• Um zusätzlich auch den Wirkungsgrad der Heizungsanlage 2 bestimmen zu können, kann ein an der Gasleitung 15 angeordneter Gaszähler 10 ebenfalls mit der Brennereinheitsregelung 26 verbunden werden. Durch die Erfassung der zugeleiteten Gasmenge mittels des Gaszählers 10 sowie die Berechnung der von der Heizungsanlage 2 abgegebenen Wärmemenge mittels des Wärmezählers 16 ist zu jedem Betriebszeitpunkt eine Bestimmung des Wirkungsgrads möglich.
• Eine in 5 schematisch dargestellte weitere Ausführungsform einer Heizungsanlage 2 unterscheidet sich von der in 4 dargestellten Heizungsanlage 2 im Wesentlichen dadurch, dass zwischen dem Vorlauf 8 und dem Rücklauf 9 nicht eine, sondern drei Brennereinheiten 1, 1B, 1C in Reihe angeordnet sind, wobei die beiden weiteren Brennereinheiten 2B, 2C jeweils nur einen Zündbrenner 3B, 3C sowie einen einzigen weiteren Brenner 4B, 4C mit einer Leistung von jeweils 32 kW aufweisen. Dadurch kann die Gesamtleistung in Stufen von 1 kW zwischen 1 kW und 98 kW eingestellt werden, wie es in der Tabelle 2 dargestellt ist.

  

  Jede der weiteren Brennereinheiten 1B, 1C ist mit einem eigenen Steuergerät 5B, 5C verbunden, das jeweils vor den Brennern 3B, 4B, 3C, 4C angeordnete Magnetventile 6B, 6C steuert. Jeder der weiteren Zündbrenner 3B, 3C weist eine Zünd- und Überwachungselektrode 25B, 25C auf. Schließlich ist in jeder der Gaszuführungen zu den weiteren Brennereinheiten 1B, 1C jeweils eine weitere Gasarmatur eingebaut.
• Die Verwendung mehrerer Brennereinheiten 1A, 1B, 1C kann dabei mehrere Gründe haben. Zum einen kann eine bestehende Heizungsanlage 2 um weitere Brennereinheiten 1A, 1B, 1C ergänzt werden, um die Gesamtleistung zu erhöhen. Zum anderen kann eine Brennereinheit 1A gemäß der Erfindung hinzugefügt werden, um eine Regelung der Heizungsanlage 2 auch mit sehr geringen Leistungen zu ermöglichen, d.h., es kann eine bestehende Heizungsanlage 2 um eine Brennereinheit 1A erweitert werden. Schließlich kann auch eine Heizungsanlage 2 aus mehreren Brennereinheiten 1A, 1B, 1C neu gebildet werden, beispielsweise wenn aus räumlichen Gründen ein Aufbau mittels einer einzigen, entsprechend großen Brennereinheit 1A nicht möglich ist.
• Bezugszeichenliste

1

Brennereinheit

1B, C

weitere Brennereinheiten

2

Heizungsanlage

3

Zündbrenner

3B, C

Zündbrenner weiterer Brennereinheiten

4a-g

weitere Brenner

4B, C

Brenner weiterer Brennereinheiten

5

Steuergerät

5B, C

weitere Steuergeräte

6

Ventil des Zündbrenners

6A

Ventile des Zündbrenners weiterer Brennereinheiten

6a-g

Ventil der weiteren Brenner

6B, C

Ventile weiterer Brenner weiterer Brennereinheiten

7

Wandung

8

Vorlauf

9

Rücklauf

10

Gaszähler

11

Luft-Gasmischeinrichtung

12

Gasarmatur

12B, C

Gasarmatur weiterer Brennereinheiten

13

Gasdruckregler

14

Gasabsperrventil

15

Gasleitung

16

Wärmezähler

17

Rücklauftemperaturfühler

18

Vorlauftemperaturfühler

19

Heizmediumpumpe

20

Motor

21

Luftkompressor

22

Brennerluftrohrleitung

23

Luftdruckbehälter

24

Luftdruckregler

25

Zünd- und Überwachungselektrode

25B, C

Zünd- und Überwachungselektroden weiterer Brennereinheiten

26

Brennereinheitregelung

27

Außenfühler

28

Warmwasserwärmetauscher

29

Thermomischer

30

Heizungswärmetauscher

31

motorgesteuerter 3-Wege-Mischer

32

Heizungspumpe

33

Heizungskreis mit Wärmeverbraucher

34

Heizungsregelung

35

Außentemperaturfühler

Claims (13)

