DE102007023644B4 - Heating, in particular for vehicles, with two heaters according to the principle of master-slave control - Google Patents
Heating, in particular for vehicles, with two heaters according to the principle of master-slave control Download PDFInfo
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Abstract
Heizung (10), insbesondere für Fahrzeuge, mit einem ersten brennstoffbetriebenen Heizgerät (12) und mit einem zweiten brennstoffbetriebenen Heizgerät (14), dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Heizgerät (12, 14) dazu ausgelegt sind, einen wechselnden Master-Slave-Betrieb durchzuführen, bei dem das erste und das zweite Heizgerät (12, 14) ihre Master- und Slave-Funktion gegenseitig austauschen.heater (10), in particular for Vehicles, with a first fuel-powered heater (12) and with a second fuel-operated heater (14), characterized in that the first and second heaters (12, 14) are designed to a changing master-slave operation perform, wherein the first and second heaters (12, 14) have their master and slave functions exchange each other.
Description
Die Erfindung betrifft eine Heizung, insbesondere für Fahrzeuge, mit einem ersten brennstoffbetriebenen Heizgerät und mit einem zweiten brennstoffbetriebenen Heizgerät.The The invention relates to a heater, in particular for vehicles, with a first fuel-operated heater and with a second fuel-powered heater.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Betreiben einer Heizung, insbesondere für Fahrzeuge, die ein erstes brennstoffbetriebenes Heizgerät und ein zweites brennstoffbetriebenes Heizgerät umfasst.The Invention further relates to a method for operating a heater, especially for Vehicles containing a first fuel-powered heater and a second fuel-powered heater includes.
Beim Beheizen von Innenräumen, wie zum Beispiel Bootskabinen, mobile Container und Fahrgastzellen, kommt es vor, dass die maximale Heizleistung eines einzelnen Heizgerätes nicht ausreicht, um eine bestimmte Soll-Temperatur der Luft im zu beheizenden Innenraum zu erreichen, beispielsweise bei besonders niedrigen Außentemperaturen, oder bei der Beheizung besonders großer Innenräume.At the Heating of interior spaces, such as boat cabins, mobile containers and passenger compartments, it happens that the maximum heat output of a single heater is not is sufficient to a certain target temperature of the air to be heated Interior to achieve, for example, at very low outdoor temperatures, or when heating particularly large Inside rooms.
Die
Aus
der
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine preiswerte, einfach herzustellende und einfach zu bedienende brennstoffbetriebene Heizung, insbesondere für Fahrzeuge, zu schaffen, deren Heizleistungsbereich den Heizleistungsbereich eines einzelnen Fahrzeugheizgeräts umfasst und nach oben erweitert.Of the Invention is based on the object, an inexpensive, easy to produce and easy-to-use fuel-driven heating, in particular for vehicles, whose heating power range is the heating power range a single vehicle heater includes and expands to the top.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.These The object is achieved by the features of the independent claims.
Die erfindungsgemäße Heizung baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass das erste und das zweite brennstoffbetriebene Heizgerät dazu ausgelegt sind, einen wechselnden Master-Slave-Betrieb durchzuführen, bei dem das erste und das zweite Heizgerät ihre Master- und Slave-Funktion gegenseitig austauschen. Unter Master-Slave-Prinzip wird ein Modell verstanden, in welchem eine erste Vorrichtung (Master, hier das erste Heizgerät) eine zweite Vorrichtung (Slave, hier das zweite Heizgerät) auf unidirektionale Art steuert, in dem Sinn, das der Master das Verhalten des Slave bestimmen kann, umgekehrt aber nicht der Slave das Verhalten des Masters. Dabei ist es jedoch möglich, dass der Slave dem Master nach Aufforderung durch den Master Informationen (zum Beispiel über seinen aktuellen Betriebszustand) übermittelt. Der wechselnde Master- Slave-Betrieb kann derart ausgebildet sein, dass das Master-Gerät nach einer vorgegebenen Zeitspanne/Betriebsdauer, zum Beispiel nach einer Stunde, die Master-Funktion dem Slave-Gerät übergibt, wodurch die beiden Geräte ihre Rollen tauschen: aus dem Master wird Slave, aus dem Slave wird Master. Durch einen solchen wechselnden Master-Slave-Betrieb wird eine gleichmäßigere Belastung und damit eine gleichmäßigere Abnutzung der beiden Heizgeräte ermöglicht.The heating according to