DE102009031835A1

DE102009031835A1 - Verfahren zur Erkennung eines defekten Membranausdehnungsgefäßes in einem Heizkreis mit einem Brenner

Info

Publication number: DE102009031835A1
Application number: DE102009031835A
Authority: DE
Inventors: Huu-Thoi Dr. Le
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2011-01-05
Also published as: PL2282129T3; EP2282129A2; EP2282129B1; EP2282129A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines defekten Membranausdehnungsgefäßes (1) in einem Heizkreis (2) mit einem Brenner (3), der geregelt ein- und ausgeschaltet wird, wobei der Heizkreis (2) zur Erfassung aktueller Druckdaten mit einem Drucksensor (4) versehen ist. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass aus den bei eingeschaltetem Brenner (3) ermittelten Druckdaten ein Druckmittelwert gebildet und dieser mit einem Druckreferenzwert verglichen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines defekten Membranausdehnungsgefäßes in einem Heizkreis mit einem Brenner gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Verfahren zur Erkennung eines defekten Membranausdehnungsgefäßes in einem Heizkreis mit einem Brenner ist nach der DE 101 60 327 A1 bekannt. Wie üblich, wird dieser Brenner während des Betriebs der Anlage ein- und ausgeschaltet. Dabei steigt und fällt der Druck im Heizkreis, wobei mittels eines entsprechenden Drucksensors die aktuellen Druckdaten ermittelbar sind. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass zur Erkennung eines Defekts (zum Beispiel gasseitige Entleerung) am Membranausdehnungsgefäß dieses vollständig entleert werden muss.
Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu verbessern.
Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass aus den bei eingeschaltetem Brenner 3 ermittelten Druckdaten ein Druckmittelwert gebildet und dieser mit einem Druckreferenzwert verglichen wird.
Im Unterschied zum vorgenannten Stand der Technik kann somit die einwandfreie Funktion des Membranausdehnungsgefäßes bei laufender Anlage, was unten noch ausführlich erläutert wird, kontinuierlich überwacht werden. Eine Kontrollentleerung des Membranausdehnungsgefäßes ist entbehrlich.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Das erfindungsgemäßen Verfahren einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt schematisch
1 eine Heizungsanlage mit einem Heizkessel und einem Heizkreis mit Membranausdehnungsgefäß und Drucksensor;
2 einen Brennerlauf aufgetragen über der Zeit t [s] bei intaktem und bei defektem Membranausdehnungsgefäß (MAG); und
3 einen Druckverlauf p [zum Beispiel in bar] aufgetragen über der Zeit t [s] bei intaktem und bei defektem Membranausdehnungsgefäß (MAG).
Die in 1 dargestellte Heizungsanlage besteht aus einem Heizkessel 5 mit Brenner 3 und einer Regeleinheit 6. An den Heizkessel 5 ist ein Heizkreis 2 angeschlossen, der in bekannter Weise mit einem Membranausdehnungsgefäß 1 und einem Drucksensor 4 versehen ist. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb dieser Heizungsanlage, und zwar insbesondere ein Verfahren zur Erkennung eines Defekts am Membranausdehnungsgefäß 1.
Ein solches Membranausdehnungsgefäß 1 dient dazu, Druckschwankungen im Heizkreis 2 auszugleichen. Diese entstehen zum Beispiel beim Ein- bzw. Ausschalten des Brenners 3, da eine Temperaturänderung des Heizkreismediums unmittelbar zu einer Druckänderung im geschlossenen Heizkreis 2 führt. Das Membranausdehnungsgefäß 1 besteht in bekannter Weise aus zwei Volumina, zwischen denen eine elastische Membran angeordnet ist. Das eine, mit dem Heizkreis 2 verbundene Volumen ist mit Heizkreiswasser gefüllt, das andere mit Gas, wobei das zweite Volumen nach außen abgedichtet ist und zusammen mit der Membran wie eine Gasfeder für das Wasservolumen wirkt.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist nun wesentlich, dass aus den bei eingeschaltetem Brenner 3 ermittelten Druckdaten ein Druckmittelwert p_M gebildet und dieser mit einem Druckreferenzwert p_R verglichen wird.
Dieses Verfahren basiert auf der Erkenntnis, dass ungewöhnliche hohe Druckdifferenz im Heizkreis 2 beim Ein- und Ausschalten des Brenners 3 ein Zeichen für ein defektes Membranausdehnungsgefäß 1 sind, und zwar weil ein Defekt des Membranausdehnungsgefäßes 1 vor allem darin besteht, dass gasseitig ein Leck (am Gehäuse des Gefäßes oder auch der Membran) auftritt und damit die Federwirkung des Gasvolumens aufgehoben wird.
Die 2 und 3 verdeutlichen diesen Zusammenhang. 2 zeigt zwei Brennerläufe (0: Brenner aus, 1: Brenner an), wobei das Membranausdehnungsgefäß 1 (MAG) im ersten Brennerlauf intakt und im zweiten Brennerlauf defekt ist, was sich allerdings erst aus der Analyse der 3 ergibt: Diese zeigt links einen ersten Druckverlauf, bei dem der Druck, sobald der Brenner eingeschaltet wird, erwartungsgemäß ansteigt, und zwar so lange, wie der Brenner läuft. Nach dem Abschalten fällt der Druck wieder ab. Mit p_M1 ist in 3 der sich aus der ersten, linken Kurve ergebende Druckmittelwert benannt, der unterhalb des ebenfalls angegebenen Druckreferenzwertes p_R liegt. Dieser Druckmittelwert p_M wird bevorzugt durch entsprechende integrative Mittelwertbildung der Druckkurve von einer entsprechenden Software rechnerisch ermittelt. Aber auch andere Mittelwertbidungsalgorithmen kommen in Betracht.
Betrachtet man im Vergleich dazu die zweite, rechte Kurve in 3, so fällt auf, dass dort der Druck während des Brennerlaufs deutlich stärker ansteigt als beim ersten Brennerlauf. Insbesondere ist der sich dabei ergebende Druckmittelwert p_M2 deutlich höher; er liegt auch deutlich oberhalb des Druckreferenzwertes p_R, was erfindungsgemäß auf einen Defekt am Membranausdehnungsgefäß schließen lässt.
Ist also der Druckmittelwert p_M größer als oder gleich dem Druckreferenzwert p_R wird diese Information (Defekt am Membranausdehnungsgefäß 1 – Sicherheitsrisiko für die gesamte Heizungsanlage!) vorzugsweise optisch und/oder akustisch signalisiert, und zwar besonders bevorzugt und wie in 1 dargestellt über eine am Heizkessel 5 vorgesehene Regeleinheit 6. Diese wird darüber hinaus auch zur Hinterlegung des Druckreferenzwertes p_R verwendet.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Druckmittelwert p_M wahlweise erst ab einem Temperaturreferenzwert T_R (der auch in der Regeleinheit 5 hinterlegt sein kann) eines an den Heizkreis 2 angeschlossenen, mit dem Brenner 3 versehenen Heizkessels 5 oder ab einem Laufzeitreferenzwert t_R des Breners 3 mit dem Druckreferenzwert p_R verglichen wird. Die Maßgabe, die aktuelle Temperatur T des Heizkessels 5 mit einem Temperaturreferenzwert T_R zu vergleichen, berücksichtigt, dass bei einer kurzen Brennerlaufzeit bzw. entsprechend niedriger Energiezufuhr zum Heizkreis der Druck regelmäßig nur relativ wenig ansteigt und ein Defekt am Membranausdehnungsgefäß 1 dementsprechend bei einem solchen Betriebszustand praktisch nicht zu erkennen ist. In vergleichbarer Weise ist ein Defekt am Membranausdehnungsgefäß 1 nur dann zu ermitteln, wenn der Brenner 3 überhaupt eine gewisse Zeit (Laufzeitreferenzwert t_R) eingeschaltet war, da eine zu kurze Brennerlaufzeit (zum Beispiel, wenn dieser im Taktbetrieb läuft) nicht zu einem für die Defekterkennung relevanten Druckanstieg im Heizkreis 2 führt.
Um die Heizungsanlage flexibel betreiben und an entsprechende Umgebungssituationen anpassen zu können, ist schließlich bevorzugt vorgesehen, dass wahlweise der Druckreferenzwert p_R und/oder der Temperaturreferenzwert T_R vorzugsweise an der Regeleinheit 6 einstellbar ist bzw. sind.
Bezugszeichenliste

