DE102012101268A1

DE102012101268A1 - Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage

Info

Publication number: DE102012101268A1
Application number: DE102012101268A
Authority: DE
Inventors: Dr. Dzubiella Manfred; Horst Lübke; Magnus Manderbach
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2012-09-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage, bei dem mit einem leistungsregulierbaren Brenner (1) über einen Wärmetauscher (2) ein in einem Rohrnetz (3) geführtes Heizkreismedium erwärmbar ist und ein hydraulischer Abgleich des Rohrnetzes (3) mit einem Volumenstromsensor (4) durchführbar ist. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Absicherung des Wärmetauschers (2) gegen Überhitzung mit dem Volumenstromsensor (4) überwacht wird, wieviel Heizkreismedium den Wärmetauscher (2) durchströmt, und dass bei Gefahr einer Überhitzung des Wärmetauschers (2) die Leistung des Brenners (1) mindestens reduziert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist nach der DE 10 2006 009 047 A1 bekannt. Bei diesem ist mit einem leistungsregulierbaren Brenner über einen Wärmetauscher ein in einem Rohrnetz geführtes Heizkreismedium erwärmbar und (im Bedarfsfall) ein hydraulischer Abgleich des Rohrnetzes mit einem (Ultraschall-)Volumenstromsensor bzw. Durchflussmesser durchführbar.
Ferner ist aus der DE 10 2008 039 525 A1 eine Anordnung zur Durchführung eines hydraulischen Abgleichs bekannt, bei der der Volumenstrom des Heizkreismediums erfasst wird. Die Option dies mit Ultraschallmessungen durchzuführen, wird insbesondere aus Kostengründen als nachteilig beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zum Betrieb einer Heizungsanlage zu verbessern. Insbesondere soll ein Verfahren bereit gestellt werden, dass die vorhandenen Anlagenkomponenten noch besser nutzt.
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 zur Absicherung des Wärmetauschers gegen Überhitzung mit dem Volumenstromsensor (vorzugsweise einem Ultraschall-Volumenstromsensor) überwacht wird, wieviel Heizkreismedium den Wärmetauscher durchströmt, und dass bei Gefahr einer Überhitzung des Wärmetauschers die Leistung des Brenners mindestens reduziert wird.
Mit anderen Worten wird der (Ultraschall-)Volumenstromsensor nach der Erfindung ”nicht nur” für den hydraulischen Abgleich, sondern auch zur Überwachung des Wärmetauschers verwendet. Da bisher als Absicherung des Wärmetauschers vor Überhitzung ein so genanntes Überströmventil vorgesehen war, das dank der Erfindung entfallen kann, besteht die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens in der synergetischen Nutzung des Ultraschall-Volumenstromsensor, der im übrigen bei Realisation nur einer der beiden Funktionen, wie in der DE 10 2008 039 525 A1 zu Recht kritisiert, regelmäßig zu kostenintensiv wäre.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Der Vollständigkeit halber wird noch auf die weiter abliegende DE 199 62 429 B4 hingewiesen, aus der ein Dampfkessel bekannt ist, bei dem zur Erfassung der Durchflussraten ein (Ultraschall-)Strömungsmesser vorgesehen ist. Bei diesem Kessel handelt es sich aber explizit um einen Kessel zur Erzeugung von Dampf und insbesondere nicht um einen Heizkessel im Sinne eines Wärmeerzeugers zur Beheizung von Gebäuden.
Das erfindungsgemäße Verfahren einschließlich seiner abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt
1 schematisiert eine Heizungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die in 1 dargestellte Heizungsanlage besteht aus einem leistungsregulierbaren Brenner 1 (typischer Weise ein Gas- oder Ölbrenner), der bei Betrieb über einen Wärmetauscher 2 ein in einem Rohrnetz 3 (auch Heizkreisnetz [mit Heizkörpern 5] genannt) geführtes Heizkreismedium (typischer Weise ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel) erwärmt. Als Wärmetauscher ist erfindungsgemäß insbesondere ein so genannter Wendelrohrwärmetauscher vorgesehen, wie er in der EP 1 562 006 A1 beschrieben ist. Ferner umfasst das Heizgerät einen Volumenstromsensor 4, mit dem ein hydraulischer Abgleich des Rohrnetzes 3 durchführbar ist.