the invention builds on the generic state The technique is characterized in that the first and the second fuel-powered heater are designed to perform an alternating master-slave operation in which the first and the second heater its master and slave function exchange each other. By master-slave principle is meant a model, in which a first device (master, here the first heater) a second device (slave, here the second heater) to unidirectional Art controls, in the sense that the master determines the behavior of the slave can, but not the slave the behavior of the master. However, it is possible that the slave to the master as requested by the master information (for example, about its current operating state). The changing one Master-slave operation may be formed such that the master device after a given time span / operating time, for example after one hour, the master function passes to the slave device, causing the two equipment swap roles: the master becomes the slave, the slave becomes the slave Master. By such a changing master-slave operation is a more even load and thus a more even wear the two heaters allows.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es genügt, beispielsweise die Ist-Temperatur und die Solltemperatur und/oder die aktuelle Heizleistung des ersten Heizgerätes (Master) und/oder sein Verhalten während einer bestimmten Zeitspanne zu kennen, um entscheiden zu können, ob es sinnvoll ist, das zweite Heizgerät (Slave) einzuschalten. Beispielsweise kann es sinnvoll sein, das zweite Heizgerät freizugeben, sobald das erste Heizgerät über eine bestimmte Zeitspanne hinweg mit seiner maximalen Heizleistung in Betrieb war, da dies ein Indiz ist, dass die maximale Heizleistung des ersten Gerätes zum Erreichen einer gewünschten Soll-Temperatur nicht ausreicht. Das zweite Heizgerät kann also zumindest teilweise durch das erste Heizgerät gesteuert werden. Eine übergeordnete, gemeinsame Steuereinheit zur Steuerung beider Heizgeräte ist dann nicht zwingend erforderlich, und der Verkabelungsaufwand gegen über dem Stand der Technik kann deutlich reduziert werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Fachmann existierende Heizgeräte auf verhältnismäßig einfache Weise anpassen kann, um sie nach dem Prinzip der Master-Slave-Schaltung zu koppeln. Dabei können das erste und das zweite Heizgerät beieinander oder an verschiedenen Stellen im/am zu beheizenden Innenraum angeordnet sein.The invention is based on the finding that it is sufficient to know, for example, the actual temperature and the setpoint temperature and / or the current heating power of the first heater (master) and / or its behavior during a certain period of time in order to decide whether it it makes sense to switch on the second heater (slave). For example, it may be useful to release the second heater as soon as the first heater has been in operation for a certain period of time with its maximum heat output, since this is an indication that the maximum heating power of the first device is insufficient to achieve a desired target temperature , The second heater can thus be controlled at least partially by the first heater. A higher, common control unit for controlling both heaters is then not mandatory, and the cabling can be reduced significantly compared to the state of the art. Another advantage of the invention is that the skilled person can adjust existing heaters in a relatively simple manner in order to couple them according to the principle of the master-slave circuit. In this case, the first and the second heater can be arranged together or at different locations in / on the interior to be heated.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in ihrer Robustheit: da das Master-Gerät nicht vom Slave-Gerät abhängt, wird die Funktion des Master-Gerätes bei einem etwaigen Ausfall des Slave-Gerätes nicht beeinträchtigt, während bei einer aus zwei Heizgeräten bestehenden Heizung mit übergeordneter Steuereinheit, wie bereits erläutert, die Steuereinheit den Betriebszustand jedes der beiden Heizgeräte erkennen muss, um beide Geräte sinnvoll steuern zu können.One Another advantage of the invention lies in its robustness: since the Master device not from the slave device depends becomes the function of the master device not be affected by any failure of the slave device, while in one of two heaters existing heating with higher-level control unit, as already explained, the control unit detect the operating state of each of the two heaters must be to both devices meaningful control.