1: Membranausdehnungsgefäß (auch MAG)
2: Heizkreis
3: Brenner
4: Drucksensor
5: Heizkessel
6: Regeleinheit
pM: Druckmittelwert
pM1: Druckmittelwert (bei intaktem Membranausdehnungsgefäß)
pM2: Druckmittelwert (bei defektem Membranausdehnungsgefäß)
pR: Druckreferenzwert
TR: Temperaturreferenzwert
tR: Laufzeitreferenzwert

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10160327 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Erkennung eines defekten Membranausdehnungsgefäßes (1) in einem Heizkreis (2) mit einem Brenner (3), der geregelt ein- und ausgeschaltet wird, wobei der Heizkreis (2) zur Erfassung aktueller Druckdaten mit einem Drucksensor (4) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass aus den bei eingeschaltetem Brenner (3) ermittelten Druckdaten ein Druckmittelwert (p_M) gebildet und dieser mit einem Druckreferenzwert (p_R) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelwert (p_M) wahlweise erst ab einem Temperaturreferenzwert (T_R) eines an den Heizkreis (2) angeschlossenen, mit dem Brenner (3) versehenen Heizkessels (5) oder ab einem Laufzeitreferenzwert (t_R) des Brenners (3) mit dem Druckreferenzwert (p_R) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Defekt am Membranausdehnungsgefäß (1) vorzugsweise optisch und/oder akustisch signalisiert wird, wenn der Druckmittelwert (p_M) größer als oder gleich dem Druckreferenzwert (p_R) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Defekt am Membranausdehnungsgefäß an einer Regeleinheit (6) eines an den Heizkreis (2) angeschlossenen, mit dem Brenner (3) versehenen Heizkessels (5) signalisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckmittelwert (p_M) ein integrativer Druckmittelwert (p_M) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regeleinheit (6) zur Hinterlegung wahlweise des Druckreferenzwertes (p_R), des Laufzeitreferenzwertes (t_R) und/oder des Temperaturreferenzwertes (T_R) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise der Druckreferenzwert (p_R), der Temperaturreferenzwert (T_R) und/oder der Laufzeitreferenzwert (t_R) vorzugsweise an der Regeleinheit (6) einstellbar ist bzw. sind.