DE102021101773A1

DE102021101773A1 - Arrangement and method for testing the tightness of a fuel gas valve

Info

Publication number: DE102021101773A1
Application number: DE102021101773.4A
Authority: DE
Inventors: Jochen Grabe; Klaus Richter; Andreas Reinert; Matthias Hopf; Thomas Badenhop; Bodo Oerder; Ulrich Demandewicz; Michael Paul
Original assignee: Vaillant GmbH
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 2021-01-27
Filing date: 2021-01-27
Publication date: 2022-07-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Prüfung der Dichtigkeit eines ersten Brenngasventils (4), welches von einer Steuer- und Regeleinheit (13) ansteuerbar ist, in einem Heizgerät (1), wobei ein zweites Brenngasventil (5) dem ersten Brenngasventil (4) vorgeschaltet und zwischen beiden ein Prüfvolumen (6) vorhanden ist und wobei ein Drucksensor (7) zur Messung eines Druckes in dem Prüfvolumen (6) vorhanden ist. Insbesondere sind das zweite Brenngasventil (5) und der Drucksensor (7) ebenfalls mit der Steuer- und Regeleinheit (13) verbunden, so dass beide Brenngasventile (4, 5) getrennt von der Steuer- und Regeleinheit (13) ansteuerbar sind und der Drucksensor (7) einen Messwert für den Druck im Prüfvolumen (6) in Abhängigkeit von verschiedenen Stellungen und/oder Abfolgen von Stellungen der Brenngasventile (4, 5) an die Steuer- und Regeleinheit (13) weiterleiten kann. Die vorliegende Erfindung erlaubt es, den Betrieb eines Heizgerätes, insbesondere eines mit Wasserstoff betriebenen Heizgerätes, sicherer und zuverlässiger zu machen, indem ständig eine Dichtigkeitsprüfung eines Brenngasventils (4, 5) möglich ist und bei einer Undichtigkeit eines Brenngasventils (4, 5) geeignete Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden können.

The invention relates to a method and an arrangement for testing the tightness of a first fuel gas valve (4), which can be actuated by a control and regulation unit (13), in a heater (1), with a second fuel gas valve (5) being attached to the first fuel gas valve ( 4) there is a test volume (6) upstream and between the two, and a pressure sensor (7) for measuring a pressure in the test volume (6) is present. In particular, the second fuel gas valve (5) and the pressure sensor (7) are also connected to the control and regulation unit (13), so that both fuel gas valves (4, 5) can be controlled separately from the control and regulation unit (13) and the pressure sensor (7) can forward a measured value for the pressure in the test volume (6) as a function of different positions and/or sequences of positions of the fuel gas valves (4, 5) to the control and regulation unit (13). The present invention makes it possible to make the operation of a heater, in particular a hydrogen-powered heater, safer and more reliable in that a fuel gas valve (4, 5) can be constantly checked for leaks and suitable safety measures can be taken if a fuel gas valve (4, 5) leaks can be met.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Prüfung der Dichtigkeit eines Brenngasventils, insbesondere bei einem mit Wasserstoff oder einem Wasserstoff enthaltenden Brenngas betriebenen Heizgerät.The invention relates to an arrangement and a method for testing the tightness of a fuel gas valve, in particular in the case of a heating device operated with hydrogen or a fuel gas containing hydrogen.

Wasserstoff als Brenngas oder als Beimischung zu Brenngasen wird immer wichtiger, und es werden große Anstrengungen unternommen, neue oder auch existierende Heizgeräte für einen Betrieb damit zu ertüchtigen. Dabei geht es nicht nur um große Anlagen, sondern auch z. B. um Wandgeräte zur Erwärmung von Wasser und generell um Heizgeräte für die Beheizung von Gebäuden und/oder die Bereitstellung von warmem Wasser.Hydrogen as a fuel gas or as an admixture to fuel gases is becoming more and more important, and great efforts are being made to upgrade new or existing heating devices for operation with it. It's not just about large systems, but also e.g. B. to wall units for heating water and generally to heaters for heating buildings and / or the provision of hot water.