Bei bestimmten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Heizung ist vorgesehen, dass eine dem ersten brennstoffbetriebenen Heizgerät und dem zweiten brennstoffbetriebenen Heizgerät zugeordnete Bedieneinrichtung vorgesehen ist, die an das erste Heizgerät angeschlossen ist. Eine derartige Bedieneinrichtung kann beispielsweise zum Ein- und Ausschalten der Heizung und/oder oder zur Eingabe von Betriebsparametern wie zum Beispiel einer Soll-Temperatur ausgelegt sein. Dabei kann die Bedieneinrichtung so ausgelegt sein, dass bestimmte Signale ausschließlich an das erste Heizgerät übermittelt werden, während andere Signale an beide Heizgeräte übertragen werden. Beispielsweise ist es denkbar, für jedes der beiden Heizgeräte einen Temperatursollwert über in der Bedieneinrichtung angeordnete Potentiome ter festzulegen. Dabei können die beiden Potentiometer mechanisch gekoppelt sein, so dass ein Benutzer beide Potentiometer in einem einzigen Bedienvorgang einstellen kann. Die Bedieneinrichtung kann über Kabel mit dem ersten und mit dem zweiten Heizgerät verbunden sein, aber auch eine Bedienung über Funk ist denkbar.at certain embodiments the heater of the invention it is envisaged that a first fuel-powered heater and the second fuel-operated heater associated control device is provided, which is connected to the first heater. Such Operating device, for example, to turn on and off the Heating and / or or for input of operating parameters such as Example of a target temperature to be designed. In this case, the operating device be designed so that certain signals exclusively to the first heater transmitted be while transmit other signals to both heaters become. For example, it is conceivable for each of the two heaters Temperature setpoint via set in the operating device Potentiome ter set. The can Both potentiometers be mechanically coupled, allowing a user Both potentiometers can be set in a single operation. The operating device can over Cable connected to the first and the second heater, but also an operation over Funk is conceivable.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Heizung ist vorgesehen, dass das erste brennstoffbetriebene Heizgerät das zweite brennstoffbetriebene Heizgerät im Rahmen der Steuerung nach dem Master-Slave-Prinzip freigeben und/oder sperren kann. Auf diese Weise wird eine besonders einfache Steuerung des zweiten Heizgeräts durch das erste Heizgerät ermöglicht. Technisch ist eine solche Schaltung einfach realisierbar dadurch, dass ein Schaltausgang des ersten Heizgerätes, der eventuell für andere Funktionen wie zum Beispiel die Ansteuerung eines Gebläses vorgesehen sein kann, auf den Ein/Ausschalter des zweiten Heizgerätes geführt wird.at preferred embodiments the heater of the invention it is envisaged that the first fuel-powered heater will be the second fuel-powered one heater release in the context of the control according to the master-slave principle and / or can lock. In this way, a particularly simple control of the second heater through the first heater allows. Technically, such a circuit is easily realized by that a switching output of the first heater, possibly for others Functions such as the control of a blower be provided can be performed on the on / off switch of the second heater.
In diesem Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft erachtet, dass das erste brennstoffbetriebene Heizgerät dazu ausgelegt ist, das zweite brennstoffbetriebene Heizgerät einzuschalten, wenn das erste Heizgerät eingeschaltet ist und zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
- – im Bereich des ersten Heizgerätes liegt eine Störung vor,
- – die Betriebsdauer einer ersten Betriebsart des ersten Heizgerätes überschreitet eine erste vorgegebene Zeitspanne,
- – eine Ist-Temperatur unterschreitet deutlich eine vorgegebene Soll-Temperatur.
- - there is a fault in the area of the first heater
- The operating time of a first operating mode of the first heating device exceeds a first predetermined period of time,
- - An actual temperature falls well below a predetermined target temperature.
Jeder dieser Bedingungen ist ein Indiz dafür, dass die Heizleistung des ersten Heizgerätes nicht ausreicht, um die gewünschte Heizleistung zu erbringen. Die genannte erste Zeitspanne, nach deren Überschreiten das erste Heizgerät das zweite Heizgerät einschaltet, kann bereits bei der Fertigung des ersten Heizgerätes oder auch später festgelegt werden. Das Prüfen der genannten Bedingungen kann über einen dem ersten Heizgerät zugeordneten Controller erfolgen, der gegebenenfalls den Schaltausgang des ersten Heizgerätes, an den das zweite Heizgerät angeschlossen ist, freigibt.Everyone of these conditions is an indication that the heat output of the first heater is not enough to the desired To provide heating power. The said first period of time after exceeding the first heater the second heater turns on, already in the manufacture of the first heater or even later be determined. The testing the conditions mentioned above a first heater assigned controller, which may be the switching output the first heater, to the second heater is connected, releases.
Weiter wird es als besonders vorteilhaft erachtet, dass das erste brennstoffbetriebene Heizgerät dazu ausgelegt ist, das zweite brennstoffbetriebene Heizgerät auszuschalten, wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
- – das erste Heizgerät ist ausgeschaltet,
- – eine Störung im Bereich des ersten Heizgerätes liegt nicht mehr vor,
- – die Betriebsdauer einer zweiten Betriebsart des ersten Heizgerätes überschreitet eine zweite vorgegebene Zeitspanne.
- - the first heater is switched off,
- - a fault in the area of the first heater is no longer present,
- - The operating time of a second mode of operation of the first heater exceeds a second predetermined period of time.
