DE102022134692A1 - Method and monitoring device for determining energy deficits in the operation of a heating system and their influence on efficiency, pollutant emissions and CO2 emissions - Google Patents

Method and monitoring device for determining energy deficits in the operation of a heating system and their influence on efficiency, pollutant emissions and CO2 emissions Download PDF

Info

Publication number
DE102022134692A1
DE102022134692A1 DE102022134692.7A DE102022134692A DE102022134692A1 DE 102022134692 A1 DE102022134692 A1 DE 102022134692A1 DE 102022134692 A DE102022134692 A DE 102022134692A DE 102022134692 A1 DE102022134692 A1 DE 102022134692A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heating system
data
heating
monitoring device
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022134692.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Krämer
Klaus Spies
Hans Henrik Blatzheim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Energypool Tec Ag
Original Assignee
Energypool Tec Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Energypool Tec Ag filed Critical Energypool Tec Ag
Priority to DE102022134692.7A priority Critical patent/DE102022134692A1/en
Priority to PCT/EP2023/087786 priority patent/WO2024133963A1/en
Publication of DE102022134692A1 publication Critical patent/DE102022134692A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1048Counting of energy consumption
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/10Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/104Inspection; Diagnosis; Trial operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/10Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/144Measuring or calculating energy consumption
    • F24H15/148Assessing the current energy consumption
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/212Temperature of the water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/40Control of fluid heaters characterised by the type of controllers
    • F24H15/414Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • F24D19/1081Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water counting of energy consumption
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/10Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/156Reducing the quantity of energy consumed; Increasing efficiency
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/212Temperature of the water
    • F24H15/215Temperature of the water before heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/212Temperature of the water
    • F24H15/219Temperature of the water after heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/262Weather information or forecast
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/273Address or location

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Ermittlung energetischer Defizite eines Betriebs einer Heizungsanlage, weist die Schritte auf:a) Erfassen von Betriebsdaten der Heizungsanlage über die Zeit;b) Speichern der erfassten Betriebsdaten in einer Datenspeichereinrichtung;c) Vergleichen der erfassten und/oder gespeicherten Betriebsdaten mit Referenzdaten zur Ermittlung von Abweichungen, die eine Ineffizienz der Heizungsanlage indizieren. Eine Überwachungsvorrichtung zur Ermittlung einer Fehldimensionierung einer Heizungsanlage, aufweisend eine Verarbeitungseinrichtung, eine Datenspeichereinrichtung und eine mit der Verarbeitungseinrichtung verbundene Sensoreinrichtung, wobeidie Sensoreinrichtung zur Anordnung an einem Aggregat der Heizungsanlage und/oder an einer Steuerleitung des Aggregats, und zur Erkennung einer Aktivierung des Aggregats ausgebildet ist,die Verarbeitungseinrichtung zur Erfassung des erkannten Aktivierung und zum Abspeichern und/oder Aktualisieren wenigstens eines Datensatzes betreffend Eigenschaften der Aktivierung in der Datenspeichereinrichtung eingerichtet ist.A method for determining energy deficits in the operation of a heating system, comprising the steps of: a) recording operating data of the heating system over time; b) storing the recorded operating data in a data storage device; c) comparing the recorded and/or stored operating data with reference data to determine deviations that indicate inefficiency of the heating system. A monitoring device for determining incorrect dimensioning of a heating system, comprising a processing device, a data storage device and a sensor device connected to the processing device, wherein the sensor device is designed to be arranged on a unit of the heating system and/or on a control line of the unit and to detect activation of the unit, the processing device is set up to record the detected activation and to store and/or update at least one data set relating to properties of the activation in the data storage device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung energetischer Defizite eines Betriebs einer Heizungsanlage sowie eine Überwachungsvorrichtung dafür.The invention relates to a method for determining energy deficits in the operation of a heating system and a monitoring device therefor.

Heizungsanlagen werden in Deutschland einer turnusgemäßen jährlichen Prüfung unterzogen, bei der insbesondere ein Schadstoffanteil im Abgas der Brennereinrichtung gemessen wird. Bei mit Gas oder Öl betriebenen Heizungsanlagen werden bei einem Brennerstart zunächst in einem Startzustand vorbereitende Vorgänge angestoßen, beispielsweise ein Vorspülen der Brennkammer. Nach Zündung geht der Brenner in einen Aufheizzustand über, in dem er zunächst ineffizient arbeitet und beispielsweise Wärmeverluste aus dem Startzustand kompensiert. Erst danach tritt der Brenner in einen stabilen Betriebszustand ein, in dem er seine maximale Effizienz erreichen kann. Die Messung des Schadstoffanteils findet 2-3 Minuten nach dem Start der Brennereinrichtung während dieses stabilen Betriebszustands statt. Moderne Heizungsanlagen sind mittlerweile technisch so weit entwickelt, dass sie im Betriebszustand höchst effizient arbeiten.Heating systems in Germany are subjected to a regular annual test, during which the proportion of pollutants in the exhaust gas from the burner is measured. In heating systems that run on gas or oil, preparatory processes are initially initiated in a start-up state when the burner is started, such as pre-purging the combustion chamber. After ignition, the burner goes into a heating state in which it initially works inefficiently and, for example, compensates for heat losses from the start-up state. Only then does the burner enter a stable operating state in which it can reach its maximum efficiency. The proportion of pollutants is measured 2-3 minutes after the burner is started during this stable operating state. Modern heating systems are now technically so advanced that they work extremely efficiently in operating state.

Aus dem gemessenen Schadstoffanteil im Abgas der Brennereinrichtung wird eine Effizienz des Verbrennungsvorgangs abgeleitet, die beispielsweise auch dem Kunden mitgeteilt wird. Dies ist jedoch nicht die tatsächliche Effizienz der Heizung oder der Heizungsanlage insgesamt, sondern lediglich die Effizienz des Verbrennungsvorgangs im Betriebszustand.The efficiency of the combustion process is derived from the measured pollutant content in the exhaust gas of the burner system, which is also communicated to the customer, for example. However, this is not the actual efficiency of the heating system or the heating system as a whole, but merely the efficiency of the combustion process in operating mode.

Bekannte Verfahren zur Messung der Energieeffizienz der gesamten Heizungsanlage setzen den Einbau von Energiezählern an verschiedenen Stellen der Heizungsanlage voraus. Beispielsweise wird die Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur erfasst, sowie die durch den Heizkreislauf fließende Flüssigkeitsmenge. Dazu wird erfasst, wie viel Brennstoff durch die Brennereinrichtung verbraucht wurde und daraus dann berechnet, welcher Anteil der bereitgestellten Primärenergie tatsächlich als Wärme in den Heizkreis abgegeben wurde.Known methods for measuring the energy efficiency of the entire heating system require the installation of energy meters at various points in the heating system. For example, the difference between the flow and return temperatures is recorded, as well as the amount of liquid flowing through the heating circuit. To do this, it is recorded how much fuel was consumed by the burner device and then calculated what proportion of the primary energy provided was actually released as heat into the heating circuit.

Dieser Vorgang ist komplex und kann, beispielsweise auch wegen notwendiger Sicherheitsvorschriften, nur von Fachpersonal durchgeführt werden. Dies ergibt sich beispielsweise daraus, dass Steuerleitungen und/oder Versorgungsleitungen der Heizungsanlage geöffnet werden müssen, um die notwendigen Sensoren und Durchlaufzähler anzubringen. Darüber hinaus erlaubt dieses Verfahren lediglich, eine Energiebilanz des Gesamtsystems zu ermitteln, jedoch nicht, einen durch die Steuerung der Heizungsanlage bewirkten ineffizienten Betrieb zu erkennen.This process is complex and can only be carried out by qualified personnel, for example due to necessary safety regulations. This is due, for example, to the fact that control lines and/or supply lines of the heating system must be opened in order to install the necessary sensors and flow meters. In addition, this method only allows an energy balance of the entire system to be determined, but not to detect inefficient operation caused by the control of the heating system.

Dadurch, dass eine Messung der Energieeffizienz der gesamten Heizungsanlage sehr aufwändig ist, fällt vielen Heizungsbesitzern nicht auf, dass ihre Heizungsanlage falsch konfiguriert und/oder dimensioniert, insbesondere überdimensioniert ist, und sie dadurch nicht effizient arbeitet.Because measuring the energy efficiency of the entire heating system is very time-consuming, many heating system owners do not notice that their heating system is incorrectly configured and/or dimensioned, in particular over-dimensioned, and therefore does not work efficiently.

Vor diesem Hintergrund hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Fehldimensionierung eine Heizungsanlage vorzuschlagen, wobei das Verfahren und die Vorrichtung durch einen Endanwender ohne Vorkenntnisse einfach anwendbar sind.Against this background, the present invention has the object of proposing a method and a device for determining incorrect dimensioning of a heating system, wherein the method and the device can be easily applied by an end user without prior knowledge.

Zur Steuerung der Energienutzung und zur Verringerung des Schadstoffausstoßes wird darüber hinaus eine breite Erfassung der Effizienz von Heizungsanlagen gewünscht, um einen Anreiz, z.B. eine Veränderung der Abgaben- und Steuerlast, für die Optimierung möglichst vieler Heizungsanlagen einfach steuern zu können.In order to control energy use and reduce pollutant emissions, a broad recording of the efficiency of heating systems is also desired in order to be able to easily control an incentive, e.g. a change in the duty and tax burden, for the optimization of as many heating systems as possible.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und eine Überwachungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 5 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is achieved by a method according to patent claim 1 and a monitoring device according to patent claim 5. Further advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Zur Lösung der Aufgabe weist ein Verfahren zur Ermittlung energetischer Defizite eines Betriebs einer Heizungsanlage die Schritte auf: a) Erfassen von Betriebsdaten der Heizungsanlage über die Zeit; b) Speichern der erfassten Betriebsdaten in einer Datenspeichereinrichtung; c) Vergleichen der erfassten und/oder gespeicherten Betriebsdaten mit Referenzdaten zur Ermittlung von Abweichungen, die eine Ineffizienz der Heizungsanlage indizieren.To solve the problem, a method for determining energy deficits in the operation of a heating system comprises the following steps: a) recording operating data of the heating system over time; b) storing the recorded operating data in a data storage device; c) comparing the recorded and/or stored operating data with reference data to determine deviations that indicate an inefficiency of the heating system.