Unkontrolliert entweichender Wasserstoff, der sich in einem Heizgerät oder dessen Umgebung gemischt mit Luft ansammelt, stellt eine Gefahr dar, weil eine solche Ansammlung zu einer Explosion führen kann, wenn sie (versehentlich) gezündet wird. Bei Wasserstoff als Brenngas oder Bestandteil eines Brenngases ist die Gefahr größer als bei anderen Brenngasen und zusätzlich entweicht Wasserstoff auch schneller durch kleinste Undichtigkeiten. Besonders kritisch ist in diesem Zusammenhang ein immer benötigtes Brenngasventil, welches zum Betrieb des Heizgerätes geöffnet und zum Abschalten wieder geschlossen wird. Es ist im Allgemeinen so konstruiert, dass eine Undichtigkeit bei geschlossenem Ventil sehr unwahrscheinlich ist. Trotzdem ist nach langjähriger Betriebszeit ein Verschleiß oder eine Beschädigung nicht auszuschließen. Daher ist es wünschenswert, eine Möglichkeit zur Überprüfung der Dichtigkeit dieses Ventils zu haben.Uncontrolled hydrogen that accumulates in or around a heater mixed with air presents a hazard because such accumulation can cause an explosion if (accidentally) ignited. With hydrogen as a fuel gas or as a component of a fuel gas, the danger is greater than with other fuel gases and, in addition, hydrogen escapes more quickly through the smallest of leaks. A fuel gas valve, which is always required and which is opened to operate the heater and closed again to switch it off, is particularly critical in this context. It is generally designed in such a way that with the valve closed, leakage is very unlikely. Nevertheless, wear and tear or damage cannot be ruled out after many years of operation. It is therefore desirable to have a way of checking the tightness of this valve.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme wenigstens teilweise zu lösen und insbesondere die Schaffung einer Anordnung und eines Verfahrens zur Überprüfung der Dichtigkeit eines Brenngasventils und zur Erhöhung der Sicherheit gegenüber Undichtigkeiten in einem Heizgerät, insbesondere in einem mit Wasserstoff oder einem Wasserstoff enthaltenden Brenngas betreibbaren Heizgerät.The object of the present invention is to at least partially solve the problems described with reference to the prior art and in particular to create an arrangement and a method for checking the tightness of a fuel gas valve and for increasing the security against leaks in a heating device, in particular in one with Hydrogen or a hydrogen-containing fuel gas operable heater.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen eine Anordnung und ein Verfahren sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, veranschaulicht die Erfindung und gibt weitere Ausführungsbeispiele an.An arrangement and a method as well as a computer program product according to the independent claims serve to solve this task. Advantageous refinements and developments of the invention are specified in the respective dependent claims. The description, in particular in connection with the drawing, illustrates the invention and specifies further exemplary embodiments.

Bei einer Anordnung zur Prüfung der Dichtigkeit eines ersten Brenngasventils, welches von einer Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar ist, in einem Heizgerät, ist ein zweites Brenngasventil dem ersten Brenngasventil vorgeschaltet und zwischen beiden ein Prüfvolumen vorhanden, wobei ein Drucksensor zur Messung des Druckes in dem Prüfvolumen vorhanden ist.In an arrangement for testing the tightness of a first fuel gas valve, which can be actuated by a control and regulation unit, in a heater, a second fuel gas valve is connected upstream of the first fuel gas valve and there is a test volume between the two, with a pressure sensor for measuring the pressure in the test volume is available.