Jede dieser Bedingungen ist ein Indiz dafür, dass die Heizleistung des ersten Heizgerätes ausreicht, um die gewünschte Heizleistung zu erbringen, oder dass im Moment kein Heizbedarf besteht. Die genannte zweite Zeitspanne, nach deren Überschreiten das erste Heizgerät das zweite Heizgerät ausschaltet, kann bereits bei der Fertigung des ersten Heizgerätes oder auch später festgelegt werden. Das Prüfen der genannten Bedingungen kann über einen dem ersten Heizgerät zugeordneten Controller erfolgen, der gegebenenfalls den Schaltausgang des ersten Heizgerätes, an den das zweite Heizgerät angeschlossen ist, sperrt.each of these conditions is an indication that the heat output of the first heater is sufficient to the desired To provide heating power, or that at the moment there is no heating demand. The said second period of time, after which the first heater exceeds the second heater can switch off already during the manufacture of the first heater or even later be determined. The testing the conditions mentioned above a first heater assigned controller, which may be the switching output the first heater, to the second heater connected, locks.
Es kann vorteilhaft sein, dass das erste Heizgerät die Heizleistung des zweiten Heizgerätes im Rahmen der Steuerung nach dem Master-Slave-Prinzip variieren kann. Dadurch wird eine feinere Steuerung der Heizleistung des zweiten Heizgerätes ermöglicht.It may be advantageous that the first heater, the heating power of the second heater vary within the scope of the control according to the master-slave principle can. This gives a finer control of the heating power of the second Heater allows.
Im
Zusammenhang mit den genannten Ein- und Ausschaltbedingungen für das zweite
Heizgerät wird
es als besonders nützlich
erachtet, dass die erfindungsgemäße Heizung
einen Temperatursensor zum Erfassen einer Ist-Temperatur und Mittel
zum Vorgeben einer Soll-Temperatur aufweist. Eine einfache Lösung zur
Vorgabe der Soll-Temperatur besteht beispielsweise in der Verwendung
eines Potentiometers, wie in Zusammenhang mit
Bei bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist weiter vorgesehen, dass das erste brennstoffbetriebene Heizgerät und/oder das zweite brennstoffbetriebene Heizgerät ein Luftheizgerät ist.at preferred embodiments the present invention is further provided that the first fuel-operated heater and / or the second fuel-powered heater is an air heater.
Von besonderem Vorteil ist, dass das erste und das zweite Heizgerät baugleich sind. Die Verwendung baugleicher Heizgeräte erleichtert sowohl die Herstellung und Installation der erfindungsgemäßen Heizung als auch ihre Wartung und Reparatur. Die Verwendung gleicher Heizgeräte legt auch nahe, dass sich die erfindungsgemäße Master-Slave-Schaltung ohne weiteres auf mehr als zwei Heizgeräte erweitern lässt, derart, dass das erste Gerät das zweite Gerät steuert, das zweite Gerät ein drittes Gerät, das dritte Gerät ein viertes Gerät, und so weiter. Bei der letztgenannten Ausführungsform ist also jedes Heizgerät, bis auf das erste und das letzte Gerät, "Slave" des ihm vorgeschalteten Heizgerätes und "Master" des ihm nachgeschalteten Heizgerätes.From It is particularly advantageous that the first and the second heater are identical are. The use of identical heaters facilitates both the production and installation of the heater according to the invention as well as their maintenance and repair. The use of the same heaters also suggests that the master-slave circuit according to the invention readily expand to more than two heaters, so, that the first device is the second device controls, the second device a third device, the third device a fourth device, and so on. In the latter embodiment, therefore, each heater, except for the first and the last device, "slave" of the upstream one heater and "master" of the downstream Heater.
Manche brennstoffbetriebenen Heizgeräte weisen einen Drucksensor zur Messung des Luftdrucks und zur entsprechenden Regelung der Brennstoffzufuhr auf. Obwohl es theoretisch ausreicht, den Luftdruck (sowie eventuell andere Umgebungsparameter) durch das erste Heizgerät zu messen und an das nachgeschaltete zweite Heizgerät zu übermitteln, ist es ebenso möglich, dass jedes Gerät unabhängig vom anderen den Luftdruck misst.Some fuel-powered heaters a pressure sensor for measuring the air pressure and the corresponding Regulation of the fuel supply on. Although theoretically sufficient the air pressure (and possibly other environmental parameters) the first heater to measure and transmit to the downstream second heater, it is equally possible that every device independently from the other the air pressure measures.