Jede Heizungsanlage weist Betriebsdaten auf, bei denen sie besonders effizient arbeitet. Wenn sich Abweichungen von Idealwerten oder Referenzdaten dieser Betriebsdaten ergeben, dann wird die Heizungsanlage nicht effizient betrieben. Sofern die Defizite nicht auf der Seite der Steuerung liegen, deuten sie auf eine Fehldimensionierung der Heizungsanlage hin. Referenzdaten sind beispielsweise in Form von Messreihen an Heizungsanlagen verfügbar oder können durch Berechnung, beispielsweise aus Wetterdaten, einfach ermittelt werden.Every heating system has operating data that makes it particularly efficient. If there are deviations from ideal values or reference data for these operating data, then the heating system is not being operated efficiently. If the deficits are not on the control side, they indicate that the heating system is incorrectly dimensioned. Reference data is available, for example, in the form of series of measurements on heating systems or can be easily determined by calculation, for example from weather data.

Deren Übereinstimmung mit den gemessenen Betriebsdaten zeigt einen besonders effizienten und deren Abweichen von den gemessenen Betriebsdaten zeigt einen ineffizienten Heizvorgang an.Their agreement with the measured operating data indicates a particularly efficient heating process and their deviation from the measured operating data indicates an inefficient heating process.

In einigen Ausführungsformen werden zur Erfassung der Daten in Schritt a) einer oder mehrere der folgenden Betriebsparameter der Heizungsanlage erfasst: Eine Anzahl von Anlagenstarts innerhalb eines wiederkehrenden Zeitraums, eine Betriebsdauer der Anlage innerhalb wiederkehrender Zeiträume, ein Datum und/oder eine Uhrzeit eines Anlagenstarts, eine Betriebsdauer der Anlage nach jedem Anlagenstart, eine Gesamtbetriebsdauer der Heizungsanlage über einen wiederkehrenden Zeitraum.In some embodiments, one or more of the following operating parameters of the heating system are recorded to collect the data in step a): A number of system starts within within a recurring period, an operating time of the system within recurring periods, a date and/or time of a system start, an operating time of the system after each system start, a total operating time of the heating system over a recurring period.

Bei einer überdimensionierten Heizungsanlage wird das beim Brennerstart existierende Heizziel bereits erreicht, während der Brenner noch in der ineffizienten Startphase betrieben wird oder kurz nach Erreichen einer stabilen Brennerphase, dem stabilen Betriebszustand. Im Vergleich zu einem recht kurzen Betrieb in dem effizienten Betriebszustandfällt also durch den Brennerstart die gesamte ineffiziente Aufheizphase mit ihrem erhöhten Schadstoffausstoß an. Somit ist der tatsächlich zum Heizen verwendete Anteil der Primärenergie, sei es Gas oder Öl, im Vergleich zu einer korrekt dimensionierten und/oder konfigurierten Heizungsanlage gering. Es wird viel Energie verschwendet und unnötig Schadstoffe ausgestoßen.In an oversized heating system, the heating target that exists when the burner starts is already reached while the burner is still operating in the inefficient start-up phase or shortly after reaching a stable burner phase, the stable operating state. In comparison to a relatively short operation in the efficient operating state, the entire inefficient heating phase with its increased pollutant emissions occurs when the burner starts. This means that the proportion of primary energy actually used for heating, be it gas or oil, is small compared to a correctly dimensioned and/or configured heating system. A lot of energy is wasted and pollutants are emitted unnecessarily.

Durch die Erfassung dieser Daten wird also ermöglicht, die tatsächliche Effizienz der Heizungsanlage im Heizungsbetrieb zu ermitteln und Optimierungen dafür vorzuschlagen.By collecting this data, it is possible to determine the actual efficiency of the heating system during heating operation and to suggest optimization measures.

In einigen Ausführungsformen wird in Schritt c) die Anzahl der Anlagenstarts über einen Zeitraum von einem Jahr mit Referenzwerten für die Anzahl der Anlagenstarts über den Zeitraum von einem Jahr verglichen.In some embodiments, in step c), the number of plant starts over a period of one year is compared with reference values for the number of plant starts over the period of one year.

Wenn die Zahl der Anlagenstarts zu weit von dem Referenzwert entfernt ist, so deutet dies auf eine Fehlkonfiguration und/oder Fehldimensionierung hin.If the number of plant starts is too far from the reference value, this indicates a misconfiguration and/or incorrect dimensioning.

In einigen Ausführungsformen werden in Schritt c) die Anzahl der Anlagenstarts eines Kalendertages mit einem aufgrund langjähriger durchschnittlicher Wetterdaten ermittelten Referenzwert verglichen.In some embodiments, in step c), the number of plant starts on a calendar day is compared with a reference value determined based on long-term average weather data.

Das Wetter hat einen starken Einfluss auf die an jedem Tag benötigte Heizenergie. Startet die Heizungsanlage öfter als es das Wetter erwarten lässt, dann deutet dies auf eine Fehlkonfiguration und/oder Fehldimensionierung der Heizungsanlage hin.The weather has a strong influence on the heating energy required on any given day. If the heating system starts more often than the weather would suggest, this indicates that the heating system is incorrectly configured and/or incorrectly dimensioned.

Die Aufgabe wird darüber hinaus durch eine Überwachungsvorrichtung zur Ermittlung energetischer Defizite eines Betriebs einer Heizungsanlage gelöst, die eine Verarbeitungseinrichtung, eine Datenspeichereinrichtung und eine mit der Verarbeitungseinrichtung verbundene Sensoreinrichtung aufweisen, wobei die Sensoreinrichtung zur Anordnung an einem Aggregat der Heizungsanlage und/oder an einer Steuerleitung des Aggregats, und zur Erkennung einer Aktivierung des Aggregats ausgebildet ist, die Verarbeitungseinrichtung zur Erfassung der erkannten Aktivierung und zum Abspeichern und/oder Aktualisieren wenigstens eines Datensatzes betreffend Eigenschaften der Aktivierung in der Datenspeichereinrichtung eingerichtet ist.The object is further achieved by a monitoring device for determining energy deficits in the operation of a heating system, which has a processing device, a data storage device and a sensor device connected to the processing device, wherein the sensor device is designed to be arranged on a unit of the heating system and/or on a control line of the unit and to detect an activation of the unit, the processing device is set up to record the detected activation and to store and/or update at least one data set relating to properties of the activation in the data storage device.

Durch die Anordnung an einem Aggregat der Heizungsanlage ist es nicht notwendig, für die Installation der Sensoreinrichtung Leitungen der Heizungsanlage aufzutrennen. Daher lässt sich die Installation der Überwachungsvorrichtung problemlos durch einen Endanwender durchführen. Auch eine neue Zertifizierung der Heizungsanlage ist nach Anbringen der Überwachungsvorrichtung nicht notwendig.Because it is installed on a heating system unit, it is not necessary to disconnect the heating system cables to install the sensor device. This means that the monitoring device can be installed easily by an end user. There is also no need for the heating system to be re-certified once the monitoring device has been installed.

In einigen Ausführungsformen ist die Sensoreinrichtung zur induktiven Erkennung der Aktivierung des Aggregats ausgebildet.In some embodiments, the sensor device is designed to inductively detect the activation of the unit.

Einzelne Aggregate, insbesondere Brennstoffventile, der Heizungsanlage werden magnetisch gesteuert. Dieses Magnetfeld ist außerhalb des Aggregats zuverlässig messbar. Somit wird eine zuverlässige Erkennung der Aktivierung des Aggregats erreicht.Individual units, particularly fuel valves, in the heating system are controlled magnetically. This magnetic field can be reliably measured outside the unit. This ensures that the activation of the unit can be reliably detected.

In einigen Ausführungsformen weist die Überwachungsvorrichtung eine Energiegewinnungseinrichtung zur Anordnung an dem Aggregat auf, die zur Energiegewinnung aus einem von dem mit Wechselstrom betriebenen Aggregat erzeugten elektromagnetischen Wechselfeld ausgebildet ist.In some embodiments, the monitoring device comprises an energy generation device for arrangement on the unit, which is designed to generate energy from an alternating electromagnetic field generated by the unit operated with alternating current.

Die Energiegewinnungseinrichtung wird von dem elektromagnetischen Wechselfeld durchdrungen und entnimmt diesem Energie für den Betrieb der Überwachungsvorrichtung. Somit kann die Überwachungsvorrichtung vollständig passiv mit Energie versorgt werden. Es ist nicht notwendig, Anschlussleitungen zu einer Stromversorgung zu verlegen. Dies vereinfacht die Installation und Deinstallation der Überwachungsvorrichtung für den Endanwender.The energy harvesting device is penetrated by the alternating electromagnetic field and extracts energy from it to operate the monitoring device. This means that the monitoring device can be supplied with energy completely passively. It is not necessary to lay connecting cables to a power supply. This simplifies the installation and deinstallation of the monitoring device for the end user.

In einigen Ausführungsformen weist die Überwachungsvorrichtung eine Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit einer entfernt angeordneten Auswerteeinrichtung auf.In some embodiments, the monitoring device comprises a communication device for communicating with a remotely arranged evaluation device.

Dadurch kann die Überwachungsvorrichtung, die von dem Endanwender installiert wird, möglichst einfach gehalten werden. Trotzdem sind komplexe Auswertungen der gemessenen Daten möglich.This allows the monitoring device installed by the end user to be kept as simple as possible. Nevertheless, complex evaluations of the measured data are possible.

In einigen Ausführungsformen ist die Erfassungseinrichtung und/oder die Sensoreinrichtung zur Ausführung wenigstens eines Schrittes des oben genannten Verfahrens eingerichtet.In some embodiments, the detection device and/or the sensor device to carry out at least one step of the above-mentioned method.

Dadurch werden die oben angegebenen Vorteile des jeweiligen Verfahrensschritts realisiert.This realizes the advantages of the respective process step mentioned above.

In einigen Ausführungsformen ist die Sensoreinrichtung ohne Eingriff in eine Steuerleitung und/oder ein Aggregat montierbar und demontierbar.In some embodiments, the sensor device can be mounted and dismounted without interfering with a control line and/or an assembly.

Dies vereinfacht die Handhabung für den Endanwender.This simplifies handling for the end user.

