DE102016211345A1 - Method for determining operating data of a gas heating device - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Ermitteln von Betriebsdaten einer Gasheizvorrichtung (100), aufweisend die Schritte: – Bereitstellen von definierten Steuerungsdaten (S1...S3) der Gasheizvorrichtung (100) betreffend einen Brennvorgang für eine Rechnereinrichtung (50); – Bereitstellen von definierten Steuerungsdaten (S4...S9) der Gasheizvorrichtung (100) betreffend eine Wasseraufbereitung für die Rechnereinrichtung (50); und – Ermitteln der Betriebsdaten der Gasheizvorrichtung (100) aus den Steuerungsdaten (S1...S9) mittels der Rechnereinrichtung (50) während eines Betriebs der Gasheizvorrichtung (100).A method for determining operating data of a gas heating device (100), comprising the steps: - providing defined control data (S1 ... S3) to the gas heating device (100) concerning a burning process for a computer device (50); - Providing defined control data (S4 ... S9) of the gas heating device (100) concerning a water treatment for the computer device (50); and - determining the operating data of the gas heater (100) from the control data (S1 ... S9) by the computer means (50) during operation of the gas heater (100).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln von Betriebsdaten einer Gasheizvorrichtung. Die Erfindung betrifft ferner eine Gasheizvorrichtung.The invention relates to a method for determining operating data of a gas heating device. The invention further relates to a gas heating device.
Stand der TechnikState of the art
Bekannt sind Thermostat-Einrichtungen, die es einem Verbraucher ermöglichen, eine Zimmertemperatur eines oder mehrerer von einer Gasheizvorrichtung beheizten Zimmers einzustellen. Die genannten Thermostat-Einrichtungen können dabei z.B. folgende Parameter anzeigen: Warmwasserbetrieb eines Heizkessels, Heizbetrieb des Heizkessels, grob abgeschätzter Gasverbrauch des Heizkessels pro Zeiteinheit, der aus einem Betriebspunkt der Gasheizvorrichtung abgeleitet wird, usw. Neuere Systeme erlauben zudem eine drahtlose Kommunikation (z.B. per WiFi) mit einem portablen Endgerät (z.B. Smartphone, Tablet, usw.), um die genannten Parameter einzusehen.Thermostat devices are known which allow a consumer to set a room temperature of one or more rooms heated by a gas heater. The said thermostatic devices may be e.g. show the following parameters: hot water operation of a boiler, heating operation of the boiler, roughly estimated boiler gas consumption per unit time derived from one operating point of the gas heater, etc. Newer systems also allow wireless communication (eg via WiFi) with a portable terminal (eg smartphone) , Tablet, etc.) to view the mentioned parameters.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Ermitteln von Betriebsdaten einer Gasheizvorrichtung bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide an improved method for determining operating data of a gas heater.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einem Verfahren zum Ermitteln von Betriebsdaten einer Gasheizvorrichtung, aufweisend die Schritte:
- – Bereitstellen von definierten Steuerungsdaten der Gasheizvorrichtung betreffend einen Brennvorgang für eine Rechnereinrichtung;
- – Bereitstellen von definierten Steuerungsdaten der Gasheizvorrichtung betreffend eine Wasseraufbereitung für die Rechnereinrichtung; und
- – Ermitteln der Betriebsdaten der Gasheizvorrichtung aus den Steuerungsdaten mittels der Rechnereinrichtung während eines Betriebs der Gasheizvorrichtung.
- - Providing defined control data of the gas heating device regarding a burning process for a computer device;
- - Providing defined control data of the gas heating device concerning a water treatment for the computer device; and
- - Determining the operating data of the gas heater from the control data by means of the computer device during operation of the gas heater.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einer Gasheizvorrichtung, wobei die Gasheizvorrichtung ausgebildet ist, Betriebsdaten der Gasheizvorrichtung aus Steuerungsdaten betreffend einen Brennvorgang der Gasheizvorrichtung und Steuerungsdaten betreffend eine Warmwasseraufbereitung der Gasheizvorrichtung zu ermitteln.According to a second aspect, the object is achieved with a gas heating device, wherein the gas heating device is designed to determine operating data of the gas heating device from control data relating to a burning process of the gas heating device and control data relating to hot water preparation of the gas heating device.
