AT15503U1

AT15503U1 - Heizungsanlage

Info

Publication number: AT15503U1
Application number: ATGM50039/2016U
Authority: AT
Inventors: Mandl Markus; Mandl Matthias
Original assignee: Logotherm Regelsysteme Gmbh
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2017-11-15

Abstract

Heizungsanlage (1) umfassend zumindest einen Wärmeerzeuger (2) mit zumindest einer Primärluftzufuhr (3) und zumindest einer steuerbaren Sekundärluftzufuhr (4), sowie zumindest einen Stellmotor (5) zur Steuerung der Sekundärluftzufuhr (4) und zumindest einen Sauerstoffsensor (6), wobei eine Stromversorgungseinheit (7) und eine Elektronikeinheit (8) zur Ansteuerung zumindest eines Sauerstoffsensors (6) im Gehäuse zumindest eines Stellmotors (5) angeordnet sind.

Description

Beschreibung

HEIZUNGSANLAGE

[0001] Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage umfassend zumindest einen Wärmeerzeuger mit zumindest einer Primärluftzufuhr und zumindest einer steuerbaren Sekundärluftzufuhr, sowie zumindest einen Stellmotor zur Steuerung der Sekundärluftzufuhr und zumindest einen Sauerstoffsensor.

[0002] Damit diese gattungsgemäßen Heizungsanlagen, welche insbesondere biogene Brennstoffe wie Holz oder Pellets aber auch fossile Brennstoffe wie Öl für die Wärmeerzeugung nutzen, die vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte einhalten können muss der Restsauerstoffgehalt des Abgases in definierten Zielwertebereich liegen. Der Restsauerstoffgehalt in dem Abgas ist bei gattungsgemäßen Heizungsanlagen über die Sekundärluftzufuhr, insbesondere über eine Sekundärluftklappe, einstellbar und dessen Zielwertebereich ist abhängig vom verwendeten Brennstoff und der Phase des Abbrandes. Der Brennstoff trockenes Hartholz benötigt zum Beispiel im Gegensatz zu feuchtem Weichholz eine höhere Sekundärluftzufuhr, das heißt eine größere Öffnung der Sekundärluftklappe, damit der Restsauerstoffgehalt des Abgases im Zielwertebereich liegt. Beim Anfeuern und am Ende des Abbrandes wird keine und in der Gasphase eine hohe Sekundärluftzufuhr benötigt.

[0003] Probleme derartiger Heizungsanlagen sind unter anderem, dass die Sekundärluftzufuhr, meist nur über eine manuell einstellbare Stellschraube steuerbar ist. Die Sekundärluftzufuhr wird über die manuell einstellbare Stellschraube bei der Inbetriebnahme so eingestellt, dass der Restsauerstoffgehalt des Abgases in seinem zugehörigen Zielwertbereich liegt und die vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte mit der gattungsgemäßen Anlage erfüllt werden. Durch die Alterung der gattungsgemäßen Anlage, etwa durch thermische Belastung, Aschebildung oder dergleichen, bei wechseln des Brennstoffes und in den verschiedenen Phasen des Abbrandes, kann der Restsauerstoffgehalt der Abluft durch die fest eingestellte Sekundärluftzufuhr nicht mehr in seinem Zielwertebereich gehalten werden und die emittierten Emissionen der gattungsgemäßen Heizungsanlage liegen oberhalb der vorgeschriebenen Grenzwerte des Gesetzgebers.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es unter anderem, eine Heizungsanlage zu schaffen, welche es ermöglicht, kostengünstig, kontinuierlich und automatisiert die Sekundärluftzufuhr einstellen zu können, sodass der Sauerstoffgehalt der Abluft in seinem jeweiligen Zielwertebereich gehalten werden kann und somit die vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte bei gattungsgemäßen Heizungsanlagen in jedem Betriebszustand eingehalten werden können.

[0005] Erfindungsgemäß werden diese und andere Aufgaben gelöst, indem eine Stromversorgungseinheit und eine Elektronikeinheit zur Ansteuerung zumindest eines Sauerstoffsensors im Gehäuse zumindest eines Stellmotors angeordnet sind. Dadurch wird eine kompakte Bauweise ermöglicht. Darüber hinaus wird aufgrund der geringen Anzahl von Kabeln und Anschlüssen das Risiko einer fehlerhaften Anwendung durch den Benutzer minimiert. Zudem ermöglicht die kompakte Bauweise dieser Vorrichtung die einfache Nachrüstbarkeit bei bereits bestehenden gattungsgemäßen Heizungsanlagen.