Bezüglich des so genannten hydraulischen Abgleichs, der dem Fachmann geläufig ist, wird der Vollständigkeit und Einfachheit halber auf ein Zitat aus Wikipedia verwiesen: Der hydraulische Abgleich beschreibt ein Verfahren, mit dem innerhalb einer Heizungsanlage jeder Heizkörper oder Heizkreis einer Flächenheizung bei einer festgelegten Vorlauftemperatur der Heizungsanlage genau mit der Wärmemenge versorgt wird, die benötigt wird, um die für die einzelnen Räume gewünschte Raumtemperatur zu erreichen. Das wird durch genaue Planung, Überprüfung und Einstellung bei der Inbetriebnahme der Anlage erreicht. Auch ein nachträglicher hydraulischer Abgleich ist möglich, wenn die dafür erforderlichen Armaturen im Rohrnetz vorhanden sind (etwa voreinstellbare Thermostatventile oder Strangdifferenzdruckregler). Ist eine Anlage abgeglichen, ergeben sich mehrere Vorteile: Die Anlage kann mit optimalem Anlagendruck und damit mit optimal niedriger Volumenmenge betrieben werden. Daraus resultieren niedrige Anschaffungskosten der Umwälzpumpe und niedrige Energie- und Betriebskosten.
Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist nun, dass zur Absicherung des Wärmetauschers 2 gegen Überhitzung mit dem Volumenstromsensor 4 überwacht wird, wieviel Heizkreismedium den Wärmetauscher 2 durchströmt, und dass bei Gefahr einer Überhitzung des Wärmetauschers 2, wenn also zuwenig Heizkreismedium durch den Wärmetauscher 2 strömt, die Leistung des Brenners 1 mindestens reduziert wird.
Wie bereits erwähnt, hat die Erfindung den großen Vorteil, dass der Volumenstromsensor nunmehr sowohl für den hydraulischen Abgleich als auch zur Überwachung des Wärmetauschers vor Überhitzung verwendet wird, wobei gleichzeitig auf ein sonst übliches, in einem Bypass zwischen Vor- und Rücklauf angeordnetes Überströmventil verzichtet werden kann.
Die Maßgabe ”dass bei Gefahr einer Überhitzung des Wärmetauschers die Leistung des Brenners mindestens reduziert wird” umfasst auch die Option, dass der Brenner bei Gefahr einer Überhitzung komplett ausgeschaltet wird. Das tatsächliche Maß der Leistungsreduktion wird auf Basis der Volumenstrommessung mit Hilfe der Regelung der Heizungsanlage festgelegt.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass als Volumenstromsensor 4 ein Ultraschall-Volumenstromsensor verwendet wird, bei dem der Volumenstrom im Rohrnetz 3 über eine an sich bekannte Ultraschallmessmethode ermittelt wird. Wir aus 1 ersichtlich, ist der Volumenstromsensor vorzugsweise am Rücklauf des Heizgerätes angeordnet.
Schließlich ist zur Erhöhung der Messsicherheit auch nach mehreren Jahren vorgesehen, dass zur Nullpunktkalibration des Volumenstromsensors 4, insbesondere des Ultraschall-Volumenstromsensor, mindestens einmal, vorzugsweise periodisch, automatisch eine Messung bei im Rohrnetz 3 stillstehendem Heizkreismedium durchgeführt wird. Um dabei sicher zu stellen, dass wirklich kein Medium strömt (zum Beispiel wegen einer externen Pumpe, Schwerkraftzirkulation oder dergleichen) wird bei abgeschalteter interner Pumpe (Heizkreispumpe) zum Beispiel auf einen Speicherkreislauf umgeschaltet.
Bezugszeichenliste

1: Brenner
2: Wärmetauscher
3: Rohrnetz
4: Volumenstromsensor
5: Heizkörper

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 102006009047 A1 [0002]
DE 102008039525 A1 [0003, 0007]
DE 19962429 B4 [0009]
EP 1562006 A1 [0013]

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage, bei dem mit einem leistungsregulierbaren Brenner (1) über einen Wärmetauscher (2) ein in einem Rohrnetz (3) geführtes Heizkreismedium erwärmbar ist und ein hydraulischer Abgleich des Rohrnetzes (3) mit einem Volumenstromsensor (4) durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Absicherung des Wärmetauschers (2) gegen Überhitzung mit dem Volumenstromsensor (4) überwacht wird, wieviel Heizkreismedium den Wärmetauscher (2) durchströmt, und dass bei Gefahr einer Überhitzung des Wärmetauschers (2) die Leistung des Brenners (1) mindestens reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Volumenstromsensor (4) ein Ultraschall-Volumenstromsensor verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Nullpunktkalibration des Volumenstromsensors (4) mindestens einmal, vorzugsweise periodisch, eine Messung bei im Rohrnetz (3) stillstehendem Heizkreismedium durchgeführt wird.