Eine solche Anordnung erhöht schon allein durch das Vorhandensein von zwei in Serie geschalteten Brenngasventilen die Sicherheit des Heizgerätes, weil bei Versagen eines Brenngasventils immer noch das andere schließt und weiter genutzt werden kann. Darüber hinaus bietet aber das Prüfvolumen zwischen den beiden Brenngasventilen die Möglichkeit, dort den Druck unter verschiedenen Bedingungen zu messen und daraus Schlüsse auf die Dichtigkeit eines oder beider Ventile zu ziehen. Je kleiner das Prüfvolumen, meistens einfach ein Stück Rohrleitung zwischen den beiden Ventilen, desto schneller ist ein Rückschluss möglich. Andererseits kann das zweite Brenngasventil auch ganz am Anfang eines zum Heizgerät führenden Rohrleitungssystems liegen, wodurch auch die Dichtigkeit dieses Teils des Rohrleitungssystems mit in die Überprüfung einbezogen ist. Als einfachste Option kann das zweite Brenngasventil manuell bedienbar sein (z. B. ein einfaches handbetriebenes Ventil zum Öffnen und Schließen), welches bei Wartung der Anlage zur Prüfung der Dichtigkeit des ersten Brenngasventils benutzt wird, wie weiter unten noch detaillierter beschrieben. Dazu kann auch der Drucksensor mit einer einfachen Druckanzeige verbunden sein.Such an arrangement increases the safety of the heater simply because of the presence of two fuel gas valves connected in series, because if one fuel gas valve fails, the other always closes and can continue to be used. In addition, however, the test volume between the two fuel gas valves offers the possibility of measuring the pressure there under various conditions and of drawing conclusions about the tightness of one or both valves. The smaller the test volume, usually just a piece of tubing between the two valves, the quicker it is possible to draw conclusions. On the other hand, the second fuel gas valve can also be located at the very start of a pipe system leading to the heater, which means that the tightness of this part of the pipe system is also included in the check. At its simplest option, the second fuel gas valve may be manually operable (e.g., a simple hand-operated open-close valve) which is used during maintenance of the system to check the integrity of the first fuel gas valve, as described in more detail below. For this purpose, the pressure sensor can also be connected to a simple pressure indicator.

Bevorzugt sind das zweite Brenngasventil und der Drucksensor ebenfalls mit der Steuer- und Regeleinheit verbunden, so dass beide Brenngasventile getrennt von der Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar sind und der Drucksensor den Druck im Prüfvolumen in Abhängigkeit von verschiedenen Ventilstellungen und verschiedenen Abfolgen von Ventilstellungen an die Steuer- und Regeleinheit weiterleiten kann. Dabei ist es von Vorteil, wenn beide Ventile bauartgleich sind, so dass sie beide die gleichen Funktionen erfüllen können, was auch erlaubt, eines immer offen zu halten und nur das jeweils andere zum Betrieb des Heizgerätes zu nutzen. Das zweite Brenngasventil kann aber auch einfacher als das erste Brenngasventil aufgebaut sein und braucht nur zwei Stellungen, nämlich offen und geschlossen zu haben.The second fuel gas valve and the pressure sensor are preferably also connected to the control and regulation unit, so that both fuel gas valves can be controlled separately by the control and regulation unit and the pressure sensor transmits the pressure in the test volume to the control as a function of different valve positions and different sequences of valve positions - and control unit can forward. It is advantageous if both valves are of the same design, so that they can both perform the same functions, which also allows one to always be kept open and only the other to be used to operate the heater. However, the second fuel gas valve can also be constructed more simply than the first fuel gas valve and only needs to have two positions, namely open and closed.

Das zweite Brenngasventil kann in einer besonderen Ausführungsform auch außerhalb des Heizgerätes angeordnet sein, wodurch es bei Störungen direkt zugänglich ist und beispielsweise auch eine Zuleitung zu dem Heizgerät mit in das Prüfvolumen einschließen kann.In a special embodiment, the second fuel gas valve can also be arranged outside of the heater, which means that it is directly accessible in the event of a fault and, for example, can also include a supply line to the heater in the test volume.

In einer bevorzugten Anordnung wird das Prüfvolumen durch ein Rohrleitungssystem, im einfachsten Fall ein Rohrstück, zwischen den beiden Brenngasventilen gebildet, an dem der Drucksensor an geeigneter Stelle angeordnet ist.In a preferred arrangement, the test volume is formed by a pipe system, in the simplest case a piece of pipe, between the two fuel gas valves, on which the pressure sensor is arranged at a suitable point.