1. Brennereinheit (1) für eine Heizungsanlage (2), mit - mehreren ineinander und/oder nebeneinander angeordneten Brennern (3, 4a-e), wobei - ein erster Brenner ein Zündbrenner (3) mit feststehender Leistung ist und - die weiteren Brenner (4a-e) feststehende Leistungen aufweisen, wobei - die Leistungen der weiteren Brenner (4a-e) Vielfache voneinander sind, und - einem Steuergerät (5), das mittels eines vor jedem der Brenner (3, 4a-e) angeordneten schaltbaren Ventils (6) jeden der Brenner (3, 4a-e) wahlweise mit der feststehenden Leistung oder vollständig ausgestaltet betreibt.
2. Brennereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die weiteren Brenner (4a-e) alle voneinander unterschiedliche Leistungen und/oder Durchmesser aufweisen, wobei jeder weitere Brenner (4a-e) die doppelte Leistung des vorherigen Brenners (4a-d) hat.
3. Brennereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Brenner (3,4a-e) ein Flammrohr ist.
4. Brennereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündbrenner (3) und einer der weiteren Brenner (4a-e) eine identische Leistung und/oder den gleichen Querschnitt, insbesondere den gleichen Flammrohrdurchmesser, aufweisen.
5. Brennereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der weiteren Brenner (4a-e) maximal sechs beträgt und dabei die Leistung des Zündbrenners (3) 1 kW und/oder der weiteren Brenner (4a-e) 1 kW, 2 kW, 4 kW, 8 kW, 16 kW und 32 kW ist.
6. Brennereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Brenner (3, 4a-e) einzeln nebeneinander und/oder verteilt innerhalb des größten Brenners (4e) angeordnet sind, wobei wenigstens zwei benachbarte Brenner (3, 4a-e) eine gemeinsame, die Brenner voneinander trennende Wandung (7) aufweisen.
7. Brennereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Brenner (3, 4a-e) durch voneinander getrennte Abschnitte eines einzigen großen Gesamtflammrohrs gebildet sind, wobei jeder der einen Brenner (3, 4a-e) bildenden Abschnitte eine feststehende Querschnittsfläche aufweist.
8. Heizungsanlage (2) mit einem Heizkreis, mit - wenigstens einer Brennereinheit (1) nach Anspruch 1, - wenigstens einem mit einem Vorlauf (8) der Brennereinheit (1) verbundenen Wärmeverbraucher sowie - einem Rücklauf (9) zur Rückführung eines im Heizkreis befindlichen Heizmediums von dem Wärmeverbraucher zur Brennereinheit (1).
9. Heizungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Brennereinheiten (1), insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1-7, im Heizkreis angeordnet und dabei in Reihe geschaltet sind.
10. Heizungsanlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Heizkreis wenigstens eine erste Brennereinheit (1) und eine zweite Brennereinheit (1B, C) angeordnet sind, wobei der leistungsschwächste Brenner (4B, C) der zweiten Brennereinheit (1B, C) die identische oder doppelte Leistung des leistungsstärksten Brenners (4e) der ersten Brennereinheit (1) aufweist.
11. Verfahren zum Betrieb einer Brennereinheit (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1-7, mit den Schritten: - Zünden eines Zündbrenners (3), - Kontinuierliches und bedarfsweises Aktivieren bzw. Deaktivieren weiterer ineinander und/oder nebeneinander angeordneter Brenner (4a-e) zur feinstufigen Regelung der benötigten Gesamtbrennerleistung mittels jeweils eines zwischen den Zuständen „an“ und „aus“ schaltbaren Ventils, wobei - jeder Brenner (3, 4a-e) mit gleichbleibender Leistung betrieben wird und die Gesamtleistungsregelung der Brennereinheit (1) über das Zu- und Abschalten der einzelnen Brenner erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Daten eines vor der Brennereinheit (1) angeordneten Gaszählers (10) und eines zwischen der Brennereinheit (1) und dem Heizkreis angeordneten Wärmezählers (16) eine kontinuierliche oder periodische Berechnung des Wirkungsgrades der Brennereinheit (1) bzw. der gesamten Heizungsanlage (2) vorgenommen wird, wobei jeder ermittelte Wirkungsgrad mit einem bei der Inbetriebnahme gemessene Wirkungsgrad als Referenz abgeglichen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass - mittels eines im Heizkreis, insbesondere am Rücklauf der Brennereinheit (1), angeordneten Wärmezählers (16) die Temperatur sowie die Geschwindigkeit des durch den Wärmezähler (16) strömenden Heizmediums kontinuierlich oder periodisch gemessen wird, - anschließend die im zur Brennereinheit (1) durch den Wärmezähler (16) zurückströmenden Heizmedium enthaltene Restwärme ermittelt und dann die zum erneuten Erreichen der Vorlauftemperatur durch die Brennereinheit (1) einzubringende Wärmemenge berechnet wird, und - die Brennereinheit (1) bedarfsweise derart geregelt betrieben wird, dass zu jedem Zeitpunkt durch eine Regelung der Gesamtleistung der Brennereinheit (1) nur genau die einzubringende Wärmemenge dem Heizmedium am Vorlauf (8) der Heizungsanlage bzw. an der Brennereinheit (1) zugeführt wird, um die Vorlauf-Solltemperatur des Heizmediums zu erreichen.

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