Auf diese Weise werden vorteilhaft an sich bekannte Steuerungsdaten der Gasheizvorrichtung zu einer Ermittlung von Betriebsdaten der Gasheizvorrichtung verwendet. Dadurch wird mit einem geringen Zusatzaufwand auf bestehende Daten zugegriffen, die zur Ermittlung von Betriebsdaten der Gasheizeinrichtung verwendet werden. Ein Endanwender oder Gasheizungsbauer kann das Verfahren nutzbringend verwenden, um die Gasheizvorrichtung verbessert zu betreiben bzw. auszulegen. Im Ergebnis kann einem Kunden eine Rückmeldung über eine Arbeitsweise der Gasheizvorrichtung hinsichtlich Wirtschaftlichkeit mitgeteilt werden.In this way, advantageously known control data of the gas heating device are used to determine operating data of the gas heating device. As a result, existing data, which are used to determine operating data of the gas heater, are accessed with a small additional outlay. An end user or gas heating engineer may usefully use the process to improve the operation of the gas heating apparatus. As a result, a customer can be notified of an operation of the gas heater in terms of economy.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.Preferred embodiments of the method according to the invention are the subject of dependent claims.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass als Steuerungsdaten des Brennvorgangs der Gasheizvorrichtung folgende Daten verwendet werden: Drehzahl einer Gebläse-Einrichtung, Öffnungsgrad einer Gaszuführeinrichtung, Ionisationsstrom einer Brennereinrichtung.An advantageous development of the method provides that the following data are used as control data of the firing process of the gas heating device: rotational speed of a fan device, opening degree of a gas supply device, ionization current of a burner device.
Auf diese Weise können vorteilhaft genau bekannte Verbrennungsumstände erfasst und für die Ermittlung der Betriebsdaten der Gasheizvorrichtung verwendet werden.In this way, accurately known combustion circumstances can advantageously be detected and used for determining the operating data of the gas heating device.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass als Steuerungsdaten betreffend eine Heizwasseraufbereitung der Gasheizvorrichtung eine Durchflussrate des Heizwassers, eine Vorlauftemperatur des Heizwassers und eine Rücklauftemperatur des Heizwassers verwendet werden.A further advantageous development of the method provides that a flow rate of the heating water, a flow temperature of the heating water and a return temperature of the heating water are used as control data relating to a Heizwasseraufbereitung the gas heater.
Auf diese Weise werden vorteilhaft mit geringem Aufwand bereits bekannte Steuerungsdaten der Gasheizvorrichtung betreffend Heizwasseraufbereitung für die Ermittlung der Betriebsdaten der Gasheizvorrichtung verwendet.In this way, already known control data of the gas heating device regarding heating water treatment are advantageously used with little effort for the determination of the operating data of the gas heating device.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass als Steuerungsdaten betreffend eine Brauchwasseraufbereitung der Gasheizvorrichtung eine Durchflussrate des Brauchwassers, eine Einlauftemperatur des Brauchwassers und eine Auslauftemperatur des Brauchwassers verwendet werden.A further advantageous development of the method is characterized in that a flow rate of the service water, an inlet temperature of the service water and an outlet temperature of the service water are used as control data concerning a process water treatment of the gas heating.
Dadurch werden vorteilhaft mit geringem Aufwand bereits bekannte Steuerungsdaten der Gasheizvorrichtung betreffend Brauchwasseraufbereitung für die Ermittlung der Betriebsdaten verwendet.As a result, already known control data of the gas heating device with regard to process water treatment are advantageously used with little effort for the determination of the operating data.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der Rechnereinrichtung ein Gasverbrauch der Gasheizvorrichtung während des Betriebs der Gasheizvorrichtung ermittelt wird.A further advantageous development of the method is characterized in that a gas consumption of the gas heating device during operation of the gas heating device is determined by means of the computer device.