Weitere Merkmale und Varianten der Erfindung sind aus den beigefügten Figuren ersichtlich, die Erfindungsformen der Erfindung lediglich schematisch zeigen. Es zeigen im Einzelnen:

  • 1 eine Überwachungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und
  • 2 eine Überwachungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit Cloud-Anbindung.
Further features and variants of the invention are apparent from the attached figures, which show the inventive forms of the invention only schematically. They show in detail:
  • 1 a monitoring device according to an embodiment of the invention and
  • 2 a monitoring device according to an embodiment of the invention with cloud connection.

Eine in 1 gezeigte Überwachungsvorrichtung 10 ist zur Überwachung einer Heizvorrichtung in Form einer Heizungsanlage 22 vorgesehen. Die Heizungsanlage 22 dient beispielsweise zur Versorgung eines Gebäudes mit Wärme, insbesondere für die Raumheizung und die Bereitstellung von Warmwasser.One in 1 The monitoring device 10 shown is intended for monitoring a heating device in the form of a heating system 22. The heating system 22 serves, for example, to supply a building with heat, in particular for space heating and the provision of hot water.

Die Heizungsanlage 22 weist eine Heizungssteuerung 24, ein Brennstofffreigabeventil 26 und eine Brennereinrichtung 28 auf. Zur Ansteuerung des Brennstofffreigabeventils 26 ist eine Steuerleitung 30 vorgesehen. Einige für die vorliegende Erfindung nicht relevante Teile der Heizungsanlage 22 sind in den schematischen Zeichnungen nicht dargestellt.The heating system 22 has a heating control 24, a fuel release valve 26 and a burner device 28. A control line 30 is provided for controlling the fuel release valve 26. Some parts of the heating system 22 that are not relevant to the present invention are not shown in the schematic drawings.

Die Heizungsanlage 22 wird mit Öl oder Gas betrieben, so dass auch die Brennereinrichtung 28 öl- oder gasbetrieben ist. Die Heizungsanlage 22 heizt gewöhnlich stoßweise, da eine Heizleistung der Brennereinrichtung 28 nicht oder nur ungenau einstellbar ist. Daher kann die Heizleistung der Brennereinrichtung 28 nicht exakt an den Bedarf angepasst werden. Es existieren auch sogenannte modulierende Brenner, bei denen die Heizleistung der Brennereinrichtung 28 in einem vorbestimmten von der Bauart abhängigen Bereich einstellbar ist. Diese Einstellung der Heizleistung kann unpräzise sein oder der modulierende Brenner außerhalb seines Einstellbereiches betrieben werden. Darüber hinaus sind derartige Brenner aufgrund ihrer höheren Anschaffungskosten nicht weit verbreitet.The heating system 22 is operated with oil or gas, so that the burner device 28 is also operated with oil or gas. The heating system 22 usually heats intermittently, since the heating output of the burner device 28 cannot be adjusted or can only be adjusted inaccurately. Therefore, the heating output of the burner device 28 cannot be adjusted exactly to requirements. There are also so-called modulating burners, in which the heating output of the burner device 28 can be adjusted in a predetermined range depending on the design. This adjustment of the heating output can be imprecise or the modulating burner can be operated outside of its adjustment range. In addition, such burners are not widely used due to their higher acquisition costs.

Ein Heizenergiebedarf, beispielsweise eines von der Heizungsanlage 22 beheizten Gebäudes, ist von vielen Faktoren abhängig und nur mit großem Aufwand individuell präzise messbar. Daher greifen Steuereinrichtungen 24 gewöhnlich auf in oder an der Heizungsanlage 22 ermittelbare Messwerte zurück, um die Brennereinrichtung 28 anzusteuern.A heating energy requirement, for example of a building heated by the heating system 22, depends on many factors and can only be measured precisely on an individual basis with great effort. Therefore, control devices 24 usually use measured values that can be determined in or on the heating system 22 in order to control the burner device 28.

Ein häufig anzutreffender Regelparameter ist die Vorlauftemperatur eines Heizkreises. Sinkt die Vorlauftemperatur unter einen vorbestimmten Wert ab, so wird die Brennereinrichtung 28 gestartet, um das in dem Heizkreis befindliche Medium zu erhitzen. Die Brennereinrichtung 28 bleibt so lange in Betrieb, bis die Vorlauftemperatur über einen weiteren vorbestimmten, höheren Temperaturwert gestiegen ist.A frequently encountered control parameter is the flow temperature of a heating circuit. If the flow temperature falls below a predetermined value, the burner device 28 is started in order to heat the medium in the heating circuit. The burner device 28 remains in operation until the flow temperature has risen above another predetermined, higher temperature value.

Darüber hinaus wird als grober Anhaltspunkt für die von dem Heizkreis abgegebene Energie eine Differenz zwischen Vorlauftemperatur und Rücklauftemperatur herangezogen. Um zu ermitteln, wie viel Wärme in den Heizkreis eingespeist wurde, wird dazu aus der Differenz zwischen Vorlauftemperatur und Rücklauftemperatur und einer Durchflussmenge des Transportmediums eine abgegebene Energiemenge errechnet.In addition, a difference between the flow temperature and the return temperature is used as a rough indication of the energy released by the heating circuit. In order to determine how much heat was fed into the heating circuit, the amount of energy released is calculated from the difference between the flow temperature and the return temperature and the flow rate of the transport medium.

Um die abgegebene Energiemenge an äußerliche Gegebenheiten, insbesondere das Wetter, anzupassen, kann die Heizungssteuerung 24 eine Temperaturregelung mit einer Zielgröße durchführen. Je niedriger die Außentemperatur beispielsweise des Gebäudes ist, desto mehr Wärme muss die Heizungsanlage 22 dem Gebäude zuführen, um eine ausreichende Innentemperatur zu erreichen. In Verbindung mit einem Außentemperatursensor ist beispielsweise eine für die jeweils ermittelte Außentemperatur vorbestimmte Vorlauftemperatur als Zielgröße ermittelbar. Die Heizungssteuerung steuert dann die Brennereinrichtung 28 so, dass die Vorlauftemperatur des Heizkreises in einem vorbestimmten Bereich um die Zielgröße bleibt. In der Heizungssteuerung 24 sind zu diesem Zweck Heizkennlinien abgespeichert, die einer gemessenen Außentemperatur eine angemessene Vorlauftemperatur zuordnen.In order to adapt the amount of energy delivered to external conditions, in particular the weather, the heating control 24 can carry out temperature control with a target value. The lower the outside temperature of the building, for example, the more heat the heating system 22 must supply to the building in order to achieve a sufficient inside temperature. In conjunction with an outside temperature sensor, for example, a predetermined flow temperature for the respective determined outside temperature can be determined as a target value. The heating control then controls the burner device 28 so that the flow temperature of the heating circuit remains in a predetermined range around the target value. For this purpose, heating characteristics are stored in the heating control 24, which assign an appropriate flow temperature to a measured outside temperature.

Die Auswahl einer passenden Heizkennlinie wird bei Installation anhand abgeschätzter Daten über die zu heizenden Räume durchgeführt. Sofern Bewohnern der derart beheizten Räume auffällt, dass die erreichten Temperaturen regelmäßig zu hoch oder zu niedrig sind, wird eine derartige Heizkennlinie auch nach der Installation der Heizung noch einmal verändert. In den meisten Fällen bleibt jedoch die ursprünglich eingestellte Heizkennlinie aktiv, auch wenn diese einen ineffizienten Betrieb der Heizung bewirkt.The selection of a suitable heating curve is carried out during installation based on estimated data about the rooms to be heated. If residents of the rooms heated in this way notice that the temperatures reached are regularly too high or too low, such a heating curve is changed again even after the heating has been installed. In most cases, however, the originally set heating curve remains active, even if this causes the heating to operate inefficiently.

Insbesondere nicht oder nur unzureichend steuerbare Brennereinrichtungen 28 können ineffizient betrieben werden, wenn die Heizkennlinie fehlerhaft eingestellt ist. Denn in diesem Fall verkürzt sich die tatsächlich effiziente Zeit im Betriebszustand gegenüber der Zeit, die für den Brennerstart benötigt wird. Wenn die Brennereinrichtung 28 aus einem Ruhezustand heraus gestartet wird, so kann sie nicht unmittelbar nach dem Start Nutzwärme erzeugen. Vielmehr wird in einer ersten Brennphase die entstehende Wärme für andere Zwecke verwendet, da beispielsweise zunächst die Brennkammer auf eine Betriebstemperatur erwärmt werden muss. Davor kann es auch notwendig sein, die Brennkammer mit Frischluft zu spülen, wodurch tatsächlich eine Abkühlung erreicht wird. Bis der Brennvorgang seine optimale Temperatur für einen Betriebszustand, also für den stabilen Zustand nach Erreichen der optimalen Betriebstemperatur, erreicht hat, ist also die Effizienz des Heizvorgangs reduziert.In particular, burner devices 28 that cannot be controlled or are only insufficiently controlled can be operated inefficiently if the heating characteristic curve is incorrect. is set in a learned manner. In this case, the actually efficient time in the operating state is shortened compared to the time required to start the burner. If the burner device 28 is started from a resting state, it cannot generate useful heat immediately after starting. Instead, in a first combustion phase, the heat generated is used for other purposes, since, for example, the combustion chamber must first be heated to an operating temperature. Before this, it may also be necessary to flush the combustion chamber with fresh air, which actually cools it down. Until the combustion process has reached its optimum temperature for an operating state, i.e. for the stable state after reaching the optimum operating temperature, the efficiency of the heating process is reduced.

Darüber hinaus ist in dieser ersten Phase nach dem Brennerstart ein Schadstoffausstoß der Heizungsanlage 22 erhöht. Insbesondere ist bei Verbrennungsvorgängen unterhalb der optimalen Temperatur der Brennkammer ein größerer Anteil der Verbrennungsvorgänge unvollständig, so dass sich gegenüber dem späteren stabilen Zustand ein wesentlich erhöhter Anteil an Kohlenmonoxid und Stickoxiden in Abgasen der Heizungsanlage 22 nachweisen lässt.In addition, in this first phase after the burner starts, pollutant emissions from the heating system 22 are increased. In particular, during combustion processes below the optimum temperature of the combustion chamber, a larger proportion of the combustion processes are incomplete, so that a significantly increased proportion of carbon monoxide and nitrogen oxides can be detected in the exhaust gases from the heating system 22 compared to the later stable state.