Bei dem hier vorgeschlagenen Verfahren, insbesondere zum Betrieb einer hier vorgestellten Anordnung, sind ein erstes Brenngasventil und ein zweites Brenngasventil hintereinander (in Serie geschaltet) in einer Brenngaszuleitung eines Heizgerätes mit einem dazwischen liegenden Prüfvolumen angeordnet, wobei die Brenngasventile zum Öffnen und/oder zum Schließen einer Brenngaszufuhr des Heizgerätes einzeln in unterschiedlicher Reihenfolge betätigt werden und der Druck und/oder sein zeitlicher Verlauf in Abhängigkeit von der Reihenfolge der Betätigung beobachtet wird. Dies erlaubt es, das dichte Schließen beider Ventile zu prüfen.In the method proposed here, in particular for operating an arrangement presented here, a first fuel gas valve and a second fuel gas valve are arranged one behind the other (connected in series) in a fuel gas supply line of a heater with a test volume in between, the fuel gas valves being used to open and/or to close a fuel gas supply of the heater can be actuated individually in a different order and the pressure and/or its progression over time is observed as a function of the order of actuation. This allows to check the tight closing of both valves.

Bevorzugt steuert eine Steuer- und Regeleinheit des Heizgerätes die beiden Ventile an, beobachtet den Druckverlauf am Drucksensor und wertet ihn aus.A control and regulation unit of the heater preferably controls the two valves, monitors the pressure profile at the pressure sensor and evaluates it.

Bei einer festgestellten Undichtigkeit wird bevorzugt eine Warnmeldung , z. B. auf einer Anzeige oder auch über Kommunikationsmittel bei einer Zentrale, ausgelöst und/oder beide Ventile werden zunächst zumindest bis zu einer Überprüfung geschlossen. Dies ist aus Sicherheitsgründen sinnvoll, insbesondere wenn eine Undichtigkeit des Prüfvolumens nicht ausgeschlossen werden kann. Wird bei einer Wartung oder Überprüfung tatsächlich nur eine (geringe) Undichtigkeit eines der beiden Ventile (insbesondere des zweiten Brenngasventils) festgestellt, so ist ein gefahrloser weiterer Betrieb bis zu einem Ersatz des undichten Ventils möglich. Das undichte Ventil kann einfach weiter genutzt werden. Die Sicherheit der Anlage ist dann immer noch höher als bei nur einem Brenngasventil. Unter Umständen, insbesondere wenn es sich um zwei gleiche Ventile handelt, kann das undichte Ventil auch für eine Übergangszeit dauerhaft geöffnet und der Betrieb des Heizgerätes mit dem anderen weitergeführt werden. Ein sicherer Betrieb wie bei herkömmlichen Anlagen mit einem Brenngasventil, allerdings ohne Dichtigkeitsprüfung, ist dann immer noch möglich.If a leak is detected, a warning message, e.g. B. on a display or via means of communication at a control center, triggered and / or both valves are initially closed at least until a check. This makes sense for safety reasons, especially if a leak in the test volume cannot be ruled out. If only a (slight) leak in one of the two valves (in particular the second fuel gas valve) is found during maintenance or inspection, safe further operation is possible until the leaking valve is replaced. The leaking valve can simply continue to be used. The safety of the system is then still higher than with just one fuel gas valve. Under certain circumstances, especially if two valves are the same, the leaky valve can also be opened permanently for a transitional period and the operation of the heater can be continued with the other. Safe operation as with conventional systems with a fuel gas valve, but without a leak test, is then still possible.

Eine einfache Prüfung ist es, eine Undichtigkeit mindestens eines der beiden Ventile anhand einer Druckänderung im Prüfvolumen bei geschlossenem erstem und zweitem Brenngasventil zu erkennen. Bei einem dichten System bleibt der Druck in dieser Situation konstant. Fällt er ab, so ist das erste Brenngasventil undicht, steigt er an, so ist das zweite Brenngasventil undicht. Diese einfache Überprüfung ist aber nicht in jeder Situation aussagekräftig und sollte durch weitere Messungen ergänzt werden.A simple test is to detect a leak in at least one of the two valves based on a pressure change in the test volume when the first and second fuel gas valves are closed. In a tight system, the pressure remains constant in this situation. If it drops, the first fuel gas valve is leaking; if it rises, the second fuel gas valve is leaking. However, this simple check is not meaningful in every situation and should be supplemented by further measurements.