Dadurch ist ermöglicht, dass ein Zwischenergebnis zur Ermittlung eines Wirkungsgrads der Gasheizvorrichtung bereitgestellt wird. Bei Bedarf kann dieses Zwischenergebnis zur Information ausgegeben werden.This makes it possible to provide an intermediate result for determining an efficiency of the gas heating device. If necessary can this intermediate result is output for information.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass mittels der Rechnereinrichtung eine Leistung der Gasheizvorrichtung betreffend die Heizwasseraufbereitung und eine Leistung der Gasheizvorrichtung betreffend die Brauchwasseraufbereitung ermittelt werden. Auf diese Weise werden Zwischenergebnisse für die Ermittlung von Wirkungsgraden der Gasheizvorrichtung bereitgestellt, die bei Bedarf ausgegeben werden können.A further advantageous development of the method provides that, by means of the computer device, a power of the gas heating device relating to the heating water treatment and a power of the gas heating device relating to the process water treatment are determined. In this way, intermediate results for the determination of efficiencies of the gas heater are provided, which can be output when needed.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Ermittlung der Betriebsdaten der Gasheizvorrichtung mittels einer in einer Steuerungseinrichtung der Gasheizvorrichtung angeordneten Rechnereinrichtung durchgeführt wird.A further advantageous development of the method provides that the determination of the operating data of the gas heating device is carried out by means of a computer device arranged in a control device of the gas heating device.
Dadurch kann die Ermittlung der Betriebsdaten zentral durchgeführt werden, wodurch nur ein geringer Zusatzaufwand erforderlich ist.As a result, the determination of the operating data can be carried out centrally, whereby only a small additional effort is required.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Steuerungsdaten an ein externes Gerät übermittelt werden, wobei die Ermittlung der Betriebsdaten mittels einer im externen Gerät angeordneten Rechnereinrichtung durchgeführt wird. Auf diese Weise ist vorteilhaft unterstützt, dass die Berechnung der Betriebsdaten von der Gasheizvorrichtung an ein externes Gerät ausgelagert werden kann, beispielsweise in Form eines Smartphones, Tablets, Laptops, usw. Eine Rechenbelastung der Rechnereinrichtung der Steuerungseinrichtung kann auf diese Weise reduziert werden.A further advantageous development of the method provides that the control data is transmitted to an external device, wherein the determination of the operating data is performed by means of a computer device arranged in the external device. In this way, it is advantageously supported that the calculation of the operating data from the gas heating device can be outsourced to an external device, for example in the form of a smartphone, tablet, laptop, etc. A computational load of the computer device of the control device can be reduced in this way.
Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von drei Figuren detailliert beschrieben. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung, sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Figuren. Die Figuren sind vor allem dazu gedacht, die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen.The invention will be described in detail below with further features and advantages with reference to three figures. All described or illustrated features, alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency, as well as regardless of their formulation or representation in the description or in the figures. The figures are primarily intended to illustrate the principles essential to the invention.
Offenbarte Verfahrensmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden offenbarten Vorrichtungsmerkmalen und umgekehrt. Dies bedeutet insbesondere, dass sich Merkmale, technische Vorteile und Ausführungen betreffend das Verfahren zum Ermitteln von Betriebsdaten einer Gasheizvorrichtung in analoger Weise aus entsprechenden Ausführungen, Merkmalen und Vorteilen betreffend die Gasheizvorrichtung ergeben und umgekehrt.Disclosed method features are analogous to corresponding disclosed device features and vice versa. This means, in particular, that features, technical advantages and embodiments relating to the method for determining operating data of a gas heating device result analogously from corresponding designs, features and advantages relating to the gas heating device and vice versa.