[0006] Erfindungsgemäß kann weiters vorgesehen sein, dass die Elektronikeinheit dazu eingerichtet ist, Signale zumindest eines Sauerstoffsensors auszuwerten und Regelparameter einzustellen. Für die Auswertung der Signale des Sauerstoffsensors kann erfindungsgemäß zumindest ein Mikrocontroller vorgesehen sein.

[0007] Die Einstellung diverser Regelparameter, wie zum Beispiel des Sauerstoff Sollwerts, kann über zumindest eine Stellschraube, insbesondere ein Potentiometer, welche am Gehäuse des Stellmotors angeordnet ist, ermöglicht werden. Darüber hinaus kann zumindest ein externer Schalter und/oder zumindest ein Analogeingang (0 bis 10 V) vorgesehen sein. Dadurch ist es möglich die Vorrichtung in bereits bestehende gattungsgemäße Heizungsanlagen einzubinden.

[0008] Erfindungsgemäß kann weiters vorgesehen sein, dass die Elektronikeinheit dazu eingerichtet ist, den Betriebszustand, insbesondere über Lichtquellen, anzuzeigen und/oder Daten, über eine drahtgebundene oder drahtlose Schnittstellen, insbesondere RS-232 oder Bluetooth, mit externen Modulen auszutauschen. Über die Lichtquellen, insbesondere LEDs, können der Betriebszustand, Warnungen und Störungen angezeigt werden. Die Schnittstellen ermöglichen den Austausch von Daten mit externen Geräten, insbesondere Smartphones, Tablets und PCs. Darüber hinaus können zumindest ein potentialfreier Umschaltkontakt und/oder zumindest ein Analogausgang (0 bis 10 V) vorgesehen sein.

[0009] Erfindungsgemäß kann weiters vorgesehen sein, dass zumindest ein Sauerstoffsensor in einem Abluftrohr der Heizungsanlage angeordnet und/oder über zumindest eine Schnittstelle mit der Stromversorgungseinheit und/oder der Elektronikeinheit verbunden ist. Dadurch kann der Sauerstoffgehalt des Gases im Abluftrohr kontinuierlich bestimmt werden. Zur Stromversorgung und zum Austausch von Daten, insbesondere der Übermittelung der gemessenen Werte, kann eine Schnittstelle, beispielsweise ein Kabel, zur Stromversorgungs- und Elektronikeinheit vorgesehen sein.

[0010] Erfindungsgemäß kann weiters vorgesehen sein, dass zumindest ein Stellmotor dazu eingerichtet ist, die Sekundärluftzufuhr der Heizungsanlage über zumindest eine Luftklappen einzustellen. Dadurch kann die Sekundärluftzufuhr der Heizungsanlage, insbesondere kontinuierlich und automatisiert, so eingestellt werden, dass der gemessene Sauerstoffgehalt des Gases in einem Zielwertebereich um den eingestellten Sauerstoffsollwert liegt. Somit ist es möglich, die vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte für gattungsgemäße Anlagen einzuhalten.

[0011] Erfindungsgemäß kann weiters vorgesehen sein, dass die Stromversorgungeinheit zumindest eines Stellmotors und die Stromversorgungeinheit zumindest eines Sauerstoffsensors über dasselbe, insbesondere externe, Netzteil erfolgt. Da dieses externe Netzteil als konventionelles Steckernetzteil ausgeführt sein kann, wird ein weltweiter Einsatz der erfindungsgemäßen Heizungsanlagen ermöglicht.

[0012] Erfindungsgemäß kann weiters vorgesehen sein, dass ein Sauerstoffsollwert zumindest eines Sauerstoffsensors durch eine Stellschraube, insbesondere durch ein am Gehäuse zumindest eines Stellmotors angeordnetes Potentiometer, einstellbar ist. Dadurch wird für den Benutzer der Sauerstoffsollwert einfach einstellbar und die sich daraus ergebenden Emissionen werden regulierbar.

[0013] Erfindungsgemäß kann weiters vorgesehen sein, dass ein Sauerstoffsollwert zumindest eines Sauerstoffsensors durch eine drahtgebundene oder drahtlose Datenübertragung, insbesondere durch ein auf einem bluetoothfähigen Smartphone oder Tablet installiertes Programm und/oder durch ein an die RS-232 Schnittstelle angeschlossenes Gerät veränderbar ist. Darüber hinaus können über die Bluetooth und/oder die RS-232 Schnittstellen weitere Daten mit externen Geräten ausgetauscht werden.