Dazu wird bevorzugt ein Prüfzyklus durchgeführt, der einen oder mehrere der folgenden Schritte enthält, bei denen jeweils der Druck im Prüfvolumen beobachtet wird:

a. Öffnen des ersten Brenngasventils bei geschlossenem zweiten Brenngasventil;
b. Öffnen des zweiten Brenngasventils bei geschlossenem ersten Brenngasventil;
c. Schließen des ersten Brenngasventils bei geöffnetem zweiten Brenngasventil und danach Schließen des zweiten Brenngasventils;
d. Schließen des zweiten Brenngasventils bei geöffnetem ersten Brenngasventil und danach Schließen des ersten Brenngasventils.

For this purpose, a test cycle is preferably carried out that contains one or more of the following steps, in each of which the pressure in the test volume is observed:

a. opening the first fuel gas valve with the second fuel gas valve closed;
b. opening the second fuel gas valve with the first fuel gas valve closed;
c. Closing the first fuel gas valve with the second fuel gas valve open and then closing the second fuel gas valve;
i.e. Closing the second fuel gas valve when the first fuel gas valve is open and then closing the first fuel gas valve.

Bei der ersten Maßnahme sollte sich im Prüfvolumen und damit am Drucksensor der Atmosphärendruck einstellen, oder ein niedrigerer Druck, falls ein Gebläse an dem Heizgerät läuft. Schließt man in dieser Situation das erste Brenngasventil wieder, so bleibt der Druck im Prüfvolumen konstant, sofern das zweite Brenngasventil dicht ist. Steigt der Druck an, so ist das zweite Brenngasventil undicht und lässt Brenngas aus einem Versorgungsnetz, welches einen höheren Druck als Atmosphärendruck hat, in das Prüfvolumen eindringen.In the first measure, the atmospheric pressure should set in in the test volume and thus on the pressure sensor, or a lower pressure if a fan is running on the heater. If the first fuel gas valve is closed again in this situation, the pressure in the test volume remains constant as long as the second fuel gas valve is tight. If the pressure rises, the second fuel gas valve is leaking and allows fuel gas from a supply network, which has a higher pressure than atmospheric pressure, to penetrate into the test volume.

Öffnet man, wenn der Druck konstant bleibt, das zweite Brenngasventil, so stellt sich in dem Prüfvolumen der Druck des Versorgungsnetzes bzw. ein durch einen Druckminderer eingestellter Druck ein, z. b. 20 mbar [Millibar] über Atmosphärendruck. Dieser bleibt auch etwa gleich, wenn das erste Brenngasventil wieder geöffnet wird.If the second fuel gas valve is opened when the pressure remains constant, the pressure of the supply network or a pressure set by a pressure reducer, e.g. b. 20 mbar [millibar] above atmospheric pressure. This also remains approximately the same when the first fuel gas valve is opened again.

Schließt man dann das erste Brenngasventil und danach das zweite Brenngasventil, so sollte danach auch wieder der Druck konstant bleiben, aber auf dem erhöhten Niveau des Versorgungsnetzes (bzw. des geminderten Druckes des Versorgungsnetzes). Fällt der Druck jedoch ab, so bedeutet dies, dass das erste Brenngasventil undicht ist.If you then close the first fuel gas valve and then the second fuel gas valve, the pressure should then remain constant again, but at the increased level of the supply network (or the reduced pressure of the supply network). However, if the pressure drops, this means that the first fuel gas valve is leaking.