In den Figuren zeigt:In the figures shows:
Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments
Ein Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass an sich bekannte Steuerungssignale bzw. -parameter bzw. -daten einer Gasheizvorrichtung verwendet werden, um Betriebsdaten der Gasheizeinrichtung zu berechnen. Diese können beispielsweise einem Anwender bzw. einem Heizungsanlagen-Errichter zur Verfügung gestellt werden, wodurch dieser geeignete Schritte ergreift, um die Gasheizvorrichtung mit verbessertem Wirkungsgrad auszulegen bzw. zu betreiben.A central idea of the invention is that known control signals or parameters of a gas heating device are used to calculate operating data of the gas heater. These may, for example, be provided to a user or a heating system installer, thereby taking appropriate steps to design the gas heating apparatus with improved efficiency.
Es ist bekannt, dass in verschiedenen Regionen unterschiedliche Gasqualitäten bzw. -arten verwendet werden. Zum Beispiel sind in Deutschland sogenanntes L-Gas (niedrig-kalorisches Gas), E-Gas (hoch-kalorisches Gas) und P-Gas (Propangas) in Verwendung, die jeweils unterschiedliche Energiewerte aufweisen. Ein Schwankungsgrad im Energiewert kann dabei bis zu ±30% betragen. Bei herkömmlichen Gasheizvorrichtungen wird ein Brennwert nur einmalig eingestellt, sodass daraus resultierend nicht optimale Betriebsbedingungen für die Gasheizvorrichtungen resultieren.It is known that different gas qualities or types are used in different regions. For example, in Germany so-called L gas (low calorific gas), E gas (high calorific gas) and P gas (propane gas) are in use, each having different energy values. A degree of fluctuation in the energy value can be up to ± 30%. In conventional gas heaters, a calorific value is set only once, resulting in non-optimal operating conditions for the gas heaters.
In Abhängigkeit von zugeführten Steuerungssignalen S1, S2, S3 werden die Drehzahl der Gebläse-Einrichtung
Vorgeschlagen wird, die innerhalb der Gasheizvorrichtung
Dazu ist vorgesehen, dass das erste Steuerungssignal S1 in Form eines Ionisationssignals bzw. einer Stärke eines Ionisationsstroms (z.B. in µA), das ein Maß für ein Gas-Luft-Verhältnis während des Verbrennungsvorgangs darstellt, einer Rechnereinrichtung
Alternativ können der Rechnereinrichtung
Vorgesehen ist, die genannten Steuerungssignale S1...S3 zusammen mit weiteren bereits vorhandenen Steuerungssignalen S4...S9 (nicht dargestellt in
Dies erfolgt vorzugweise mittels einer in der Steuerungseinrichtung
Denkbar ist es alternativ zum Beispiel auch, die genannten Steuerungsdaten S1...S9 in ein zentrales Netzwerk (nicht dargestellt) mit einer zentralen Rechnereinrichtung zu übertragen, wobei die Berechnung der genannten Betriebsdaten zentral durchgeführt und die Betriebsdaten über ein drahtloses Kommunikationsnetz auf eine portable Einrichtung übertragen werden.Alternatively, for example, it is also conceivable to transmit the aforementioned control data S1... S9 to a central computer network (not shown), the calculation of said operating data being carried out centrally and the operating data to a portable device via a wireless communication network be transmitted.
Denkbar ist, dass die ermittelten Betriebsdaten in Zahlen und/oder auf grafische Weise mittels Symbolen und/oder wenigstens teilweise sprachbasiert auf einer Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgegeben werden.It is conceivable that the determined operating data are output in numbers and / or graphically by means of symbols and / or at least partially voice-based on a man-machine interface.