Die von der Heizungsanlage 22 erzeugte Schadstoffbelastung wird bei Prüfungen, z.B. bei der turnusgemäßen gesetzlichen Abgaskontrollmessung durch den Schornsteinfeger, allerdings nur in dem Betriebszustand nach wenigstens 2-3 Minuten Brenndauer gemessen. Die Brennertechnik ist mittlerweile so weit entwickelt, dass die zugelassenen Grenzwerte hierbei nur noch bei grober Fehlfunktion der Heizungsanlage 22 überschritten werden.The pollutant load generated by the heating system 22 is measured during tests, e.g. during the regular statutory exhaust gas control measurement by the chimney sweep, but only in the operating state after at least 2-3 minutes of combustion. Burner technology has now been developed to such an extent that the permitted limit values are only exceeded in the event of a serious malfunction of the heating system 22.

Da die Effizienz des stabilen Teils des Brennvorgangs jedoch lange Zeit mangelhaft war, sind alle notwendigen Routineprüfungen von Heizungsanlagen 22 auf eine Prüfung dieses Zustands ausgelegt. Dadurch ergibt sich als Hintergrund der vorliegenden Erfindung, dass heutzutage die meisten Möglichkeiten für einen Effizienzgewinn und eine Reduktion der emittierten Schadstoffe bei den meisten installierten Heizungsanlagen 22 an anderer Stelle, nämlich beim Brennerstart sowie bei der Anzahl durchgeführter Brennerstarts zu finden sind.However, since the efficiency of the stable part of the combustion process has been inadequate for a long time, all necessary routine tests of heating systems 22 are designed to test this condition. The background to the present invention is that nowadays most of the opportunities for increasing efficiency and reducing the pollutants emitted in most installed heating systems 22 can be found elsewhere, namely when starting the burner and in the number of burner starts carried out.

Da dieser Aspekt jedoch weder gesetzlich gefordert wird, noch den Kunden bewusst ist, sind die meisten modernen Heizungsanlagen 22 nicht darauf ausgelegt, die zur Optimierung der Anzahl der Brennerstarts notwendigen Daten zu erfassen oder bereitzustellen.However, since this aspect is neither required by law nor is it known to customers, most modern heating systems 22 are not designed to collect or provide the data necessary to optimise the number of burner starts.

Um nunmehr diese überraschend einfache und effiziente Optimierung für alle installierten Heizungsanlagen 22 zu ermöglichen, weist die Überwachungsvorrichtung 10 eine Verarbeitungseinrichtung 12, eine Datenspeichereinrichtung 14, eine Sensoreinrichtung 16 und eine Energieversorgungseinrichtung 18 auf. Die Sensoreinrichtung 16 ist mittels eines Verbindungskabels 20 an die Verarbeitungseinrichtung 12 angeschlossen.In order to enable this surprisingly simple and efficient optimization for all installed heating systems 22, the monitoring device 10 has a processing device 12, a data storage device 14, a sensor device 16 and a power supply device 18. The sensor device 16 is connected to the processing device 12 by means of a connecting cable 20.

Die Sensoreinrichtung 16 ist dazu ausgebildet, induktiv zu erkennen, ob das Brennstoffventil 26 angesteuert und somit offen ist oder nicht. Übliche Brennstoffventile 26 werden über die Steuerleitung 30 mittels Wechselstrom angesteuert, so dass sie im Betrieb, also wenn sie geöffnet sind, in dem sie umgebenden Raum ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugen.The sensor device 16 is designed to inductively detect whether the fuel valve 26 is activated and thus open or not. Conventional fuel valves 26 are activated via the control line 30 using alternating current, so that during operation, i.e. when they are open, they generate an alternating electromagnetic field in the space surrounding them.

Wenn die Sensoreinrichtung 16 dieses Wechselfeld erkennt, dann gibt sie an die Verarbeitungseinrichtung 12 bzw. an einen Sensoreingang 34 der Verarbeitungseinrichtung 12 ein entsprechendes Aktivitätssignal ab. Je nachdem wie hoch integriert die verwendete Sensoreinrichtung 16 ist, kann dieses Signal durch Veränderung eines Spannungslabels (beispielsweise 0 V = Ventil ist geschlossen, 5 V = Ventil ist offen) angezeigt werden. Andere Varianten, beispielsweise eine Übertragung über UART, USB, einen CAN-Bus oder andere Schnittstellen sind selbstverständlich ebenfalls denkbar.If the sensor device 16 detects this alternating field, it sends a corresponding activity signal to the processing device 12 or to a sensor input 34 of the processing device 12. Depending on how highly integrated the sensor device 16 used is, this signal can be displayed by changing a voltage label (for example 0 V = valve is closed, 5 V = valve is open). Other variants, such as transmission via UART, USB, a CAN bus or other interfaces are of course also conceivable.

In ihrer einfachsten Form zählt die Verarbeitungseinrichtung 12 die Anzahl der Brennerstarts. In einigen Ausführungsformen kann die Verarbeitungseinrichtung 16 weitere Daten erfassen, beispielsweise die jeweilige Dauer eines Brennvorgangs, die sich aus der Zeit ergibt, während der das Brennstoffventil 26 geöffnet war.In its simplest form, the processing device 12 counts the number of burner starts. In some embodiments, the processing device 16 can record additional data, such as the respective duration of a burn event, which results from the time during which the fuel valve 26 was open.

In weiteren Ausführungsformen weist die Sensoreinrichtung 16 eine induktive Erfassungseinrichtung, beispielsweise eine um die Steuerleitung 30 umlaufend angeordnete einfache oder mehrfache Leiterschleife, auf. Sowohl beim Ein- oder Ausschalten des Brennstoffventils 26 als auch während das Brennstoffventil 26 mit elektrischem Strom beaufschlagt wird, entsteht um die Steuerleitung 30 ein Magnetfeld. Die Veränderung dieses Magnetfelds induziert eine Spannung in der Leiterschleife, die mittels Verstärkung und/oder Verarbeitung als Signal für die Aktivierung oder Deaktivierung des Brennstoffventils 26 verwendbar ist. Die dabei gewonnenen Signale sind oft sehr schwach. Falls die Ansteuerung des Brennstoffventils 26 mit Gleichstrom erfolgt, so ist nur beim Einschalten oder Ausschalten jeweils ein kurzer Impuls erfassbar.In further embodiments, the sensor device 16 has an inductive detection device, for example a single or multiple conductor loop arranged around the control line 30. A magnetic field is created around the control line 30 both when the fuel valve 26 is switched on or off and while the fuel valve 26 is supplied with electrical current. The change in this magnetic field induces a voltage in the conductor loop, which can be used as a signal for activating or deactivating the fuel valve 26 by means of amplification and/or processing. The signals obtained in this way are often very weak. If the fuel valve 26 is controlled with direct current, only a short pulse can be detected when it is switched on or off.

Um diese Signale zuverlässig verarbeiten zu können, kann die Verarbeitungseinrichtung 12 entsprechende Signalverarbeitungsmodule und/oder Signalverarbeitungsverfahren aufweisen, die beispielsweise in Software realisiert werden können. Falls sehr viele Störungen und/oder Einstreuungen von außerhalb von der Leiterschleife erfasst werden, kann die Verarbeitungseinrichtung 12 ein KI-System, beispielsweise ein CNN, zur Separierung des zu erkennenden Signals von den externen Störungen aufweisen. Damit können beispielsweise auch sehr schwache Signale, die beispielsweise durch starke Verstärkung von Rauschen überlagert werden, zuverlässig erkannt werden.In order to be able to process these signals reliably, the processing device 12 can have corresponding signal processing modules and/or signal processing methods which for example, can be implemented in software. If a large amount of interference and/or interference from outside the conductor loop is detected, the processing device 12 can have an AI system, for example a CNN, to separate the signal to be detected from the external interference. This means that even very weak signals, which are superimposed by strong amplification of noise, for example, can be reliably detected.

Diese Betriebsparameter oder Betriebsdaten des Brennstoffventils 26 speichert die Verarbeitungseinrichtung 12 in der Datenspeichereinrichtung 14, wobei die Art und Menge der gespeicherten Daten variieren kann. In ihrer einfachsten Form speichert die Verarbeitungseinrichtung 12 lediglich die Anzahl der Brennerstarts.The processing device 12 stores these operating parameters or operating data of the fuel valve 26 in the data storage device 14, whereby the type and amount of data stored can vary. In its simplest form, the processing device 12 only stores the number of burner starts.

In diesem Fall wird beispielsweise jedes Mal, wenn die Verarbeitungseinrichtung 12 einen Brennerstart erkennt, eine Speicherstelle der Datenspeichereinrichtung 14 um eins erhöht.In this case, for example, each time the processing device 12 detects a burner start, a memory location of the data storage device 14 is increased by one.

In einigen Ausführungsformen weist die Verarbeitungseinrichtung 12 in der Datenspeichereinrichtung komplexere Speicherstrukturen, beispielsweise eine Datenbank oder ein strukturiertes Logbuch auf. In diesen weiteren Ausführungsformen kann die Verarbeitungseinrichtung 12 beispielsweise zu jedem Startvorgang einer Heizungsanlage 22 Datum, Uhrzeit und/oder Brenndauer abspeichern.In some embodiments, the processing device 12 in the data storage device has more complex storage structures, for example a database or a structured logbook. In these further embodiments, the processing device 12 can, for example, store the date, time and/or burning time for each start-up process of a heating system 22.

Sobald eine ausreichende Menge von Betriebsdaten der Heizungsanlage 22 auf die oben genannte Weise gesammelt und gespeichert wurde, kann die Verarbeitungseinrichtung 12 die ermittelten gespeicherten Daten analysieren. Welche Menge an Daten für die Analyse ausreichend ist, hängt dabei von der gewünschten Art, Tiefe und Genauigkeit der Analyse ab.As soon as a sufficient amount of operating data of the heating system 22 has been collected and stored in the manner described above, the processing device 12 can analyze the determined stored data. The amount of data that is sufficient for the analysis depends on the desired type, depth and accuracy of the analysis.