Man kann also mit der Vorrichtung und allen oder einigen Schritten aus dem beschriebenen Zyklus beide Ventile auf Dichtheit überprüfen, wobei man allerdings nicht immer eine Undichtigkeit an anderer Stelle des Prüfvolumens nicht von einer Undichtigkeit des ersten Brenngasventils unterscheiden kann, weshalb es günstig ist, das Prüfvolumen und den Drucksensor besonders robust und wenig störanfällig auszulegen. Die Aussage, dass beide Ventile dicht sind, schließt aber die Dichtigkeit des Prüfvolumens mit ein.You can use the device and all or some of the steps from the cycle described to check both valves for leaks, although it is not always possible to distinguish a leak at another point in the test volume from a leak in the first fuel gas valve, which is why it is convenient to use the test volume and to design the pressure sensor to be particularly robust and less susceptible to faults. However, the statement that both valves are tight also includes the tightness of the test volume.

Ein weiterer Aspekt betrifft auch ein Computerprogramprodukt umfassend Befehle, die bewirken, dass die beschriebene Anordnung das beschriebene Verfahren ausführt. Die Auswertung der vom Sensor gemessenen Daten und deren weitere Verwendung im Heizgerät benötigen ein Programm und Daten für die Steuerung des Heizgerätes, wobei beides gelegentlich aktualisiert werden muss.Another aspect also relates to a computer program product comprising instructions that cause the arrangement described to performs the procedure described. The evaluation of the data measured by the sensor and their further use in the heater require a program and data for controlling the heater, both of which must be updated from time to time.

Die Erläuterungen zum Verfahren können zur näheren Charakterisierung der Anordnung herangezogen werden, und umgekehrt. Die Anordnung kann auch so eingerichtet sein, dass damit das Verfahren durchgeführt wird. Das Verfahren kann auch mit einer hier vorgeschlagenen Anordnung durchgeführt werden.The explanations for the method can be used for a more detailed characterization of the arrangement, and vice versa. The arrangement can also be set up in such a way that the method is carried out with it. The method can also be carried out with an arrangement proposed here.

Ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung, auf das diese jedoch nicht beschränkt ist, und die Funktionsweise des Verfahrens werden nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es stellt dar:

1: ein Heizgerät mit einem Sicherheitssystem.

A schematic embodiment of the invention, to which it is not limited, and the mode of operation of the method will now be explained in more detail with reference to the drawing. It shows:

1 : a heater with a security system.

1 zeigt schematisch ein Heizgerät 1, welches insbesondere mit Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Brenngas betreibbar ist. Das Brenngas wird aus einer Brenngasversorgung 2 bereitgestellt, im Allgemeinen aus einem Versorgungsnetz, dessen Druck durch einen Druckminderer auf z. B. etwa 20 mbar Überdruck herabgesetzt ist. Über eine Brenngaszuleitung 3 gelangt das Brenngas in einen Luftstrom, der von einem Gebläse 9 erzeugt wird, das Luft von einem Lufteinlass 8 ansaugt. Das entstehende Gemisch aus Luft und Brenngas wird einem Brenner 10 zugeführt und in einem Verbrennungsraum 11 verbrannt. Entstehende Verbrennungsgase werden über eine Abgasanlage 12 abgeführt. 1 shows schematically a heater 1, which can be operated in particular with hydrogen or a hydrogen-containing fuel gas. The fuel gas is provided from a fuel gas supply 2, generally from a supply network, the pressure of which is adjusted to z. B. about 20 mbar overpressure is reduced. Via a fuel gas supply line 3 , the fuel gas enters an air flow that is generated by a fan 9 that draws in air from an air inlet 8 . The resulting mixture of air and fuel gas is fed to a burner 10 and burned in a combustion chamber 11 . Combustion gases that arise are discharged via an exhaust system 12 .

In der Brenngaszuleitung sind hintereinander ein erstes Brenngasventil 4 und ein zweites Brenngasventil 5 angeordnet, die vorzugsweise baugleich sind. Zwischen den beiden Ventilen 4, 5 liegt ein Prüfvolumen 6, welches im einfachsten Fall durch den Innenraum eines die beiden Ventile 4, 5 verbindenden Rohrleitungssystems 15 (im einfachsten Fall ein kurzes Rohrstück mit zwei Flanschen oder Verbindungsnähten) gebildet wird. Ein Drucksensor 7 dient zur Messung des Druckes in dem Prüfvolumen 6. Der Drucksensor 7 steht über eine Messleitung 16 mit einer Steuer- und Regeleinheit 13 in Verbindung, die seine Messsignale auswertet und bei Bedarf eine Anzeige 14, z. B. mit einer Warnmeldung, ansteuert. Auch die Ventile 4, 5 stehen über Steuerleitungen 17 mit der Steuer- und Regeleinheit 13 in Verbindung, die die Ventile 4, 5 öffnen und schließen kann.In the fuel gas supply line, a first fuel gas valve 4 and a second fuel gas valve 5 are arranged one behind the other, which are preferably identical in construction. Between the two valves 4, 5 there is a test volume 6, which in the simplest case is formed by the interior of a pipe system 15 connecting the two valves 4, 5 (in the simplest case a short piece of pipe with two flanges or connecting seams). A pressure sensor 7 is used to measure the pressure in the test volume 6. The pressure sensor 7 is connected via a measuring line 16 to a control and regulation unit 13, which evaluates its measuring signals and, if necessary, displays a display 14, e.g. B. with a warning message controls. The valves 4, 5 are also connected via control lines 17 to the control and regulation unit 13, which can open and close the valves 4, 5.

Je nach Sicherheitsphilosophie kann beim Betrieb des Heizgerätes 1 das zweite Brenngasventil 5 immer geöffnet sein, so dass das Heizgerät 1 mit dem ersten Brenngasventil 4 wie üblich geregelt wird, wobei das zweite Brenngasventil 5 nur gelegentlich (z. B. periodisch oder bei Bedarf) zur Dichtigkeitsprüfung eingesetzt wird. Sicherer ist es jedoch, das erste 4 und das zweite 5 Brenngasventil zumindest beim Starten des Heizgerätes 1 und beim Beenden der Brenngaszufuhr zusammen einzusetzen, und zwar so, dass dabei zumindest ein Teil der beschriebenen Dichtigkeitsprüfungen durchgeführt werden kann. Dazu ist es besonders günstig, wenn das erste 4 und das zweite 5 Brenngasventil bei zwei Vorgängen zum Beenden der Brenngaszufuhr abwechselnd in unterschiedlicher Reihenfolge geschlossen werden. Dann ist in den Pausen während zwei Heizvorgängen abwechselnd die Prüfung der Dichtigkeit des ersten 4 und des zweiten 5 Brenngasventils möglich. Wird eine Undichtigkeit eines der Ventile 4, 5 erkannt, ist trotzdem ein sicherer Betrieb weiter möglich, da das andere Ventil 4, 5 zum sicheren Einschluss des Brenngases ausreicht. Es sollte dann aber eine Warnmeldung und eine zeitnahe Wartung (Reparieren oder Auswechseln des undichten Ventils) erfolgen.Depending on the safety philosophy, the second fuel gas valve 5 can always be open when the heater 1 is in operation, so that the heater 1 is controlled as usual with the first fuel gas valve 4, with the second fuel gas valve 5 only being opened occasionally (e.g. periodically or when required). leak test is used. However, it is safer to use the first 4 and the second 5 fuel gas valve together at least when starting the heater 1 and ending the supply of fuel gas, in such a way that at least some of the leak tests described can be carried out. For this purpose, it is particularly favorable if the first 4 and the second 5 fuel gas valve are closed alternately in different sequences during two processes for ending the supply of fuel gas. It is then possible to check the tightness of the first 4 and the second 5 fuel gas valve alternately during the breaks during two heating processes. If a leak in one of the valves 4, 5 is detected, safe operation is still possible, since the other valve 4, 5 is sufficient to reliably contain the fuel gas. However, a warning should then be given and prompt maintenance (repairing or replacing the leaking valve).