Zur Erläuterung der Ermittlung der Betriebsdaten zeigt
Einem ersten Funktionsblock
Einem weiteren Funktionsblock
Im Ergebnis wird mittels des Funktionsblocks
- P1
- ... Leistung der Gasheizvorrichtung betreffend Heizwasseraufbereitung
- cw
- ... spezifische Wärmekapazität von Wasser [J/kg × K]
- P1
- ... Performance of the gas heater regarding heating water treatment
- c w
- ... specific heat capacity of water [J / kg × K]
Die Leistung P1 wird ebenso wie die Gasheizleistung L des Funktionsblocks
- L
- ... zugeführte Gasenergie
- A1
- ... Wirkungsgrad der Gasheizvorrichtung betreffend Heizbetrieb
- L
- ... supplied gas energy
- A1
- ... efficiency of the gas heater regarding heating operation
Auf diese Weise wird im Ergebnis ein Wirkungsgrad ermittelt, der einen Wirkungsgrad A1 der Gasheizvorrichtung
Vorgesehen ist weiterhin ein Funktionsblock
Es erfolgt eine Ermittlung bzw. Berechnung einer Leistung P2 der Gasheizvorrichtung
- cw
- ... spezifische Wärmekapazität von Wasser [J/kg × K]
- P2
- ... Leistung der Gasheizvorrichtung betreffend Brauchwasseraufbereitung
- c w
- ... specific heat capacity of water [J / kg × K]
- P2
- ... Performance of the gas heater regarding process water treatment
Es versteht sich von selbst, dass alle vorgenannten Einheiten lediglich beispielhaft sind und alle genannten Steuerungssignale auch in Nicht-SI-Einheiten verarbeitet werden können.It goes without saying that all of the aforementioned units are merely exemplary and all said control signals can also be processed in non-SI units.
Einem Funktionsblock
Mittels des Funktionsblocks
- A2
- ... Wirkungsgrad der Gasheizvorrichtung betreffend Brauchwasseraufbereitung
- A2
- ... Efficiency of the gas heater for process water treatment
Im Ergebnis ist es dadurch vorteilhaft möglich, auch den Wirkungsgrad P2 der Gasheizvorrichtung
Die beiden rechnerisch ermittelten Wirkungsgrade können in Zahlenwerten und/oder in Symbolen und/oder wenigstens teilweise sprachbasiert ausgegeben werden.The two computationally determined efficiencies can be output in numerical values and / or in symbols and / or at least partially voice-based.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Zwischenergebnissee Gasheizleistung L, Leistung P1 der Gasheizvorrichtung betreffend Heizwasseraufbereitung und Leistung P2 der Gasheizvorrichtung betreffend Brauchwasseraufbereitung auszugeben.Of course, it is also possible to output the intermediate results Gasheizleistung L, power P1 of the gas heating device for Heizwasseraufbereitung and power P2 of the gas heater for process water treatment.
Im Ergebnis werden dadurch einem Anwender bzw. einem Heizungsanlagen-Errichter Handlungsempfehlungen gegeben, um den Wirkungsgrad der Gasheizvorrichtung
Denkbar ist auf diese Weise auch ein Eingriff in eine witterungsgeführte Regelung der Gasheizvorrichtung
Im Ergebnis ist dadurch eine erhöhte Wirtschaftlichkeit der Gasheizvorrichtung
In einem Schritt
In one
In einem Schritt
In einem Schritt
Die Reihenfolge der Schritte
Vorteilhaft lässt sich das vorgeschlagene Verfahren als eine Software implementieren, die auf einer elektronischen Rechnereinrichtung
Zusammenfassend wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln von Betriebsdaten einer Gasheizungsvorrichtung vorgeschlagen, welche bereits vorhandene Steuerungsdaten bzw. Steuerungssignale der Gasheizvorrichtung nutzt. Auf diese Weise wird eine hilfreiche Zusatzinformation bereitgestellt, der es einem Anwender ermöglicht, die Gasheizvorrichtung optimiert zu betreiben. Eine Abhängigkeit von einer verwendeten Gasart bzw. Gassorte ist auf diese Weise vorteilhaft stark reduziert.In summary, the present invention proposes a method for determining operating data of a gas heating device, which uses already existing control data or control signals of the gas heating device. In this way, helpful additional information is provided which enables a user to operate the gas heating device in an optimized manner. A dependence on a type of gas or gas used is advantageously greatly reduced in this way.
Der Fachmann wird die Merkmale der Erfindung in geeigneter Weise abändern und/oder miteinander kombinieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.One skilled in the art will suitably modify and / or combine the features of the invention without departing from the gist of the invention.
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