Die Erfindung besteht weiter in einem Verfahren zum Betreiben einer Heizung, die ein erstes Heizgerät und ein zweites Heizgerät umfasst, wobei das zweite Heizgerät von dem ersten Heizgerät ein- und ausgeschaltet wird. Auf die Weise werden die vorteilhaften Besonderheiten der erfindungsgemäßen Heizung auch im Rahmen eines Verfahrens umgesetzt.The The invention further consists in a method for operating a Heating, which is a first heater and a second heater includes, wherein the second heater of the first heater on and is turned off. The way becomes advantageous features the heater of the invention also implemented as part of a procedure.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand zweier besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The Invention will now be described with reference to the accompanying drawings two particularly preferred embodiments exemplified.
Es zeigen:It demonstrate:
In den Zeichnungen sind gleiche oder ähnliche Komponenten durchgehend mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden zumindest teilweise nicht mehrfach erläutert.In The drawings are the same or similar components throughout provided with the same reference numerals and are at least partially not explained several times.
Die
in der
- – im Bereich des ersten Heizgerätes liegt eine Störung vor,
- – die Betriebsdauer einer ersten Betriebsart des ersten Heizgerätes überschreitet eine erste vorgegebene Zeitspanne,
- – eine Ist-Temperatur unterschreitet deutlich eine vorgegebene Soll-Temperatur.
- - there is a fault in the area of the first heater
- The operating time of a first operating mode of the first heating device exceeds a first predetermined period of time,
- - An actual temperature falls well below a predetermined target temperature.
Ist eine dieser Bedingungen erfüllt, so wird in einem zweiten Schritt S2 das zweite Heizgerät eingeschaltet, ansonsten wird die Prüfung im Schritt S1 wiederholt. Nach dem zweiten Schritt S2 wird in einem dritten Schritt S3 geprüft, ob das zweite Heizgerät wieder ausgeschaltet werden soll, das heißt, ob zumindest eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
- – für das erste Heizgerät liegt keine Freigabe vor,
- – eine Störung im Bereich des ersten Heizgerätes liegt nicht mehr vor,
- – die Betriebsdauer einer zweiten Betriebsart des ersten Heizgerätes überschreitet eine zweite vorgegebene Zeitspanne.
- - there is no release for the first heater
- - a fault in the area of the first heater is no longer present,
- - The operating time of a second mode of operation of the first heater exceeds a second predetermined period of time.
Ist eine dieser Bedingungen erfüllt, so wird in einem vierten Schritt S4 das zweite Heizgerät ausgeschaltet, ansonsten wird die Prüfung in S3 wiederholt. Nachdem in S4 das zweite Heizgerät ausgeschaltet wurde, wird in S1 erneut geprüft, ob es wieder eingeschaltet werden soll.is meets one of these conditions, so in a fourth step S4, the second heater is turned off, otherwise the exam will be repeated in S3. After switching off the second heater in S4 is checked again in S1, whether it should be switched on again.
- 1010
- Heizungheater
- 1212
- erstes Heizgerätfirst heater
- 1414
- zweites Heizgerätsecond heater
- 1616
- Bedieneinrichtungoperating device
- 1818
- Temperatursensortemperature sensor
- 2020
- Temperatursensortemperature sensor
- 2222
- Ein-Aus-SchalterOn-off switch
- 2424
- erstes Potentiometerfirst potentiometer
- 2626
- zweites Potentiometersecond potentiometer
- 2828
- Wellewave
- 3030
- EinschaltsignalleitungEinschaltsignalleitung
- 3232
- EinschaltsignalleitungEinschaltsignalleitung
- 3434
- Spannungsquellevoltage source
- 3636
- TemperatursignalleitungTemperature signal line
- 3838
- TemperatursignalleitungTemperature signal line
- 4040
- Kontrollleuchteindicator light
- 4242
- Kontrollleuchteindicator light
- 4444
- TemperatursensorgehäuseTemperature sensor housing
- 4646
- Signalleitungsignal line
- 4848
- FehlersignalleitungError signal line
- 5252
- Einschalteingangenable input
- 5454
- Einschalteingangenable input
- 5656
- Steuereingangcontrol input
- 5858
- Anschlussconnection
- 6060
- Anschlussconnection
- 6262
- Anschlussconnection
- 6464
- Anschlussconnection
- 7070
- FehlersignaleingangError signal input
- 7272
- FehlersignalausgangError signal output
- 7474
- Ausgangoutput
- 7676
- Kontrollleuchteindicator light
- 7878
- Kontrollleuchteindicator light
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- Masseanschluss (Nullpotential)ground connection (Zero potential)
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- Ausgangoutput
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- Ausgangoutput
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- Ausgangoutput
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- Ausgangoutput
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DE102007023644A1 (en) | 2008-11-27 |
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