Die vorliegende Erfindung erlaubt es, den Betrieb eines Heizgerätes 1, insbesondere eines mit Wasserstoff betriebenen Heizgerätes, sicherer und zuverlässiger zu machen, indem ständig eine Dichtigkeitsprüfung eines Brenngasventils 4, 5 möglich ist und bei einer Undichtigkeit eines Brenngasventils 4, 5 geeignete Sicherheitsmaßahmen getroffen werden können.The present invention makes it possible to make the operation of a heater 1, in particular a hydrogen-operated heater, safer and more reliable in that a fuel gas valve 4, 5 can be constantly checked for leaks and suitable safety measures can be taken in the event of a leak in a fuel gas valve 4, 5 .

BezugszeichenlisteReference List

11: Heizgerätheater
22: Brenngasversorgungfuel gas supply
33: Brenngaszuleitungfuel gas supply line
44: Erstes BrenngasventilFirst fuel gas valve
55: Zweites BrenngasventilSecond fuel gas valve
66: Prüfvolumentest volume
77: Drucksensorpressure sensor
88th: Lufteinlassair intake
99: Gebläsefan
1010: Brennerburner
1111: Verbrennungsraumcombustion chamber
1212: Abgasanlageexhaust system
1313: Steuer- und Regeleinheitcontrol and regulation unit
1414: Anzeigeadvertisement
1515: Rohrleitungssystempiping system
1616: MessleitungMeasurement line
1717: Steuerleitungencontrol lines

Claims

Arrangement for testing the tightness of a first fuel gas valve (4), which can be controlled by a control and regulation unit (13), in a heater (1), a second fuel gas valve (5) being connected upstream of the first fuel gas valve (4) and between the two Test volume (6) is present and a pressure sensor (7) for measuring a pressure in the test volume (6) is present.

arrangement according to claim 1 , the second fuel gas valve (5) and the pressure sensor (7) also being connected to the control and regulation unit (13), so that both fuel gas valves (4, 5) can be controlled separately from the control and regulation unit (13) and the Pressure sensor (7) can forward a measured value for the pressure in the test volume (6) depending on different positions and/or sequences of positions of the fuel gas valves (4, 5) to the control and regulation unit (13).

Arrangement according to one of Claims 1 or 2 , wherein the second fuel gas valve (5) outside of the heater (1) is arranged.

Arrangement according to one of the preceding claims, in which the test volume (6) is formed by a pipe system (15) between the two fuel gas valves (4, 5).

Method, in particular for operating an arrangement according to one of Claims 1 until 4 , wherein a first fuel gas valve (4) and a second fuel gas valve (5), which are arranged one behind the other in a fuel gas supply line (3) of a heater (1) with a test volume (6) in between, the fuel gas valves (4, 5) being able to open and/or to close the fuel gas supply line (3) of the heater (1) are actuated individually in a different order and the pressure in the test volume (6) and/or its progression over time is observed with a pressure sensor (7) depending on the order of actuation becomes.

procedure after claim 5 , wherein a control and regulation unit (13) of the heater (1) controls the two valves (4, 5) and monitors and evaluates the pressure profile at the pressure sensor (7).

Procedure according to one of Claims 5 or 6 If a leak is detected, a warning message is triggered and/or both valves (4, 5) are initially closed at least until a check is made.

Procedure according to one of Claims 5 until 7 A leak in at least one of the two valves (4, 5) is detected by a pressure change in the test volume (6) when the first (4) and second (5) fuel gas valve is closed.

Procedure according to one of Claims 5 until 8th , wherein a test cycle is carried out, which contains one or more of the following steps, in each of which the pressure in the test volume (6) is observed: a. Opening the first fuel gas valve (4) when the second fuel gas valve (5) is closed; b. Opening the second fuel gas valve (5) when the first fuel gas valve (4) is closed; c. Closing the first fuel gas valve (4) when the second fuel gas valve (5) is open and then closing the second fuel gas valve (5); i.e. Closing the second fuel gas valve (5) when the first fuel gas valve (4) is open and then closing the first fuel gas valve (4).

Computer program product comprising instructions that cause the arrangement according to any one of claims 2 until 4 the procedure according to one of the Claims 5 until 9 executes