[0014] Erfindungsgemäß kann weiters vorgesehen sein, dass zumindest eine Steuerungseinheit der Primärluftzufuhr und zumindest eine Steuerungseinheit der Sekundärluftzufuhr mechanisch verbunden sind, sodass die Leistung der Heizungsanlage durch gegenläufige Steuerung der Primär-und Sekundärluftzufuhr bei einem eingestellten Sauerstoffsollwert annähernd konstant gehalten wird. Die Steuerungseinheiten können als Luftklappen ausgeführt sein.

[0015] Erfindungsgemäß kann weiters vorgesehen sein, dass zumindest ein Wärmeerzeuger dazu eingerichtet ist, biogene Brennstoffe, insbesondere Holz oder Pellets, und/oder fossile Brennstoffe, insbesondere Öl, zur Wärmeerzeugung zu nutzen.

[0016] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl in bereits bestehende gattungsgemäße Anlagen nachgerüstet als auch in neuen gattungsgemäßen Anlagen „ab Werk“ verbaut werden.

[0017] Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren.

[0018] Die Erfindung wird nun am Beispiel nicht ausschließlicher Ausführungsbeispiele näher erläutert.

[0019] Es zeigen [0020] Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemä ßen Heizungsanlage mit einem Wärmeerzeuger; [0021] Fig. 2: eine schematische Darstellung eines Blockdiagramms der Stromversorgungs und Elektronikeinheit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage.

[0022] Wenn nicht anders angegeben, so entsprechen die Bezugszeichen folgenden Komponenten: Heizungsanlage 1, Wärmeerzeuger 2, Primärluftzufuhr 3, Sekundärluftzufuhr 4, Stellmotor 5, Sauerstoffsensor 6, Stromversorgungseinheit 7, Elektronikeinheit 8, Regelparameter 9, Abluftrohr 10, Luftklappe 11, Netzteil 12, Stellschraube 13, drahtgebundene Schnittstelle 14, drahtlose Schnittstelle 15, potentialfreier Umschaltkontakt 16, Analogausgang (0 bis 10 V) 17.

[0023] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage 1 mit einem Wärmeerzeuger 2. In dieser Ausführungsform wird die Primärluftzufuhr 3 über eine Luftklappe 11 eingestellt. Im Abluftrohr 10 ist ein Sauerstoffsensor 6 angeordnet, dessen Stromversorgungseinheit 7 und Elektronikeinheit 8 mit einem Stellmotor 5 gekoppelt und in dessen Gehäuse angeordnet ist. Der Stellmotor 5 ist dazu eingerichtet, die Luftklappe 11 der Sekundärluftzufuhr 4 einzustellen. Am Gehäuse des Stellmotors 5 ist eine Stellschraube 13 zur Einstellung des Sauerstoffsollwerts angeordnet.

[0024] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Blockdiagramms der Stromversorgungseinheit 7 und der Elektronikeinheit 8 einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage 1. Der Sauerstoffsensor 6 ist als Lambdasonde ausgeführt. Sowohl die Stromversorgungseinheit 7 und die Elektronikeinheit 8, als auch der Stellmotor 5 zum Antrieb der Luftklappen 11 sind in einer gemeinsamen Baugruppe angeordnet, an die der Sauerstoffsensor 6 angeschlossen werden kann. Die Stromversorgung des Stellmotors 5, des Sauerstoffsensors 6 und der Elektronikeinheit 8 erfolgen über dasselbe externe Netzteil 12. Die Elektronikeinheit 8 ist weiters dazu eingerichtet, Daten über eine RS-232 Schnittstelle 14 und ein Bluetooth Modul 15 mit externen Geräten auszutauschen.

[0025] Die Elektronikeinheit 8 umfasst einen potentialfreien Umschaltkontakt 16 und einen Analogausgang (0 bis 10 V) 17. In der Elektronikeinheit 8 ist ein Mikrocontroller vorgesehen, welcher dazu eingerichtet ist, das Signal des Sauerstoffsensors 6 auszuwerten, diverse Regelparameter 9 einzustellen und den Stellmotor 5 für den Antrieb der Luftklappen 11 zu steuern.

[0026] In einer nicht dargestellten Ausführungsform sind mit der Stromversorgungseinheit 7 und die Elektronikeinheit 8 mehrere Sauerstoffsensoren 6 verbunden.

[0027] In einer nicht dargestellten Ausführungsform sind verschiedene Sensoren mit der Stromversorgungseinheit 7 und der Elektronikeinheit 8 verbunden.