Eine Gruppe von Analyseverfahren, die günstig eingesetzt werden kann, weist als gemeinsame Schritte die Ermittlung von Referenzwerten oder Grenzwerten auf, denen jeweils bestimmte Fehlfunktionen, Ineffizienzen und/oder Handlungsvorschläge zugeordnet werden. Fehlfunktionen, Ineffizienzen und/oder Handlungsvorschläge können auch durch eine Abweichung von den Referenzwerten und/oder Grenzwerten indiziert sein.A group of analysis methods that can be used favorably has as common steps the determination of reference values or limit values, to each of which certain malfunctions, inefficiencies and/or suggestions for action are assigned. Malfunctions, inefficiencies and/or suggestions for action can also be indicated by a deviation from the reference values and/or limit values.

In einem ersten Beispiel für ein Analyseverfahren hat die Verarbeitungseinrichtung 12 in der Datenspeichereinrichtung 14 Betriebsdaten der Heizungsanlage 22 für ein ganzes Jahr, also für zwölf Monate, gespeichert. Die Bearbeitungseinrichtung 12 ermittelt aus den gespeicherten Daten die Gesamtzahl der Brennerstarts in dem untersuchten Zeitraum. Übersteigt die Zahl der Brennerstarts einen ersten Grenzwert, so ist das Ergebnis der Analyse, dass die Brennereinrichtung 28 zu groß ausgelegt ist. Übersteigt die Zahl der Brennerstarts einen zweiten Grenzwert, liegt aber unter dem ersten Grenzwert, so ist das Ergebnis der Analyse, dass die Heizkennlinie falsch gewählt ist. Liegt die Zahl der Brennerstarts unter einem dritten Grenzwert, dann ist das Ergebnis der Analyse, dass die Heizungseinrichtung 22 zu klein ausgelegt ist.In a first example of an analysis method, the processing device 12 has stored operating data of the heating system 22 for a whole year, i.e. for twelve months, in the data storage device 14. The processing device 12 uses the stored data to determine the total number of burner starts in the period under investigation. If the number of burner starts exceeds a first limit value, the result of the analysis is that the burner device 28 is designed to be too large. If the number of burner starts exceeds a second limit value but is below the first limit value, the result of the analysis is that the heating characteristic curve has been incorrectly selected. If the number of burner starts is below a third limit value, the result of the analysis is that the heating device 22 is designed to be too small.

In einem zweiten Beispiel für ein Analyseverfahren sind in der Datenspeichereinrichtung 14 Betriebsdaten der Heizungsanlage 22 für einen begrenzten Zeitraum, beispielsweise für alle Tage eines Novembers, gespeichert. Die Verarbeitungseinrichtung 12 kann in diesem Fall beispielsweise die Anzahl der Brennerstart für jeden Tag mit einem anhand von Wetterdaten gewonnenen ersten, zweiten und/oder dritten Grenzwert wie im ersten Beispiel vergleichen.In a second example of an analysis method, operating data of the heating system 22 for a limited period of time, for example for all days in November, are stored in the data storage device 14. In this case, the processing device 12 can, for example, compare the number of burner starts for each day with a first, second and/or third limit value obtained from weather data, as in the first example.

Zur Bestimmung der Grenzwerte kann beispielsweise anhand der Wetterdaten eine Referenzanzahl von Brennerstarts für einen Tag bestimmt werden, die auf eine Effizienz von 100% schließen lassen würde. Dementsprechend würde eine Anzahl von Brennerstarts deutlich darüber, also beispielsweise 10%, 20%, 30%, 40% oder 50% darüber, auf eine zu große Heizleistung im (stabilen) Betriebszustand, also auf eine Überdimensionierung der Heizungsanlage, hindeuten.To determine the limit values, a reference number of burner starts for one day can be determined based on weather data, for example, which would indicate an efficiency of 100%. Accordingly, a number of burner starts significantly higher than this, for example 10%, 20%, 30%, 40% or 50% higher, would indicate too high a heating output in the (stable) operating state, i.e. that the heating system is oversized.

Eine Bezugsgröße für die Referenzanzahl ist in einigen Ausführungsformen des Analyseverfahrens beispielsweise eine Tagesdurchschnittstemperatur. Beispielsweise kann eine minimale erwartete Tagesdurchschnittstemperatur bezogen auf das gesamte Jahr für einen Standort der Heizungsanlage ermittelt werden. Dies ist die an dem Standort zu erwartende minimale Tagesdurchschnittstemperatur, die im Jahresverlauf an wenigstens einem Tag zu erwarten ist. Diese kann beispielsweise auch in Beziehung zu längeren Messperioden ermittelt werden, also beispielsweise eine in einem 20- , 50- oder 100-Jahreszeitraum zu erwartende minimale Tagesdurchschnittstemperatur.In some embodiments of the analysis method, a reference value for the reference number is, for example, a daily average temperature. For example, a minimum expected daily average temperature can be determined for the entire year for a location of the heating system. This is the minimum daily average temperature expected at the location that can be expected on at least one day over the course of the year. This can also be determined in relation to longer measurement periods, for example a minimum daily average temperature expected in a 20-, 50- or 100-year period.

Insbesondere Heizungsanlagen, die keine steuerbare Brennleistung aufweisen, sind auf einen derartigen zu erwartenden kältesten Tag abgestimmt. An diesem Tag würde die Heizungsanlage laut Dimensionierung zu 100% durchlaufen, also exakt die Energie liefern, die die beheizten Räume verlieren. Daraus wird berechnet, wie viel Energie an einem zu analysierenden Tag mit einer höheren Tagesdurchschnittstemperatur benötigt worden wäre. Aus der Differenz zwischen der an dem kältesten Tag und dem zu analysierenden Tag benötigten Energie wird berechnet, wie viele Starts die Heizungsanlage an dem zu analysierenden Tag hätte durchführen dürfen, um ihre maximal mögliche Effizienz zu erreichen. Die Referenzanzahl der Starts der Heizungsanlage ist dabei von der nicht oder nur mit ungenügender Genauigkeit einstellbaren Brennleistung abhängig, die sich nicht exakt an wärmere Tage anpassen lässt.In particular, heating systems that do not have a controllable combustion output are designed for such an expected coldest day. On this day, the heating system would run at 100% according to its design, i.e. it would supply exactly the energy that the heated rooms lose. This is used to calculate how much energy would have been needed on a day to be analyzed with a higher daily average temperature. The difference between the energy needed on the coldest day and the day to be analyzed is used to calculate how many starts the heating system would have had on the day to be analyzed. to achieve their maximum possible efficiency. The reference number of starts of the heating system depends on the combustion output, which cannot be adjusted or can only be adjusted with insufficient accuracy and cannot be adjusted exactly to warmer days.

Das Verhältnis von Referenzanzahl zu Anzahl der Starts der Heizungsanlage 22 bietet beispielsweise eine Berechnungsgrundlage für die tatsächliche Effizienz der Heizungsanlage 22.For example, the ratio of reference number to number of starts of heating system 22 provides a basis for calculating the actual efficiency of heating system 22.

In einigen Ausführungsformen des Analyseverfahrens wird alternativ oder zusätzlich zu der Anzahl der Brennerstarts für die Brennerlaufzeit eine Referenzbrennerlaufzeit ermittelt und zu der tatsächlichen Brennerlaufzeit in Bezug gesetzt, analog zu der Analyse der Anzahl der Brennerstarts.In some embodiments of the analysis method, alternatively or in addition to the number of burner starts for the burner running time, a reference burner running time is determined and related to the actual burner running time, analogous to the analysis of the number of burner starts.

In einem dritten Beispiel für ein Analyseverfahren wird ermittelt, ob die in der Datenspeichereinrichtung 14 gespeicherten Betriebsdaten der Heizungsanlage 22 um mehr als einen wählbaren Faktor von den größten und/oder kleinsten Grenzwerten abweichen. In diesem Fall wird von der Verarbeitungseinrichtung 12 eine Fehlfunktion der Heizungsanlage 22 bzw. ein möglicher Defekt erkannt und an den Benutzer gemeldet, beispielsweise mittels der Anzeigeeinrichtung 32. Wenn beispielsweise aufgrund der Betriebsdaten viele sehr kurze Brennerzyklen erkannt werden, die jeweils nicht bis zu einem Betriebszustand durchgeführt werden, dann deutet dies auf eine Fehlfunktion der Heizungsanlage hin.In a third example of an analysis method, it is determined whether the operating data of the heating system 22 stored in the data storage device 14 deviate from the largest and/or smallest limit values by more than a selectable factor. In this case, the processing device 12 detects a malfunction of the heating system 22 or a possible defect and reports it to the user, for example by means of the display device 32. If, for example, many very short burner cycles are detected based on the operating data, each of which is not carried out up to an operating state, then this indicates a malfunction of the heating system.

In einem vierten Beispiel für ein Analyseverfahren wird aus der Anzahl der Brennerstarts und/oder der Brennerlaufzeit, die aus den in der Datenspeicherungseinrichtung 14 abgelegten Betriebsdaten ermittelt wird, ein Verschleißzustand der Heizungsanlage 22 berechnet.In a fourth example of an analysis method, a wear condition of the heating system 22 is calculated from the number of burner starts and/or the burner running time, which is determined from the operating data stored in the data storage device 14.

In einem fünften Beispiel für ein Analyseverfahren wird aus einer mittels einem der oben genannten Verfahren ermittelten Effizienz ein Wert für eine mögliche CO2-Einsparung und/oder Schadstoffeinsparung ermittelt. Die zugehörigen Parameter können beispielsweise aus Schadstoffmessungen von Brennvorgängen häufig verwendeter Heizungsanlagen 22 ermittelt werden. Dazu wird beispielsweise nach einem Brennerstart ermittelt, wie hoch zu jedem Zeitpunkt nach dem Brennerstart die Schadstoffbelastung relativ zu dem Betriebszustand ist und wie lange die Brennereinrichtung 28 in Betrieb sein muss, um den Betriebszustand zu erreichen.In a fifth example of an analysis method, a value for a possible CO2 saving and/or pollutant saving is determined from an efficiency determined using one of the above-mentioned methods. The associated parameters can be determined, for example, from pollutant measurements from combustion processes in frequently used heating systems 22. For this purpose, for example, after a burner has been started, it is determined how high the pollutant load is at any time after the burner has been started relative to the operating state and how long the burner device 28 must be in operation to reach the operating state.

In einem sechsten Beispiel für ein Analyseverfahren werden die in der Datenspeichereinrichtung 14 gespeicherten Betriebsdaten von einem KI-Modul, das Verfahren der künstlichen Intelligenz und des Maschinenlernens umsetzt, verarbeitet. Zur Mustererkennung in Zeitserien wie sie aus den Betriebsdaten sowie zugehörigen Wetterdaten gebildet werden können, können beispielsweise RNNs, insbesondere unter Verwendung von LSTM-Modulen, eingesetzt werden. Diese können darauf trainiert werden, die individuelle Kombination von Wetterdaten und Betriebsdaten über einen gewissen Zeitraum in Kategorien von Normabweichungen einzuteilen. Diesen Normabweichungen können wiederum konkrete Handlungsempfehlungen zugewiesen sein. Beispielsweise können derartige Normabweichungen darauf hinweisen, dass in die Heizungsanlage 22 ein Pufferspeicher eingebaut werden sollte, die Leistung der Brennereinrichtung 28 reduziert werden sollte, oder eine Überprüfung oder Reparatur einer Komponente der Heizungsanlage sinnvoll sein könnte.In a sixth example of an analysis method, the operating data stored in the data storage device 14 is processed by an AI module that implements artificial intelligence and machine learning methods. For example, RNNs, in particular using LSTM modules, can be used to recognize patterns in time series such as those that can be formed from the operating data and associated weather data. These can be trained to classify the individual combination of weather data and operating data over a certain period of time into categories of deviations from the norm. These deviations from the norm can in turn be assigned specific recommendations for action. For example, such deviations from the norm can indicate that a buffer storage should be installed in the heating system 22, the output of the burner device 28 should be reduced, or that a check or repair of a component of the heating system might be useful.

Alle diese Analyseverfahren können in beliebiger Kombination parallel oder nacheinander durchgeführt werden.All of these analysis methods can be performed in any combination, in parallel or sequentially.

Die Analyseverfahren erlauben es, Ineffizienzen und/oder Fehlfunktionen der Heizungsanlage 22 zu erkennen und dem Bediener Handlungsvorschläge zu übermitteln. Dabei kann beispielsweise unabhängig von der verwendeten Heizungsanlage 22 ermittelt werden, ob die Heizungsanlage 22 an ihrem konkreten Standort, in ihrem konkreten Gebäude und/oder mit diesem Benutzer falsch dimensioniert ist. So kann ermittelt werden, ob die Heizungsanlage 22 regional klimatisch falsch eingesetzt ist, in dem falschen Gebäudetyp eingebaut wurde, oder nicht zum Nutzer passt. Fehlfunktionen oder ein ineffizienter Betrieb können auch auf andere Weise entstehen. So kann eine Heizungsanlage 22, die korrekt dimensioniert in ein Haus eingebaut wurde, nach einer Energiesanierung des Hauses plötzlich überdimensioniert sein. Auch die Art der Nutzung von Räumen kann dazu führen, dass wesentliche Teile der Leistung der eingebauten Heizung nicht benötigt werden. Darüber hinaus existieren auch innerhalb den zur Dimensionierung der Heizungsanlagen 22 herangezogenen Klimazonen unterschiedliche Gebiete, deren klimatische Bedingungen zu weit von dem Durchschnitt abweichen. Wird die Heizungsanlage 22 in einem derartigen Gebiet aufgestellt, dann kann dies eine Fehldimensionierung bedingen. Vergleichbar negative Auswirkungen hat die Anwendung veralteter Klimatabellen. Die Überwachungsvorrichtung 10 ist dazu geeignet, unabhängig von den genannten oder anderen Ursachen jegliche Fehldimensionierung und jeden ineffizienten Betrieb aufzudecken, unabhängig von Aufstellort, Gebäudezustand und Nutzerverhalten.The analysis methods make it possible to identify inefficiencies and/or malfunctions of the heating system 22 and to provide the operator with suggestions for action. For example, regardless of the heating system 22 used, it can be determined whether the heating system 22 is incorrectly dimensioned at its specific location, in its specific building and/or with this user. In this way, it can be determined whether the heating system 22 is used incorrectly in terms of regional climate, was installed in the wrong type of building, or is not suitable for the user. Malfunctions or inefficient operation can also arise in other ways. For example, a heating system 22 that was correctly dimensioned and installed in a house can suddenly be over-dimensioned after an energy renovation of the house. The way in which rooms are used can also mean that significant parts of the installed heating system's output are not required. In addition, there are also different areas within the climate zones used to dimension the heating systems 22, whose climatic conditions deviate too far from the average. If the heating system 22 is installed in such an area, this can result in incorrect dimensioning. The use of outdated climate tables has similarly negative effects. The monitoring device 10 is suitable for detecting any incorrect dimensioning and any inefficient operation, regardless of the above or other causes, regardless of the installation location, building condition and user behavior.

Darüber hinaus kann die Verarbeitungseinrichtung 12, wie in 2 gezeigt, einen Cloud-Server 36 aufweisen. Die Funktionen der Verarbeitungseinrichtung 12 und insbesondere die Datenspeichereinrichtung 14 werden zwischen einem lokalen Gerät, das beim Endanwender installiert ist und einer Cloudkomponente aufgeteilt. Die Verbindung zwischen dem lokalen Gerät und der Cloudkomponente wird beispielsweise mittels einer Kommunikationseinrichtung 38 hergestellt, die beispielsweise eine der folgenden Schnittstellen aufweist: Bluetooth, ZigBee, WiFi, Ethernet. Die Kommunikationseinrichtung 38 kann beispielsweise eine Verbindung mit dem Internet herstellen und darüber eine Verbindung zu dem Cloud-Server 36 herstellen.In addition, the processing device 12, as in 2 shown, have a cloud server 36. The functions of the processing The device 12 and in particular the data storage device 14 are divided between a local device that is installed at the end user and a cloud component. The connection between the local device and the cloud component is established, for example, by means of a communication device 38 that has, for example, one of the following interfaces: Bluetooth, ZigBee, WiFi, Ethernet. The communication device 38 can, for example, establish a connection to the Internet and, via this, establish a connection to the cloud server 36.

Insbesondere die Inhalte der Datenspeichereinrichtungen 14 können dabei ausgetauscht werden.In particular, the contents of the data storage devices 14 can be exchanged.

Der Cloud-Server 36 kann beispielsweise ein Webinterface aufweisen, das für den Anwender der Überwachungsvorrichtung alle gemessenen Daten und die daraus gewonnenen Erkenntnisse zur Dimensionierung der Heizungsanlage bereithält.The cloud server 36 can, for example, have a web interface that provides the user of the monitoring device with all measured data and the knowledge gained from it for dimensioning the heating system.

In einigen Ausführungsformen kann der Cloud-Server 36 und/oder die Überwachungsvorrichtung 10 eine Schnittstelle aufweisen, mittels derer ein Fachmann, beispielsweise ein Heizungsbauer, die Betriebsdaten und/oder die Analyseergebnisse abrufen und zur Optimierung der Heizungsanlage heranziehen kann.In some embodiments, the cloud server 36 and/or the monitoring device 10 may have an interface by means of which a specialist, for example a heating engineer, can retrieve the operating data and/or the analysis results and use them to optimize the heating system.

In einigen Ausführungsformen weist die Überwachungsvorrichtung 10 eine Energiegewinnungseinrichtung 40 auf, die beispielsweise gemeinsam mit der Sensoreinrichtung 16 an der Steuerleitung 30 oder dem Brennstofffreigabeventil 26 angeordnet sein kann. Wenn das Brennstofffreigabeventil 26 mit Wechselstrom betrieben wird, dann bildet sich in dem Raum um das Brennstofffreigabeventil 26 ein elektromagnetisches Wechselfeld. Die Energiegewinnungseinrichtung 40 entnimmt diesem Wechselfeld induktiv die benötigte Energie für den Betrieb wenigstens eines Teils der Überwachungsvorrichtung 10 oder für die gesamte Überwachungsvorrichtung 10.In some embodiments, the monitoring device 10 has an energy recovery device 40, which can be arranged, for example, together with the sensor device 16 on the control line 30 or the fuel release valve 26. If the fuel release valve 26 is operated with alternating current, an alternating electromagnetic field is formed in the space around the fuel release valve 26. The energy recovery device 40 inductively extracts the energy required for the operation of at least part of the monitoring device 10 or for the entire monitoring device 10 from this alternating field.

Zu diesem Zweck weist die Energiegewinnungseinrichtung 40 eine Spuleneinrichtung auf, die möglichst senkrecht zu den Feldlinien des elektromagnetischen Wechselfelds angeordnet ist. In weiteren Ausführungsformen sind wenigstens zwei Spuleneinrichtungen vorgesehen, die zueinander schief angeordnet sind, so dass wenigstens durch eine der Spulenflächen der Spuleneinrichtungen ein sich ständig ändernder, von dem Brennstofffreigabeventil 26 erzeugter, magnetischer Fluss vorhanden ist, der in der Spuleneinrichtung einen elektrischen Strom induziert.For this purpose, the energy generation device 40 has a coil device that is arranged as perpendicularly as possible to the field lines of the alternating electromagnetic field. In further embodiments, at least two coil devices are provided that are arranged obliquely to one another, so that at least through one of the coil surfaces of the coil devices there is a constantly changing magnetic flux generated by the fuel release valve 26, which induces an electric current in the coil device.

Von der Energiegewinnungseinrichtung 40 gewonnene elektrische Energie kann in einigen Ausführungsformen von der Energieversorgungseinrichtung 18 gesammelt und/oder gespeichert werden, bis Einrichtungen der Überwachungsvorrichtung 10 sie benötigen.Electrical energy generated by the energy generation device 40 may, in some embodiments, be collected and/or stored by the energy supply device 18 until devices of the monitoring device 10 require it.

Durch die Energiegewinnungseinrichtung 40 ist es nicht mehr notwendig, einen elektrischen Stromanschluss für die Überwachungsvorrichtung 10 vorzusehen, was deren Installation und Betrieb zusätzlich vereinfacht.Due to the energy generation device 40, it is no longer necessary to provide an electrical power connection for the monitoring device 10, which further simplifies its installation and operation.

Die Überwachungsvorrichtung 10 ist preiswert herzustellen und einfach installierbar. Sie ermöglicht, die beschriebenen Verfahren, insbesondere die Analyseverfahren, zuverlässig großflächig durchzuführen. Durch die Sammlung der Betriebsdaten, beispielsweise in dem Cloud-Server 26, können Informationen über die tatsächliche Effizienz der beispielsweise in einem Land installierten Heizungsanlagen 22 gewonnen werden.The monitoring device 10 is inexpensive to manufacture and easy to install. It enables the described methods, in particular the analysis methods, to be carried out reliably over a large area. By collecting the operating data, for example in the cloud server 26, information can be obtained about the actual efficiency of the heating systems 22 installed in a country, for example.

Ebenso wäre es möglich, auf Grundlage der ermittelten Betriebsdaten wie oben beschrieben Heizungsanlagen 22 zu ermitteln, deren Effizienz zu weit von der erreichbaren Effizienz entfernt ist. Diese Möglichkeit ist bisher nicht eröffnet, da keine Erfassung und/oder Speicherung der dafür notwendigen Daten auf eine Weise geschieht, bei der die von unterschiedlichen Heizungsanlagen 22 gewonnenen Daten vergleichbar wären. Die innovative Überwachungsvorrichtung 10 bietet dadurch auch beispielsweise die Möglichkeit, Steuern und/oder Abgaben für Heizungsanlagen 22 zu erheben, die nach den obigen Analysen eine unnötig hohe Schadstoffbelastung und/oder Energieverbrauch aufweisen.It would also be possible, on the basis of the operating data determined as described above, to identify heating systems 22 whose efficiency is too far removed from the achievable efficiency. This possibility has not yet been made available because the data required for this is not recorded and/or stored in a way that would make the data obtained from different heating systems 22 comparable. The innovative monitoring device 10 therefore also offers the possibility, for example, of levying taxes and/or fees for heating systems 22 which, according to the above analyses, have an unnecessarily high level of pollution and/or energy consumption.

Um eine Energieeinsparung oder Schadstoffreduzierung zu erreichen könnte beispielsweise eine Sonderabgabe für besonders ineffizient betriebene Heizungsanlagen eingeführt werden, deren Höhe aufgrund der hier genannten Analysen bestimmbar ist. Ebenso wäre es möglich, ein Belohnungs- oder Anreizsystem für Effizienzerhöhungen des Heizungsbetriebs auf Grundlage der ermittelten Daten zu erheben. Dieses Anreizsystem könnte beispielweise dem bestehenden Verfahren zur Zuweisung von Emissionsminderungszertifikaten ähnlich aufgebaut werden.In order to achieve energy savings or a reduction in pollutants, a special levy could be introduced for particularly inefficient heating systems, the amount of which can be determined on the basis of the analyses mentioned here. It would also be possible to set up a reward or incentive system for increasing the efficiency of heating systems on the basis of the data collected. This incentive system could, for example, be structured in a similar way to the existing procedure for allocating emission reduction certificates.

Auch wenn die offenbarten Beispiele lediglich mit Öl oder mit Gas betriebene Heizungsanlagen 22 betreffen ist die vorliegende Überwachungsvorrichtung 10 auch vorteilhaft mit Wärmepumpen verwendbar. Auch Wärmepumpen sind am Beginn ihres Heizzyklus ineffizient und weisen einen stabilen Betriebszustand auf, in dem sie die höchste Effizienz aufweisen. Wärmepumpen benötigen nach einem Kaltstart eine gewisse Zeit, um in ihren Aggregaten thermodynamische Verhältnisse zu schaffen, die eine Extraktion von Wärme aus dem jeweiligen Medium, beispielsweise Luft, erlauben. Dabei wird Energie in Form von elektrischem Strom verwendet, die dadurch nicht oder nur mit großen Verlusten als Heizenergie nutzbar ist. Dadurch werden, je nach verwendetem Strommix, an anderer Stelle Schadstoffe erzeugt, ohne dass dadurch ein Vorteil in Form von Wärme entstanden wäre.Even if the disclosed examples only relate to heating systems 22 operated with oil or gas, the present monitoring device 10 can also be used advantageously with heat pumps. Heat pumps are also inefficient at the beginning of their heating cycle and have a stable operating state in which they have the highest efficiency. After a cold start, heat pumps require a certain amount of time to to create thermodynamic conditions that allow heat to be extracted from the respective medium, for example air. This involves using energy in the form of electricity, which cannot be used as heating energy or can only be used with great losses. Depending on the electricity mix used, this means that pollutants are generated elsewhere without any benefit in the form of heat being gained.

Gerade zu Beginn eines Heizvorgangs ist der Wärmeertrag sogar negativ. Erst allmählich nähert sich die Effizienz ihrem Maximum, das je nach Anlage nach 8 bis 15 Minuten annähernd erreicht wird. Ab diesem Zeitpunkt ist die Wärmepumpe in dem stabilen Betriebszustand. Hier ergeben sich also dieselben Einsparpotenziale wie bei einer öl- oder gasbetriebenen Heizungsanlage.At the beginning of a heating process, the heat yield is even negative. Only gradually does the efficiency approach its maximum, which is approximately reached after 8 to 15 minutes, depending on the system. From this point on, the heat pump is in a stable operating state. This therefore offers the same savings potential as with an oil or gas-powered heating system.

Die vorliegende Erfindung ist in Sachen Simplifikation, Handling, Umsetzbarkeit, Anwenderfreundlichkeit und Kosten im Vergleich zum Stand der Technik unerreicht.The present invention is unmatched in terms of simplification, handling, feasibility, user-friendliness and costs compared to the prior art.

So liegt beispielsweise der Aufwand für den Einbau von Schiebern, Wärmemengenzähler und Brennstoffmengenzähler mit herkömmlichen Mitteln bei ca. 2000.- €. Im Vergleich dazu betragen die Kosten für den Einbau bei der vorliegenden Erfindung lediglich 200.- €.For example, the cost of installing slide valves, heat meters and fuel meters using conventional means is around €2,000. In comparison, the cost of installing the present invention is only €200.

Die vorliegende Erfindung weist eine Vielzahl von Vorteilen auf: Konkrete automatisierte Aussagen zur Effizienz im Heizungsbetrieb, konkrete automatisierte Aussagen zum relativen Schadstoffausstoß, eine höhere Genauigkeit als herkömmliche Wärmemengenzähler, eine direkte Anzeige/Umrechnung der CO2-Emissionen, eine konkrete Berechnung und Anzeige von Empfehlungen zur Anlagenoptimierung, Dimensionierung, Brennstoff, Schadstoff sowie zum CO2-Einsparpotential. Die vorliegende Erfindung weist darüber hinaus eine selbstladende autarke induktive Energieversorgung auf. Sie ist anwenderfreundlich und sofort durch Endverbraucher einsetzbar.The present invention has a number of advantages: Specific automated statements on efficiency in heating operation, specific automated statements on relative pollutant emissions, greater accuracy than conventional heat meters, direct display/conversion of CO2 emissions, specific calculation and display of recommendations on system optimization, dimensioning, fuel, pollutants and CO2 saving potential. The present invention also has a self-charging, self-sufficient inductive energy supply. It is user-friendly and can be used immediately by end users.

Derzeit führen Heizungsanlagen 22 in Deutschland im Schnitt 20000 Starts im Jahr durch. Durch gezielte Anpassung der installierten Heizungsanlagen 22 aufgrund der mit der Überwachungsvorrichtung 10 ermittelten Daten ist es möglich, diese Zahl auf weniger als 12000, in einzelnen Fällen auf weniger als 5000 zu verringern. Dadurch würden signifikante Mengen an Schadstoffen und CO2 eingespart werden. Bereits eine Verlängerung der durchschnittlichen Brenndauer auf das Doppelte bei Reduzierung der Zahl der Brennerstarts auf die Hälfte bewirkt eine Reduzierung des Schadstoffausstoßes um mehr als 50%.Heating systems 22 in Germany currently carry out an average of 20,000 starts per year. By specifically adapting the installed heating systems 22 based on the data determined by the monitoring device 10, it is possible to reduce this number to less than 12,000, in some cases to less than 5,000. This would save significant amounts of pollutants and CO2. Even just doubling the average burning time and reducing the number of burner starts by half would reduce pollutant emissions by more than 50%.

Insbesondere ermöglichen die Überwachungsvorrichtung 10 und die Analyseverfahren, die Effizienz der Heizungsanlage 22 in ihrem konkreten Umfeld zu ermitteln. Eine Fehldimensionierung wird unabhängig vom Gebäudetyp, Umgebungsdaten oder Nutzerverhalten erkannt.In particular, the monitoring device 10 and the analysis methods make it possible to determine the efficiency of the heating system 22 in its specific environment. Incorrect dimensioning is detected regardless of the building type, environmental data or user behavior.

Darüber hinaus könnte durch den Aufbau einer zentralen Datenbank eine verursacherkonforme Erfassung der Umweltbelastung und Verbrauchsmessung auf staatlicher Ebene möglich werden.In addition, the creation of a central database could make it possible to record environmental pollution and measure consumption at the state level in accordance with the polluter pays principle.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
ÜberwachungsvorrichtungMonitoring device
1212
VerarbeitungseinrichtungProcessing facility
1414
DatenspeichereinrichtungData storage facility
1616
SensoreinrichtungSensor device
1818
EnergieversorgungseinrichtungEnergy supply facility
2020
Verbindungskabel (der Sensoreinrichtung)Connecting cable (of the sensor device)
2222
HeizungsanlageHeating system
2424
HeizungssteuerungHeating control
2626
Brennstofffreigabeventil (Aggregat der Heizungsanlage)Fuel release valve (heating system unit)
2828
BrennereinrichtungBurner device
3030
SteuerleitungControl line
3232
AnzeigeneinrichtungDisplay setup
3434
EingangsmodulInput module
3636
Cloud-ServerCloud server
3838
KommunikationseinrichtungCommunication facility
4040
EnergiegewinnungseinrichtungEnergy generation facility

Claims (10)

Verfahren zur Ermittlung energetischer Defizite eines Betriebs einer Heizungsanlage (22), gekennzeichnet durch die Schritte: a) Erfassen von Betriebsdaten der Heizungsanlage (22) über die Zeit; b) Speichern der erfassten Betriebsdaten in einer Datenspeichereinrichtung (14); c) Vergleichen der erfassten und/oder gespeicherten Betriebsdaten mit Referenzdaten zur Ermittlung von Abweichungen, die eine Ineffizienz der Heizungsanlage (22) indizieren.Method for determining energy deficits in the operation of a heating system (22), characterized by the steps: a) recording operating data of the heating system (22) over time; b) storing the recorded operating data in a data storage device (14); c) comparing the recorded and/or stored operating data with reference data to determine deviations which indicate an inefficiency of the heating system (22). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der Daten in Schritt a) einer oder mehrere der folgenden Betriebsparameter der Heizungsanlage (22) erfasst werden: Eine Anzahl von Anlagenstarts innerhalb eines wiederkehrenden Zeitraums, eine Betriebsdauer der Anlage innerhalb wiederkehrender Zeiträume, ein Datum und/oder eine Uhrzeit eines Anlagenstarts, eine Betriebsdauer der Anlage nach jedem Anlagenstart, eine Gesamtbetriebsdauer der Heizungsanlage über einen wiederkehrenden Zeitraum.Procedure according to Claim 1 , characterized in that for the acquisition of the data in step a) one or more of the following operating parameters of the heating system (22) are recorded: A number of system starts within a recurring period, an operating time of the system within recurring periods, a date and/or time of a system start, an operating time of the system after each system start, a total operating time of the heating system over a recurring period. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) die Anzahl der Anlagenstarts über einen Zeitraum von einem Jahr mit Referenzwerten für die Anzahl der Anlagenstarts über den Zeitraum von einem Jahr verglichen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in step c) the number of plant starts over a period of one year is compared with reference values for the number of plant starts over the period of one year. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) die Anzahl der Anlagenstarts eines Kalendertages mit einem aufgrund langjähriger durchschnittlicher Wetterdaten oder aus gemessenen Wetterdaten des jeweiligen Tages ermittelten Referenzwert verglichen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in step c) the number of system starts on a calendar day is compared with a reference value determined on the basis of long-term average weather data or from measured weather data for the respective day. Überwachungsvorrichtung (10) zur Ermittlung energetischer Defizite eines Betriebs einer Heizungsanlage (22), aufweisend eine Verarbeitungseinrichtung (12), eine Datenspeichereinrichtung (14), eine mit der Verarbeitungseinrichtung (12) verbundene Sensoreinrichtung (16), wobei die Sensoreinrichtung (16) zur Anordnung an einem Aggregat (26) der Heizungsanlage (22) und/oder an einer Steuerleitung (30) des Aggregats (26), und zur Erkennung einer Aktivierung des Aggregats (26) ausgebildet ist, die Verarbeitungseinrichtung (12) zur Erfassung der erkannten Aktivierung und zum Abspeichern und/oder Aktualisieren wenigstens eines Datensatzes betreffend Eigenschaften der Aktivierung in der Datenspeichereinrichtung (14) eingerichtet ist.Monitoring device (10) for determining energy deficits in the operation of a heating system (22), comprising a processing device (12), a data storage device (14), a sensor device (16) connected to the processing device (12), wherein the sensor device (16) is designed to be arranged on a unit (26) of the heating system (22) and/or on a control line (30) of the unit (26) and to detect an activation of the unit (26), the processing device (12) is designed to record the detected activation and to store and/or update at least one data set relating to properties of the activation in the data storage device (14). Überwachungsvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (16) zur induktiven Erkennung der Aktivierung des Aggregats (26) ausgebildet ist.Monitoring device according to Claim 5 , characterized in that the sensor device (16) is designed for inductive detection of the activation of the unit (26). Überwachungsvorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Energiegewinnungseinrichtung zur Anordnung an dem Aggregat (26), die zur Energiegewinnung aus einem von dem mit Wechselstrom betriebenen Aggregat (26) erzeugten elektromagnetischen Wechselfeld ausgebildet ist.Monitoring device according to Claim 5 or 6 , characterized by an energy generation device for arrangement on the unit (26), which is designed to generate energy from an alternating electromagnetic field generated by the unit (26) operated with alternating current. Überwachungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine Kommunikationseinrichtung (38) zur Kommunikation mit entfernt angeordneten Einrichtungen der Verarbeitungseinrichtung (12).Monitoring device according to one of the Claims 5 until 7 , characterized by a communication device (38) for communicating with remotely arranged devices of the processing device (12). Überwachungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (12) und/oder die Sensoreinrichtung (16) zur Ausführung wenigstens eines Schrittes eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 eingerichtet ist.Monitoring device according to one of the Claims 5 until 8th , characterized in that the processing device (12) and/or the sensor device (16) are designed to carry out at least one step of a method according to one of the Claims 1 until 4 is set up. Überwachungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (16) ohne Eingriff in eine Steuerleitung (30) und/oder das Aggregat (26) montierbar und demontierbar ist.Monitoring device according to one of the Claims 5 until 9 , characterized in that the sensor device (16) can be mounted and dismounted without interfering with a control line (30) and/or the unit (26).
DE102022134692.7A 2022-12-23 2022-12-23 Method and monitoring device for determining energy deficits in the operation of a heating system and their influence on efficiency, pollutant emissions and CO2 emissions Pending DE102022134692A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022134692.7A DE102022134692A1 (en) 2022-12-23 2022-12-23 Method and monitoring device for determining energy deficits in the operation of a heating system and their influence on efficiency, pollutant emissions and CO2 emissions
PCT/EP2023/087786 WO2024133963A1 (en) 2022-12-23 2023-12-25 Device and method for monitoring heating installations and for determining efficiency, environmental impact and optimum heating performance in buildings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022134692.7A DE102022134692A1 (en) 2022-12-23 2022-12-23 Method and monitoring device for determining energy deficits in the operation of a heating system and their influence on efficiency, pollutant emissions and CO2 emissions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022134692A1 true DE102022134692A1 (en) 2024-07-04

Family

ID=89542059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022134692.7A Pending DE102022134692A1 (en) 2022-12-23 2022-12-23 Method and monitoring device for determining energy deficits in the operation of a heating system and their influence on efficiency, pollutant emissions and CO2 emissions

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022134692A1 (en)
WO (1) WO2024133963A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19807324A1 (en) 1998-02-20 1999-09-09 Viessmann Werke Kg Control method and control device for a heating system
DE19840223A1 (en) 1998-09-03 2000-03-23 Viessmann Werke Kg Operation detector, e.g. for solenoid valve controlling flow of fuel to combustion nozzles of heating system uses coil to detect magnetic field produced by flow in line
DE102009038351A1 (en) 2009-05-13 2010-11-18 Horst Zacharias Method for monitoring energy efficient operation of e.g. air conditioning system, involves displaying plausibility and comparison results according to comparison and calculation processes
DE102013209114A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Method for assessing the energy consumption of a heating system and apparatus for carrying out the method
DE102021105837A1 (en) 2021-03-10 2022-09-15 Viessmann Climate Solutions Se METHOD, MONITORING SYSTEM AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT FOR MONITORING A HEATING SYSTEM AND/OR AN AIR CONDITIONING SYSTEM

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19807324A1 (en) 1998-02-20 1999-09-09 Viessmann Werke Kg Control method and control device for a heating system
DE19840223A1 (en) 1998-09-03 2000-03-23 Viessmann Werke Kg Operation detector, e.g. for solenoid valve controlling flow of fuel to combustion nozzles of heating system uses coil to detect magnetic field produced by flow in line
DE102009038351A1 (en) 2009-05-13 2010-11-18 Horst Zacharias Method for monitoring energy efficient operation of e.g. air conditioning system, involves displaying plausibility and comparison results according to comparison and calculation processes
DE102013209114A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Method for assessing the energy consumption of a heating system and apparatus for carrying out the method
DE102021105837A1 (en) 2021-03-10 2022-09-15 Viessmann Climate Solutions Se METHOD, MONITORING SYSTEM AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT FOR MONITORING A HEATING SYSTEM AND/OR AN AIR CONDITIONING SYSTEM

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024133963A1 (en) 2024-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60311195T2 (en) Method / system for mapping a combustion chamber in a gas turbine
DE102004052433B4 (en) Gas turbine control apparatus, gas turbine system and gas turbine control method
DE102004008521B3 (en) Method and arrangement for determining the thermal connection value of a building
DE102005029818A1 (en) Method and apparatus for providing an economic analysis of power generation and distribution
DE102011005651A1 (en) Method for ignition plug selective determination of wear of ignition plugs of internal combustion engine, involves detecting whether actual value of actuating parameter or operating parameter has reached predetermined threshold value
EP3825623A1 (en) Heater with emergency control system
DE102007030492A1 (en) Building model-based predictive control method for heating a limited system
CH700963A2 (en) A method for automatic detection and representation of the operation, and the work and functioning of building services and / or technical production plants in terms of their energy efficiency.
EP1777465A2 (en) Method for the determination of the heating requirement of a building
EP2952865B1 (en) Method for determining the consumption of gas and electricity of a heating device
DE102012215368A1 (en) Process for energetic, daily updated permanent analysis of building services
DE102008020651B3 (en) An electrochemical gas sensor drive circuit and method of adjusting an electrochemical gas sensor
DE102022134692A1 (en) Method and monitoring device for determining energy deficits in the operation of a heating system and their influence on efficiency, pollutant emissions and CO2 emissions
DE102013112896A1 (en) Method, system and computer program product for analyzing production and / or process engineering processes and / or process steps in a plant
DE102005046235A1 (en) Energy conversion system`s e.g. heating system, efficiency determining arrangement, has computing module receiving measurement values e.g. temperature and determining real-time efficiency and efficiency relevant parameter of system
EP1220412A1 (en) Method and device for controlling and monitoring consumption of electrical power
EP2162810B1 (en) Method for determining the life cycle of a power station component
DE102016201745A1 (en) Soft sensor for identification and control or control of a ventilation system
WO2018224222A1 (en) Method for operating a thermal consumption system
WO2017114592A1 (en) Method for checking the reaction ability of a sensor taking into account the new state
DE3542132C3 (en) Device for displaying the status of a boiler
DE19504325C2 (en) Method and device for cost-oriented monitoring and / or display of the operating state of a cleanable heat exchanger
DE102014219771A1 (en) Method for determining the energy requirement of a production machine or of a production system consisting of several production machines, as well as a measuring device suitable for carrying out the method
DE102018110044B4 (en) Method and device for the coordinated operation of electrical devices
DE102016223612A1 (en) Method for analyzing and / or diagnosing at least one heat generator of a heating system, control unit and heating system for this purpose