AT512398A4 - Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung, in der ein kleinkörniges Brennmaterial, vorzugsweise Pellets oder Hackschnitzel, verbrannt wird und wobei das Brennmaterial über eine Fördervorrichtung umfassend ein Förderorgan, insbesondere eine Förderschnecke, und einen Motor zum Antreiben des Förderorgans von einem Vorratsbehälter für das Brennmaterial in einen Brennraum der Heizeinrichtung transportiert wird. Dabei wird die Stromaufnahme des Motors zum Antreiben des Förderorgans überwacht und ein Anstieg des Motorstroms über einen Normal- bzw. Nennwert, insbesondere aufgrund eines Rückstaus des Brennmaterials in die bzw. in der Fördervorrichtung, wird erkannt. Bei der Feststellung eines Rückstaus werden Gegenmaßnahmen eingeleitet. Dadurch ist ein Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung geschaffen, welches die Sicherheit der Heizeinrichtung insbesondere durch Vermeidung eines Rückbrands aufgrund eines Rückstaus von Brennmaterial erhöht und zugleich den Komfort für einen Betreiber bzw. Bediener der Heizeinrichtung nicht reduziert.

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung, in der ein kleinkörniges Brennmaterial, vorzugsweise Pellets oder Hackschnitzel, verbrannt wird und wobei das Brennmaterial über eine Fördervorrichtung umfassend ein Förderorgan, insbesondere eine Förderschnecke, und einen Motor zum Antreiben des Förderorgans von einem Vorratsbehälter für das Brennmaterial in einen Brennraum der Heizeinrichtung transportiert wird.

Heizeinrichtungen bzw. Kaminöfen, welche mit kleinkörnigen Brennmaterialien wie beispielsweise Pellets oder Hackschnitzel betrieben werden, und die entsprechenden Fördervorrichtungen zum Transport des jeweiligen Brennmaterials von dem Vorratsbehälter bzw. einem Vorratslager in den Brennraum der Heizeinrichtung sind prinzipiell bekannt.

Ein brandschutztechnisches bzw. sicherheitskritisches Problem bei den bekannten Heizeinrichtungen stellt die Möglichkeit eines Rückbrandes vom Brennraum zurück in zumindest einen Teil der Fördervorrichtung hinein dar, wobei ein solcher Rückbrand insbesondere durch einen Rückstau des bereits in den Brennraum geförderten Brennmaterials hervorgerufen bzw. begünstigt wird. Der Rückstau des Brennmaterials wiederum kann verschiedenste Ursachen haben. Diese reichen von einer Verschmutzung der Fördervorrichtung bzw. des Brennraums der Heizeinrichtung, insbesondere aufgrund einer Vernachlässigung der Reinigung der Heizeinrichtung, über Probleme mit der ausreichenden Zufuhr von Verbrennungs-luft in den Brennraum der Heizeinrichtung, wodurch eine schlechte bzw. unvollständige Verbrennung des Brennmaterials auftritt, bis zu verschiedenen anderen Defekten der Heizeinrichtung, welche sich insbesondere auf die Funktionsfähigkeit der Fördervorrichtung auswirken. Alle diese Probleme können dazu führen, dass N2012/01700 i

i I Ψ m das in Richtung zum Brennraum bzw. bereits in den Brennraum geförderte Brennmaterial in die bzw. in der Fördervorrichtung zurückstaut und somit ein Rückbrand vom Brennraum in die Fördervorrichtung und im schlimmsten Fall sogar bis zurück in den Vorratsbehälter für das Brennmaterial möglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung, in der ein kleinkörniges Brennmaterial verbrannt wird, zu schaffen, welches die Sicherheit der Heizeinrichtung insbesondere durch Vermeidung eines Rückbrands aufgrund eines Rückstaus von Brennmaterial erhöht und zugleich den Komfort für einen Betreiber bzw. Bediener der Heizeinrichtung nicht reduziert.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Stromaufnahme des Motors zum Antreiben des Förderorgans überwacht wird und ein Anstieg des Motorstroms über eine Normal- bzw. Nennwert, insbesondere aufgrund eines Rückstaus des Brennmaterials in die bzw. in der Fördervorrichtung, erkannt wird und bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.

Durch das Überwachen, das heißt das Messen und Auswerten, der Stromaufnahme des Motors mittels eines Messsensors bzw. einer Überwachungseinrichtung kann ein durch einen Rückstau des Brennmaterials hervorgerufener Anstieg des Motorstroms über den Normal- bzw. Nennwert festgestellt werden und es können daraufhin von einer Steuer- und Regeleinrichtung der Heizeinrichtung entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet bzw. durchgeführt werden. Die Gegenmaßnahmen sind zweckmäßigerweise so ausgeführt, dass beispielsweise eine Beseitigung des Rückstaus von Brennmaterial angestrebt wird oder durch anderweitige Maßnahmen sichergesteltt ist, dass ein Rückbrand entlang des Rückstaus nicht möglich ist. Durch diese Maßnahmen wird auf einfache Art und Weise die Sicherheit der Heizeinrichtung, insbesondere in Bezug auf einen Brand außerhalb des Brennraums der Heizeinrichtung, erhöht.

Ein solches Vorgehen ist weiters auch mit einem sehr geringen Zusatzaufwand verbunden, da die Steuer- und Regeleinrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der N2012/01700

Heizeinrichtung bzw. des Motors zum Antreiben des Förderorgans der Fördervorrichtung ohnehin vorhanden ist und die Heizeinrichtung problemlos bzw. mit geringem Aufwand um einen Messsensor bzw. eine Überwachungseinrichtung erweitert werden kann, welche die Stromaufnahme des Motors zum Antreiben des Förderorgans messen bzw. überwachen. Somit sind zusätzliche Arbeiten bei der Herstellung der Heizeinrichtung bzw. Umbauarbeiten an der Heizeinrichtung im Nachrüstungsfall, wenn überhaupt, nur in einem sehr geringen Umfang notwendig.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei welcher bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms eine akustische, visuelle und/oder informationstechnische Alarmierung bzw. Signalisierung eines Betreibers bzw. Benutzers, insbesondere mittels eines von der Heizeinrichtung abgegebenen Signaltons und/oder Signallichts und/oder mittels einer von der Heizeinrichtung ausgesandten, elektronischen Nachricht, durchgeführt wird und wobei der Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung diese Alarmmeldung insbesondere quittieren muss. Eine solche elektronische Nachricht kann beispielsweise in Form einer SMS, einer E-Mail oder einer Push-Nachricht über eine Smartphone-Applikation an den Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung übermittelt werden. Auf diese Weise wird der Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung sofort bzw. umgehend auf das Rückstauproblem in der Heizeinrichtung aufmerksam gemacht und es wird ihm die zeitnahe Behebung des Rückstaus bzw. des zugrundeliegenden Problems ermöglicht. Dadurch wird ein Rückbrand entlang des Rückstaus vermieden und die Sicherheit der Heizeinrichtung erhöht. Im Fall, dass der Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung die Alarmmeldung quittieren muss, ist eine sichere Alarmierung des Betreibers bzw. Benutzers gewährleistet, da die Ausgabe des Signaltons und/oder des Signallichts durch die Heizeinrichtung erst bei der Quittierung der Alarmierung beendet wird bzw. da die Aussendung der elektronischen Alar-mierungsnachricht so lange gemäß eines bestimmten Zeitinterfalls wiederholt N2012/01700

/ · t t 4 *· *· · wird, bis eine Quittierungsnachricht eintrifft oder eine entsprechende Bedienhandlung an der Heizeinrichtung gesetzt wird.

Vorteilhaft ist es auch, wenn bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms das Förderorgan der Fördervorrichtung bzw. der Motor des Förderorgans automatisch gestoppt wird, sodass keine weitere Zufuhr von Brennmaterial in den Brennraum erfolgt. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms die Zufuhr von Verbrennungsluft in den Brennraum vorzugsweise auf ein mögliches Maximum erhöht wird. Durch diese Gegenmaßnahmen wird das rückgestaute Brennmaterial auf sehr einfache und komfortable Art und Weise verbrannt bzw. entfernt. Insbesondere sind dabei keine zusätzlichen Vorrichtungen neben denen, welche für den normalen Heizbetrieb der Heizeinrichtung ohnehin nötig sind, erforderlich. Auch ist bei diesen Gegenmaßnahmen kein Eingreifen bzw. eine manuelle Tätigkeit des Betreibers bzw. Benutzers der Heizeinrichtung von Nöten, da diese Gegenmaßnahmen automatisch von der Heizeinrichtung durchgeführt werden können.

In diesem Zusammenhang sei explizit darauf hingewiesen, dass es besonders vorteilhaft ist, die beiden soeben beschriebenen Maßnahmen zur automatischen Beseitigung eines Rückstaus von Brennmaterial (Stoppen der Fördervorrichtung bzw. der weiteren Zufuhr von Brennmaterial in den Brennraum, Erhöhen der Zufuhr von Verbrennungsluft in den Brennraum) zu kombinieren, d.h. gleichzeitig einzusetzen, um den Rückstau von Brennmaterial besonders rasch aufzulösen.

Vorteilhaft ist es auch, wenn automatisch nach einer bestimmten, einstellbaren Zeit, beispielsweise nach 10 Minuten, oder durch Setzen einer Bedienhandlung durch den Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung die bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms eingeleiteten Gegenmaßnahmen beendet werden und in den Normalbetrieb zurückgewechselt wird und bei einem neuerlichen Ansteigen des Motorstroms über den Normal- bzw. Nennwert wieder Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, wobei das Beenden der Gegenmaßnahmen und der versuchsweise Wechsel in den Normalbetrieb der Heizeinrichtung vorzugsweise nur eine begrenzte Anzahl Mal wiederholt wird. Auf diese Weise wird die Ausfallsi- N2012/01700 • · • · l" i.:. ,· i cherheit der Heizeinrichtung erhöht bzw. die Anzahl der Fälle, in denen zu Unrecht bzw. unnötigerweise Gegenmaßnahmen eingeleitet wurden, reduziert. Dadurch wird insbesondere auch der Komfort für den Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung erhöht. Durch die Begrenzung der Wiederholungen der versuchsweisen Beendigung der Gegenmaßnahmen zur Auflösung des Rückstaus von Brennmaterial wird die Sicherheit der Heizeinrichtung nicht bzw. nur unwesentlich reduziert. Günstig ist es auch, wenn bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms und wahlweise nach einer insbesondere erfolglosen Durchführung von anderen Gegenmaßnahmen, die Heizeinrichtung vorzugsweise steuerungsgeführt stillgelegt bzw. abgeschaltet wird und die Heizeinrichtung erst durch das Setzen einer Bedienhandlung durch den Betreiber bzw. Benutzer den Heizbetrieb wieder aufnimmt. Durch das Stilllegen, insbesondere durch das sofortige Stilllegen der Heizeinrichtung bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms ohne Durchführung von anderen Gegenmaßnahmen zur Beseitigung eines Rückstaus, wird die Sicherheit der Heizeinrichtung bzw. der Brandschutz erhöht. Durch das Einleiten bzw. Durchführen von anderen Gegenmaßnahmen zur Auflösung des Rückstaus von Brennmaterial und durch das Stilllegen der Heizeinrichtung erst dann, wenn diese anderen Gegenmaßnahmen keinen Erfolg gebracht haben, das heißt, wenn durch die anderen Gegenmaßnahmen der Rückstau nicht aufgelöst werden konnte, wird die Ausfallsicherheit der Heizeinrichtung erhöht bzw. die Anzahl der Stilllegungen der Heizeinrichtung aufgrund eines Rückstaus des Brennmaterials reduziert. Nach der Stilllegung der Heizeinrichtung bzw. vor einer neuerlichen Inbetriebnahme der Heizeinrichtung muss der Rückstau von Brennmaterial bzw. das zugrundeliegende Problem vom Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung gelöst bzw. behoben werden.

Vorteilhaft ist es, wenn ein Rückstau von Brennmaterial über die Stromaufnahme des Motors zum Antreiben des Förderorgans dann festgestellt wird, wenn der Momentanwert des Motorstroms eine bestimmte Zeitspanne über einem festgelegten Grenzwert, insbesondere dem Normal- bzw. Nennwert des Motorstroms, liegt. Vorteilhaft ist es auch, wenn ein Rückstau von Brennmaterial über die Stromaufnahme des Motors zum Antreiben des Förderorgans dann festgestellt wird, wenn N2012/01700 φ ft » Β f der über einen bestimmten Zeitraum gebildete Mittelwert des Motorstroms über einem festgelegten, weiteren Grenzwert, insbesondere dem Normal- bzw. Nennwert des Motorstroms, liegt. Durch diese Arten der Feststellung eines Rückstaus über die Stromaufnahme des Motors sind fehlerhafte Auslösungen bzw. Durchführungen von Gegenmaßnahmen zur Behebung bzw. Beseitigung des Rückstaus und/oder fehlerhafte Stilllegungen bzw. Abschaltungen der Heizeinrichtung vermeidbar bzw. zumindest reduzierbar. Günstig ist es auch, wenn das kleinkörnige Brennmaterial vom Förderorgan der Fördervorrichtung in ein vorzugsweise um rund 45° gegenüber der Horizontalen geneigtes Fallrohr befördert wird, in welchem Fallrohr sich das Brennmaterial dann aufgrund der Schwerkraft in den Brennraum weiterbewegt. Auf diese Weise ist die Sicherheit bzw. der Brandschutz der Heizeinrichtung erhöht, da durch eine solche Maßnahme die Wahrscheinlichkeit bzw. Möglichkeit eines Rückstaus von Brennmaterial und damit ein Rückbrand entlang des rückgestauten Brennmaterials reduziert ist. Auch wird durch den vergrößerten Abstand von Brennraum und Förderorgan aufgrund des dazwischenliegenden Fallrohrs die Temperatur im Bereich des Förderorgans reduziert und damit die Brandsicherheit in Bereichen außerhalb des Brennraums der Heizeinrichtung erhöht. Durch die Ausbildung des Fallrohres ist es insbesondere auch noch möglich, zwischen einem brennraumseitigen Ende des Fallrohres und einer Aufnahmeschale für das Brennmaterial im Brennraum, in welcher Aufhahmeschale das Brennmaterial verbrannt wird, einen Abstand bzw. eine Luftstrecke vorzusehen, wodurch die soeben genannten Effekte bzw. Vorteile noch verstärkt werden.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms mittels einer Reinigungsvorrichtung eine Reinigung eines Innenraums des Fallrohrs durchgeführt wird. Auf diese Weise ist die Sicherheit bzw. der Brandschutz der Heizeinrichtung im Zusammenhang mit der Ausbildung eines Fallrohres erhöht, da durch die Reinigung des Innenraums des Fallrohres die Möglichkeit eines Rückstaus von Brennmaterial im Fallrohr selbst und damit die Möglichkeit eines Rückbrands reduziert bzw. sogar praktisch ausgeschlossen ist. Insbesondere über einen längeren Zeitraum im Innenraum des Fallrohres N2012/01700

• ‘1 • · -m * · ♦ * 9 * 9 · * abgelagerte Harzreste können die Wahrscheinlichkeit eines Rückstaus von Brennmaterial im Fallrohr selbst erhöhen. Durch die automatische bzw. bedarfsweise Reinigung des Innenraums des Fallrohres ist überdies der Komfort für den Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung erhöht.

Schließlich ist es auch besonders günstig, wenn mittels einer am oder im Fallrohr, insbesondere im Bereich eines oberen Endes des Fallrohres, angeordneten Er-fassungsvorrichtung, welche vorzugsweise als kapazitiver Sensor ausgeführt ist, ein möglicher Rückstau des Brennmaterials im Fallrohr festgestellt wird und wenn, sollte daraufhin über eine Messung und Bewertung des Motorstroms des Motors ein tatsächlicher Rückstau des Brennmaterials erkannt werden, Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Auf diese Weise ist eine besonders sicher und schnelle Erkennung bzw. Feststellung eines Rückstaus von Brennmaterial sichergestellt, wobei gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit für eine fälschliche Durchführung der Gegenmaßnahmen, obwohl gar kein Rückstau vorliegt, minimiert wird und ein ungestörter normaler Heizbetrieb der Heizeinrichtung aufrechterhalten wird.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Heizeinrichtung in einer Seitenansicht; und

Fig. 2 ein Aktivitätsdiagramm zur Visualisierung einer bevorzugten Ausfüh rungsform des Verfahrens zur Steuerung der Heizeinrichtung.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. N2012/01700

In Fig. 1 ist eine Heizeinrichtung 1 in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt.

Diese Heizeinrichtung 1, welche oft auch als Kaminofen bezeichnet wird, umfasst einen Brennraum 2 und eine Bedienungs- und/oder Reinigungsöffnung 3, die durch eine bedarfsweise bewegbare bzw. öffenbare Brennraumtür 4 verschlossen ist. Die Brennraumtür 4 ist mit einer transparenten, hitzebeständigen Sichtscheibe 5 ausgestattet. Diese Brennraumtür 4 ist in einer Frontwand eines Gehäuses 6 der Heizeinrichtung 1 angeordnet. Das Gehäuse 6 ruht mit einer Grundplatte auf einer im Wesentlichen horizontalen, unteren Aufstandsebene 7, welche üblicherweise durch einen Fuß- oder Erdboden gebildet ist.

In einem hinteren Bereich des Gehäuses 6 der Heizeinrichtung 1 ist ein über eine verschließbare Beschickungsöffnung 8 zugänglicher und nachfüllbarer Vorratsbehälter 9 für ein kleinkörniges Brennmaterial 10, vorzugsweise Pellets oder Hackschnitzel, angeordnet. In einem trichterförmigen Bodenbereich des Vorratsbehälters 9 ist eine Zulauföffnung 11 zur Beschickung einer Fördervorrichtung 12 angeordnet, mit der das Brennmaterial 10 hochgefördert und in ein um rund 45° gegenüber der Horizontalen geneigtes Fallrohr 13 übergeführt wird. ln einem Innenraum 14 des Fallrohrs 13 bewegt sich das Brennmaterial 10 dann aufgrund der Schwerkraft weiter in den Brennraum 2 und fällt dort über eine Luftstrecke in eine Aufnahmeschale 15, in welcher das Brennmaterial 10 entzündet und zum Abbrand gebracht wird. Das schräg angeordnete Fallrohr 13 durchdringt eine Rückwandplatte 16, mit der der Brennraum 2 gegenüber einem restlichen Innenraum des Gehäuses 6 der Heizeinrichtung 1 abgetrennt ist.

Nach oben hin ist der Brennraum 2 durch eine Abdeckplatte 17 begrenzt und eine Unterseite des Brennraums 2 ist durch eine Bodenplatte 18 gebildet. Die Bodenplatte 18 ist mit einer topfförmigen Aufnahmekammer 19 ausgestattet, die sich in die vom Brennraum 2 entgegengesetzte Richtung erstreckt. In diese Aufnahme-kammer 19 mündet ein Auslass einer Zuleitung 20 für Verbrennungsluft 21 -schematisch durch einen Pfeil angedeutet. In dieser Aufnahmekammer 19 ist auf dem Rand der Bodenplatte 18 ein schüsselförmiges Traggestell 22 aufgesetzt, welches die Aufhahmeschale 15 für das Brennmaterial 10 haltert, sodass ein nach N2012/01700 * * * * 4 « J » · « * 9..... unten ragender Behäiterteil 23 der Aufnahmeschale 15 in die Aufnahmekammer 19 vorragt.

Im Traggestell 22 und im in Richtung zur Aufnahmekammer 19 vorragenden Behälterteil 23 der Aufnahmeschale 15 sind Durchbrüche 24 bzw. weitere Durchbrüche 25 angeordnet, durch die die Verbrennungsluft 21 als Sekundärluft 26 - schematisch durch Pfeile angedeutet - und als Primärluft 27 - ebenso schematisch durch Pfeile angedeutet - in einen Innen raum 28 der Aufnahmeschale 15 eintre-ten kann. Die Primärluft 27 und die Sekundärluft 26 treffen dabei von verschiedenen Seiten auf das in der Aufnahmeschale 15 enthaltene Brennmaterial 10 und ermöglichen dadurch eine vollständige und restlose Verbrennung bzw. einen gleichmäßigen Abbrand des Brennmaterials 10.

Die Förderung der Primärluft 27 bzw. der Sekundärluft 26 und der Abzug der durch die Verbrennung des Brennmaterials 10 im Brennraum 2 entstehenden Rauchgase 29 in den Bereich eines Rauchgasauslasses 30 werden neben der natürlichen Konvektion bzw. dem Zug durch ein Rauchgasgebläse 31 unterstützt, welches einen Unterdrück im Brennraum 2 erzeugt und damit das Einströmen der Verbrennungsluft 21 begünstigt und andererseits das entstandene Rauchgas 29 aus dem Brennraum 2 absaugt. Das Rauchgas 29 tritt dadurch über eine Ausströmöffnung 32 in der Rückwandplatte 16 des Brennraums 2 in einen dahinter angeordneten Abgaskanal 33 über und wird von dort über eine Ansaugöffnung 34 vom Rauchgasgebläse 31 angesaugt bzw. weggesaugt und über den Rauchgasauslass 30 aus der Heizeinrichtung 1 entfernt und über einen Kamin entsorgt.

Zur Verbesserung der Wärmeabgabe der Heizeinrichtung 1 ist rund um den Brennraum 2, das heißt gleich anschließend bzw. außerhalb der Bodenplatte 18, der Rückwandplatte 16 und der Abdeckplatte 17 des Brennraums, ein umlaufender Konvektionskanal 35 ausgebildet. Zu erwärmende Konvektionsluft 36 tritt in einem unteren Bereich der Heizeinrichtung 1 über Ansaugschlitze 37 in den unteren Teil des Konvektionskanals 35 ein und strömt von dort über ein Konvektionsrohr 38 nach oben in den oberen Teil des Konvektionskanals 35, welches Konvektionsrohr 38 vom heißen Rauchgas 29 umspült wird, sodass die Konvektionsluft N2012/01700 t: 10 c: * i 36 im Konvektionsrohr 38 besonders gut erwärmt wird. Aus dem oberen Teil des Konvektionskanais 35 kann die nun erwärmte Konvektionsluft 36 über Aus-strömschlitze 39 das Innere der Heizeinrichtung 1 wieder verlassen, sodass die Wärme der Heizeinrichtung 1 über diesen Konvektionsvorgang an den Bereich außerhalb der Heizeinrichtung 1 abgegeben wird.

Die Steuerung bzw. Regelung des Rauchgasgebläses 31 und eines elektrischen Motors 40 der Fördervorrichtung 12, welcher Motor 40 ein Förderorgan 41 zum Transport des Brennmaterials 10 über die Zulauföffnung 11 aus dem Vorratsbehälter 9 nach oben zu einem oberen Ende 42 des Fallrohrs 13 antreibt, erfolgt über eine Steuer- und Regeleinrichtung 43. Um die Steuerung bzw. Regelung der Heizeinrichtung 1 durchführen zu können, ist die Steuer- und Regeleinrichtung 43 mit einem Messwertgeber 44 verbunden, mit welchem die Raumtemperatur erfasst wird und als Ist-Temperatur mit einer voreingestellten bzw. vorgewählten Soll-Temperatur verglichen wird. Ist eine Erhöhung der Ist-Temperatur bzw. der Heizleistung der Heizeinrichtung 1 nötig, so wird von der Steuer- und Regeleinrichtung 43 die Zufuhr von Verbrennungsluft 21 bzw. von Primärluft 27 und Sekundärluft 26 in den Brennraum 2 mittels entsprechender Ansteuerung des Rauchgasgebläses 31 erhöht und/oder wird durch entsprechende Ansteuerung des Motors 40 der Fördervorrichtung 12 die Förderleistung von Brennmaterial 10 in den Brennraum 2 erhöht. Das Förderorgan 41, welches vom Motor 40 angetrieben wird und das Brennmaterial 10 in der Fördervorrichtung 12 transportiert, ist im vorliegenden Ausführungsbeispie! als eine Förderschnecke ausgeführt.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist der elektrische Motor 40 als ein drehzahlregelbarer und ungetakteter Wechselstrommotor ausgeführt, welcher Wechselstrommotor insbesondere über ein dreiphasiges Niederspannungssignal mit einer Nennspannung von beispielsweise 24 V mit Energie versorgt wird.

Es kann nun Vorkommen, dass sich das geförderte Brennmaterial 10 beispielsweise ausgehend vom Brennraum 2 in die Fördervorrichtung 12 rückstaut oder in der Fördervorrichtung 12 selbst, insbesondere im Fallrohr 13, rückstaut, was in weite- N2012/01700 n-rer Folge durch ein Entzünden dieses rückgestauten Brennmaterials 10 zu einem sicherheitskritischen Rückbrand in die Fördervorrichtung 12 zurück bzw. sogar bis in den Vorratsbehälter 9 der Heizeinrichtung 1 zurück führen kann. Ein solcher Rückbrand ist daher zu vermeiden.

Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Steuerung der Heizeinrichtung 1, mit welchem Verfahren ein solcher Rückbrand vermeidbar ist, ist in Fig. 2 schematisch in Form eines Aktivitätsdiagramms dargestellt.

Nach dem Start der Heizeinrichtung 1, welcher beispielsweise durch eine Bedienhandlung eines Betreibers bzw. Benutzers der Heizeinrichtung 1 oder durch die Steuer- und Regeleinrichtung 43 aufgrund eines Absinkens der Raumtemperatur unter einen voreingestellten Wert ausgelöst wird, nimmt die Heizeinrichtung 1 in einem ersten Verfahrensschritt 45 den normalen Heizbetrieb bzw. Normalbetrieb auf und es erfolgt entsprechend der mittels des Messwertgebers 44 festgestellten Ist-Temperatur und der voreingestellten Soll-Temperatur eine geregelte Zufuhr von Brennmaterial 10 über die Fördervorrichtung 12 und von Verbrennungsluft 21 bzw. Primäriuft 27 und Sekundärluft 26 über das Rauchgasgebläse 31. In diesem Betriebszustand kann die Heizeinrichtung 1 beispielsweise durch eine weitere Bedienhandlung des Betreibers bzw. Benutzers oder durch ein Signal der Steuer-und Regeleinrichtung 43 gestoppt bzw. stillgelegt werden.

Im Normalbetrieb der Heizeinrichtung 1 wird durch eine Überwachungseinrichtung 46 mittels eines beispielsweise induktiven Messsensors 59 die Stromaufnahme des Motors 40 zum Antreiben des Förderorgans 41 überwacht und ein Anstieg des Motorstroms über einen Normal- bzw. Nennwert, insbesondere aufgrund eines Rückstaus des Brennmaterials 10 in die bzw. in der Fördervorrichtung 12, erkannt. Somit können im Fall eines erhöhten Motorstroms bzw. eines Rückstaus von Brennmaterial 10 von der Überwachungseinrichtung 46 Gegenmaßnahmen eingeleitet bzw. durchgeführt werden, wie dies in einem weiteren Verfahrensschritt 47 in Fig. 2 dargestellt ist. Durch diese Gegenmaßnahmen wird ein Rückbrand entlang des rückgestauten Brennmaterials 10 vermieden. N2012/01700 1 »*·· « * t: 12'

Zur möglichst raschen Erkennung eines Rückstaus von Brennmaterial 10 insbesondere im Bereich eines oberen Endes des Förderorgans 41 der Fördervorrichtung 12 bzw. des oberen Endes 42 des Fallrohrs 13 kann im Bereich des oberen Endes 42 des Fallrohrs 13 eine vorzugsweise kontaktlos funktionierende Erfassungsvorrichtung 60 am oder im Fallrohr 13 angeordnet sein. Diese Erfassungs-Vorrichtung 60 ist beispielsweise als ein kapazitiver Sensor ausgeführt und ist mit der Überwachungseinrichtung 46 kommunikationsverbunden. Meldet nun der sehr schnell und teilweise auch fälschlicherweise ansprechende kapazitive Sensor einen Rückstau von Brennmaterial 10 im Fallrohr 13, so wird zu diesem konkreten Zeitpunkt in bereits beschriebener Art und Weise die Stromaufnahme des Motors 40 zum Antreiben des Förderorgans 41 ermittelt und bewertet. Liegt die Stromaufnahme tatsächlich über dem Normal- bzw. Nennwert, sodass von einem Rückstau von Brennmaterial 10 auszugehen ist, werden von der Überwachungseinrichtung 46 Gegenmaßnahmen eingeleitet bzw. durchgeführt, wie dies in dem weiteren Verfahrensschritt 47 in Fig. 2 dargestellt ist.

Der weitere Verfahrensschritt 47 umfasst mehrere, untergeordnete Verfahrensschritte 48, 51-54. Nach der Feststellung des Stromanstiegs wird einerseits in einem weiteren Verfahrensschritt 48 von der Überwachungseinrichtung 46 eine elektronische Nachricht, im konkreten Fall eine SMS, an den Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung 1 versandt, sodass dieser unverzüglich über den Rückstau informiert wird und gegebenenfalls ebenso Gegenmaßnahmen durchführen kann. Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform wird der Versand des SMS gemäß einem bestimmten, voreingestellten Zeitintervall solange wiederholt, bis der Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung 1 mittels einer Rück-SMS oder einer entsprechenden Bedienhandlung an der Heizeinrichtung 1 die Alarmmeldung quittiert.

Es können auch andere Arten von elektronischen Nachrichten, wie beispielsweise E-Mails oder Nachrichten an Smartphone-Applikationen, welche den Betreiber bzw. Benutzer vorzugsweise durch Darstellung einer Push-Nachricht auf dem Smartphone alarmieren, versandt werden. Zusätzlich oder alternativ zum Versand einer elektronischen Nachricht kann es ebenso zweckmäßig sein, den Stroman- N2012/01700 stieg bzw. den Rückstau des Brennmaterials 10 auf akustischem oder visuellem Weg an den Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung zu melden, indem - siehe Fig. 1 - von der Überwachungseinrichtung 46 mittels einer akustischem Signalvorrichtung 49 ein Signalton und/oder mittels einer visuellen Signalvorrichtung 50 ein insbesondere blinkendes Signallicht ausgegeben wird. Die Ausgabe dieser Signale wird wahlweise ebenso erst nach einer Quittierung durch den Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung 1 gestoppt.

Parallel zur Alarmierung des Betreibers bzw. Benutzers der Heizeinrichtung 1 wird von der Überwachungseinrichtung 46 im Zusammenspiel mit der Steuer- und Regeleinrichtung 43 in einem Verfahrensschritt 51 die Fördervorrichtung 12 automatisch gestoppt, sodass kein weiteres Brennmaterial 10 mehr in das Fallrohr 13 bzw. in den Brennraum 2 zugeführt wird.

Nachdem die Fördervorrichtung 12 gestoppt wurde bzw. auch bereits parallel dazu oder vorher wird in einem weiteren Verfahrensschritt 52 durch entsprechende Ansteuerung des Rauchgasgebläses 31 die Zufuhr von Verbrennungsluft 21 bzw. von Primärluft 27 und Sekundärluft 26 zum Brennmaterial 10 in der Aufnahmeschale 15 des Brennraums 2 auf ein Maximum erhöht, sodass der Brennmaterial-Rückstau möglichst rasch und rückstandsfrei verbrannt bzw. aufgelöst wird.

Sollte ein gefahrloses Verbrennen des Brennmaterial-Rückstaus nicht möglich sein, weil beispielsweise dabei die Gefahr eines Rückbrands entlang des Rückstaus in die Fördervorrichtung 12 hinein zu groß ist oder ein solcher Rückbrand grundsätzlich möglich ist, so kann auf ein Abbrennen des Brennmaterial-Rückstaus verzichtet werden und die Heizeinrichtung 1 unverzüglich stillgelegt werden. Die Gefahr eines solchen Rückbrands ist insbesondere dann gegeben, wenn das Brennmaterial bereits im Fallrohr 13 selbst, beispielsweise aufgrund von Harzablagerungen im fnnenraum 14 des Fallrohrs 13, rückstaut und der Rückstau nicht beispielsweise aufgrund einer zu geringen Zufuhr von Verbrennungsluft 21 in den Brennraum 2, sodass eine mit Brennmaterial 10 überfüllte Aufnahmeschale 15 den Rückstau verursacht, herbeigeführt wurde. N2012/01700 14* » m * λ f

Wird der Rückstau von Brennmaterial 10 abgebrannt, so wird in einem weiteren Verfahrensschritt 53 dieser Abbrennvorgang bzw. die dabei auftretende Heizleistung überwacht und der Zeitpunkt festgestellt, an dem das Feuer in der Aufnahmeschale 15 im Brennraum 2 schlussendlich erloschen ist. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird das Feuer zwangsläufig erlöschen, da die Fördervorrichtung 12 im Verfahrensschritt 51 stillgelegt wurde und kein weiteres Brennmaterial 10 mehr in die Aufnahmeschale 15 gefördert wird.

Nach dem Erlöschen des Feuers in der Aufnahmeschale 15 wird in einem abschließenden Verfahrensschritt 54, welcher auch entfallen kann, wenn die dafür nötigen Vorrichtungen in der Heizeinrichtung 1 nicht vorhanden sind bzw. diese Vorrichtungen vom Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung 1 nicht gewünscht wurden, mittels einer Reinigungsvorrichtung 55 eine Reinigung des Innenraums 14 des Fallrohrs 13 durchgeführt.

Die in Fig. 1 beispielhaft veranschaulichte Reinigungsvorrichtung 55 besitzt ein zylinderförmiges bzw. rohrförmiges Gehäuse, welches in den Raum des Vorratsbehälters Θ der Heizeinrichtung 1 hineinragt. Aufgrund der vergleichsweise geringen Breite bzw. des vergleichsweise kleinen Durchmessers des Gehäuses der Reinigungsvorrichtung 55 ist ein Nachfüllen von Brennmaterial 10 in den Vorratsbehälter 9 nicht behindert, da das neue Brennmaterial 10 problemlos seitlich an der Reinigungsvorrichtung 55 vorbei in den Vorratsbehälter 9 zugeführt werden kann. in einem hinteren Endbereich des Gehäuses der Reinigungsvorrichtung 55 ist eine Antriebsvorrichtung 56 vorgesehen, welche eine Reinigungsbürste 57 für den Innenraum 14 des Fallrohrs 13 in rotatorische oder translatorische Reinigungsbewegungen versetzten kann. Zur Ansteuerung der Antriebsvorrichtung 56 ist diese mit der Steuer- und Regeleinrichtung 43 der Heizeinrichtung 1 verbunden. Über eine Teleskopiervorrichtung 58 ist die Reinigungsbürste 57 aus dem Gehäuse der Reinigungsvorrichtung 55 in den Innenraum 14 des Fallrohres 13 hinein translatorisch bewegbar, sodass eine Reinigung des gesamten Innenraums 14 mit der Reinigungsbürste 57 erfolgen kann. Ein leichter seitlicher Versatz einer Längsmit- N2012/01700 *· ·· «·*· ·

• » ··«« telachse der Reinigungsvorrichtung 55 in Bezug auf eine Drehachse des Förderorgans 41 der Fördervorrichtung 12 und eine flexible Ausführung der Teleskopier-vorrichtung 58 stellen sicher, dass die Reinigungsbürste 57 am Förderorgan 41 vorbei in den Innenraum 14 des Fallrohrs 13 bewegt werden kann.

Nach der Durchführung des Reinigungsvorgangs wird die Heizeinrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 stillgelegt bzw. abgeschaltet und nimmt erst durch das Setzen einer Bedienhandlung durch den Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung 1 oder durch ein Signal der Steuer- und Regeleinrichtung 43 den Heizbetrieb wieder auf.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Heizeinrichtung diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Heizeinrichtung bzw. des Verfahrens zur Steuerung der Heizeinrichtung, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben bzw. desselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus N2012/01700 • · ♦ ♦ * « 16* « · * • ·* « · den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.

Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1; 2 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. N2012/01700 • » « *

Bezugszeichenaufstellung 1 Heizeinrichtung 36 Konvektionsluft 2 Brennraum 37 Ansaugschlitze 3 Bedienungs- und/oder Reini 38 Konvektionsrohr gung söffnung 39 Ausströmschlitze 4 Brennraumtür 40 Motor 5 Sichtscheibe 41 Förderorgan 6 Gehäuse 42 Oberes Ende 7 Aufstandsebene 43 Steuer- und Regeleinrichtung 8 Beschickungsöffnung 44 Messwertgeber 9 Vorratsbehälter 45 Verfahrensschritt 10 Brennmaterial 46 Überwachungseinrichtung 11 Zulauföffnung 47 Verfahrensschritt 12 Fördervorrichtung 48 Verfahrensschritt 13 Fallrohr 49 Signalvorrichtung 14 Innenraum 50 Signalvorrichtung 15 Aufnahmeschale 51 Verfahrensschritt 16 Rückwandplatte 52 Verfahrensschritt 17 Abdeckplatte 53 Verfahrensschritt 18 Bodenplatte 54 Verfahrensschritt 19 Aufnahmekammer 55 Reinigungsvorrichtung 20 Zuleitung 56 Antriebsvorrichtung 21 Verbrennungsluft 57 Reinigungsbürste 22 Traggestell 58 Teleskopiervorrichtung 23 Behälterteil 59 Messsensor 24 Durchbrüche 60 Erfassungsvorrichtung 25 Durchbrüche 26 Sekundärluft 27 Primärluft 28 Innenraum 29 Rauchgas 30 Rauchgasauslass 31 Rauchgasgebläse 32 Ausströmöffnung 33 Abgaskanal 34 Ansaugöffnung 35 Konvektionskanal N2012/01700

Claims (10)

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   Patentansprüche 1. Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung (1), in der ein kleinkörniges Brennmaterial (10), vorzugsweise Pellets oder Hackschnitzel, verbrannt wird und wobei das Brennmaterial (10) über eine Fördervorrichtung (12) umfassend ein Förderorgan (41), insbesondere eine Förderschnecke, und einen Motor (40) zum Antreiben des Förderorgans (41) von einem Vorratsbehälter (9) für das Brennmaterial (10) in einen Brennraum (2) der Heizeinrichtung (1) transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromaufnahme des Motors (40) zum Antreiben des Förderorgans (41) übenwacht wird und ein Anstieg des Motorstroms übereinen Normal- bzw. Nennwert, insbesondere aufgrund eines Rückstaus des Brennmaterials (10) in die bzw. in der Fördervorrichtung (12), erkannt wird und bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms eine akustische, visuelle und/oder informationstechnische Alarmierung eines Betreibers bzw. Benutzers, insbesondere mittels eines von der Heizeinrichtung (1) abgegebenen Signaltons und/oder Signallichts und/oder mittels einer von der Heizeinrichtung (1) ausgesandten elektronischen Nachricht, durchgeführt wird und wobei der Betreiber bzw. Benutzer der Heizeinrichtung (1) diese Alarmmeldung insbesondere quittieren muss.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms das Förderorgan (41) der Fördervorrichtung (12) automatisch gestoppt wird, sodass keine weitere Zufuhr von Brennmaterial (10) in den Brennraum (2) erfolgt.
4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms die Zufuhr N2012/01700 von Verbrennungsluft in den Brennraum (2) vorzugsweise auf ein mögliches Maximum erhöht wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass automatisch nach einer bestimmten, einstellbaren Zeit oder durch Setzen einer Bedienhandlung die bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms eingeleiteten Gegenmaßnahmen beendet werden und in den Normalbetrieb zurückgewechselt wird und bei einem neuerlichen Ansteigen des Motorstroms über den Normal-bzw. Nennwert wieder Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, wobei das Beenden der Gegenmaßnahmen und der versuchsweise Wechsel zurück in den Normalbetrieb vorzugsweise nur eine begrenzte Anzahl Mal wiederholt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms und wahlweise nach einer insbesondere erfolglosen Durchführung von anderen Gegenmaßnahmen die Heizeinrichtung (1) vorzugsweise steuerungsgeführt stillgelegt bzw. abgeschaltet wird und die Heizeinrichtung (1) erst durch das Setzen einer Bedien-handlung den Heizbetrieb wieder aufnimmt.
7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückstau von Brennmaterial (10) über die Stromaufnahme des Motors (40) zum Antreiben des Förderorgans (41) dann festgestellt wird, wenn der Momentanwert des Motorstroms eine bestimmte Zeitspanne über einem festgelegten Grenzwert, insbesondere dem Normal- bzw. Nennwert des Motorstroms, liegt.
8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückstau von Brennmaterial (10) über die Stromaufnahme des Motors (40) zum Antreiben des Förderorgans (41) dann festgestellt wird, wenn der über einen bestimmten Zeitraum gebildete Mittelwert des Motorstroms über N2012/01700 einem festgelegten weiteren Grenzwert, insbesondere dem Normal- bzw. Nennwert des Motorstroms, liegt. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das kleinkörnige Brennmaterial (10) vom Förderorgan (41) der Fördervorrichtung (12) in ein vorzugsweise um rund 45° gegenüber der Horizontalen geneigtes Fallrohr (13) befördert wird, in welchem Fallrohr (13) sich das Brennmaterial (10) dann aufgrund der Schwerkraft in den Brennraum (2) weiterbewegt.
9. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Feststellung eines erhöhten Motorstroms mittels einer Reinigungsvorrichtung (55) eine Reinigung eines Innenraums (14) des Fallrohrs (13) durchgeführt wird.
10. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer am oder im Fallrohr (13), insbesondere im Bereich eines oberen Endes (42) des Fallrohres (13), angeordneten Erfassungsvorrichtung (60) ein möglicher Rückstau des Brennmaterials (10) im Fallrohr (13) festgestellt wird und dass, wenn daraufhin übereine Messung und Bewertung des Motorstroms des Motors (40) ein tatsächlicher Rückstau des Brennmaterials (10) erkannt wird, Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Riener Karl Stefan rli imh 1

    Anwälte'Burger und Partner Rechtsanwalt GmbH N2012/01700