[0028] In einer nicht dargestellten Ausführungsform wird auch die Steuerungseinheit, insbesondere Luftklappe 11, der Primärluftzufuhr 3 durch einen Stellmotor 5 gesteuert, der eine Stromversorgungseinheit 7 und eine Elektronikeinheit 8 zur Ansteuerung eines Sauerstoffsensors 6 in seinem Gehäuse beinhaltet.

[0029] In einer nicht dargestellten Ausführungsform sind die Steuerungseinheit der Primärluftzufuhr 3, insbesondere Luftklappen 11, und die Steuerungseinheit der Sekundärluftzufuhr 4, insbesondere Luftklappen 11, mechanisch miteinander verbunden.

[0030] Im Sinne der Erfindung bedeutet Einheit eine beliebige ein- oder mehrteilige Vorrichtung.

[0031] Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die konkret dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern umfasst sämtliche Heizungsanlagen 1 gemäß den nachfolgenden Ansprüchen.

Claims

Ansprüche

1. Heizungsanlage (1) umfassend zumindest einen Wärmeerzeuger (2) mit zumindest einer Primärluftzufuhr (3) und zumindest einer steuerbaren Sekundärluftzufuhr (4), sowie zumindest einen Stellmotor (5) zur Steuerung der Sekundärluftzufuhr (4) und zumindest einen Sauerstoffsensor (6), dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromversorgungseinheit (7) und eine Elektronikeinheit (8) zur Ansteuerung zumindest eines Sauerstoffsensors (6) im Gehäuse zumindest eines Stellmotors (5) angeordnet sind.
2. Heizungsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (8) dazu eingerichtet ist, Signale zumindest eines Sauerstoffsensors (6) auszuwerten und Regelparameter (9) einzustellen.
3. Heizungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (8) dazu eingerichtet ist, den Betriebszustand zumindest eines Sauerstoffsensors (6) und/oder zumindest eines Stellmotors (5), insbesondere über Lichtquellen, anzuzeigen und/oder Daten, insbesondere über eine drahtgebundene Schnittstelle (14), mit externen Modulen auszutauschen.
4. Heizungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (8) dazu eingerichtet ist, den Betriebszustand zumindest eines Sauerstoffsensors (6) und/oder zumindest eines Stellmotors (5), insbesondere über Lichtquellen, anzuzeigen und/oder Daten, insbesondere über eine drahtlose Schnittstelle (15), mit externen Modulen auszutauschen.
5. Heizungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sauerstoffsensor (6) in einem Abluftrohr (10) der Heizungsanlage (1) angeordnet und/oder über zumindest eine Schnittstelle mit der Stromversorgungseinheit (7) und/oder der Elektronikeinheit (8) verbunden ist.
6. Heizungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Stellmotor (5) dazu eingerichtet ist, die Sekundärluftzufuhr (4) der Heizungsanlage (1) über zumindest eine Luftklappe (11) einzustellen.
7. Heizungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinheit (7) zumindest eines Stellmotors (5) und die Stromversorgungseinheit (7) zumindest eines Sauerstoffsensors (6) über dasselbe, insbesondere externe, Netzteil (12) erfolgt.
8. Heizungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sauerstoffsollwert zumindest eines Sauerstoffsensors (6) durch eine Stellschraube (13), insbesondere durch ein am Gehäuse zumindest eines Stellmotors (5) angeordnetes Potentiometer, einstellbar ist.
9. Heizungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sauerstoffsollwert zumindest eines Sauerstoffsensors (6) über eine drahtgebundene Schnittstelle (14), insbesondere RS-232, einstellbar ist.
10. Heizungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sauerstoffsollwert zumindest eines Sauerstoffsensors (6) über eine drahtlose Schnittstelle (15), insbesondere Bluetooth, einstellbar ist.
11. Heizungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine mechanische Verbindung zwischen zumindest einer Steuerungseinheit der Primärluftzufuhr (3) und zumindest einer Steuerungseinheit der Sekundärluftzufuhr (4) vorgesehen ist, sodass die Leistung der Heizungsanlage (1) durch gegenläufige Steuerung der Primär- (3) und Sekundärluftzufuhr (4) bei einem eingestellten Sauerstoffsollwert annähernd konstant haltbar ist.
12. Heizungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wärmeerzeuger (2) dazu eingerichtet ist, biogene Brennstoffe, insbesondere Holz oder Pellets, und/oder fossile Brennstoffe, insbesondere Öl, zur Wärmeerzeugung zu nutzen. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen