DE4119454A1 - Auswerteeinrichtung an einem heizgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auswerteeinrichtung an einem Heizgerät, dem eingangsseitig ein Heizmedium zugeführt wird und das ausgangsseitig einen Wasserstrom erwärmt, wobei eine erste Meßanordnung dessen Vorlauftemperatur, dessen Rücklauftemperatur und dessen Volumenstrom erfaßt.

Das Heizgerät kann beispielsweise ein Heizkessel, ein Durchlauferhitzer oder eine Wärmepumpe sein. Als Heizmedium wird Öl, Gas, elektrischer Strom oder eine andere Wärmequelle, beispielsweise Solarenergie, verwendet.

Eine Auswerteeinrichtung der eingangs genannten Art ist in der DE 35 05 600 A1 beschrieben. Die Vorlauftemperatur und die Rücklauftemperatur sowie die Durchflußmenge einer Heizungsanlage, die mit thermostatischen Mischventilen arbeitet, werden dort gemessen, da sie ein Abbild der den Verbrauchern zugeführten Energie sind. Die jeweils verbrauchte Energie wird mit einem Toleranzband verglichen. Es ist ein Stellglied vorgesehen, mit dem das dem Heizgerät zugeführte Heizmedium gesteuert wird. Liegt die verbrauchte Energie innerhalb des Toleranzbandes, dann wird die dem Heizgerät zugeführte Energie nicht geändert. Liegt die verbrauchte Leistung oberhalb oder unterhalb des Toleranzbandes, dann wird mittels des Stellgliedes das dem Heizgerät zugeführte Heizmedium entsprechend nachgesteuert. Der Benutzer hat keine Möglichkeit, den Wirkungsgrad, mit dem das Heizgerät im jeweiligen Fall arbeitet, festzustellen.

In der DE 26 55 513 C2 ist eine Einrichtung zum Regeln der von einer Fernwärmeenergiequelle abgegebenen Wärmemenge beschrieben. Dort werden ebenfalls die Vorlauftemperatur, die Rücklauftemperatur und die Durchflußmenge eines Wärmeträgers gemessen. Dieses Meßergebnis wird dazu benutzt, unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Außentemperatur und eines Sollwertgebers die Energiemenge zu bestimmen, die den Verbrauchern zugeführt wird.

Im Rahmen der Bestrebungen zur Energieeinsparung ist es für den Benutzer des Heizgeräts wichtig, feststellen zu können, mit welchem Wirkungsgrad das Heizgerät in der jeweiligen Betriebsphase arbeitet. Er hat dann die Möglichkeit, seinen Wärmebedarf so zu gestalten, daß das Heizgerät mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad arbeitet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Auswerteeinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit der der Benutzer beim Betrieb des Heizgeräts den jeweiligen Wirkungsgrad des Heizgeräts erkennen kann.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß eingangsseitig eine zweite Meßanordnung vorgesehen ist, die den Strom des zugeführten Heizmediums erfaßt, daß eine Rechnerschaltung aus den Meßwerten der beiden Meßanordnungen der eingangsseitig zugeführten und der ausgangsseitig abgeführten Energie proportionale Größen ermittelt und deren Differenz oder deren Verhältnis als Ergebnis ermittelt und anzeigt.

Der Benutzer hat dadurch die Gelegenheit, in jeder Betriebsphase des Heizgeräts ablesen zu können, ob das Heizgerät mit einem hohen oder weniger hohen Wirkungsgrad arbeitet. Erscheint dem Benutzer der Wirkungsgrad in einem Betriebsfall zu niedrig, dann kann er seinen Wärmebedarf in manchen Fällen so ändern, daß das Heizgerät in eine Betriebsphase mit höherem Wirkungsgrad übergeht.

Es ist möglich, aus den energieproportionalen Größen die Differenz zu bilden. Ist die Differenz groß, dann liegt ein schlechter Wirkungsgrad vor. Bei kleiner Differenz ist der Wirkungsgrad gut. Es ist jedoch auch möglich, das Verhältnis der energieproportionalen Größen zu ermitteln. Liegt das Ergebnis nahe bei 1, arbeitet das Heizgerät mit einem hohen Wirkungsgrad.

In Ausgestaltung der Erfindung vergleicht die Rechnerschaltung das Ergebnis mit einem gespeicherten Toleranzband und gibt ein Signal ab, wenn das Ergebnis außerhalb des Toleranzbandes liegt. Das Toleranzband ist so bemessen, daß das Ergebnis in üblichen Betriebsfällen innerhalb des Toleranzbandes legt. Arbeitet das Heizgerät mit einem extrem schlechten Wirkungsgrad, dann ist dies ein Zeichen für eine Störung des Heizgeräts. In diesem Fall wird das Toleranzband über- bzw. unterschritten und ein Signal abgegeben, so daß der Benutzer die Wartung des Heizgeräts veranlassen kann.

In Ausbildung der Erfindung zeigt die Rechnerschaltung auch die ermittelten Größen der zugeführten und der abgeführten Energie an. Der Benutzer hat dann zusätzlich einen Überblick über die Absolutwerte der zugeführten Energie und der abgeführten Energie.

Bei öl- oder gasbetriebenen Heizgeräten läßt sich als zweite Meßanordnung ein einfacher Durchflußmesser vorsehen. Bei elektrischen Heizgeräten wird der vom Heizgerät aufgenommene elektrische Strom gemessen.

Ist an das Heizgerät eine andere Wärmequelle, beispielsweise eine Solaranlage angeschlossen, die mit einem eigenen Heizmedium-Kreislauf arbeitet, dann wird als zweite Meßanordnung in diesem Kreislauf die Vorlauftemperatur und die Rücklauftemperatur sowie die Durchflußmenge gemessen.

Bei gas- oder ölbetriebenen Heizgeräten ist die Abgastemperatur ein Abbild der dem ausgangsseitigen Wasserstrom zugeführten Wärmeenergie. Die Abgastemperatur ist niedrig, wenn im Heizgerät dem ausgangsseitigen Wasserstrom eine vergleichsweise hohe Energie zugeführt wird. Die Abgastemperatur ist hoch, wenn der Wasserstrom im Heizgerät nur eine vergleichsweise kleine Wärmemenge aufnimmt. In Ausgestaltung der Erfindung mißt ein an die Rechnerschaltung angeschlossener Temperaturfühler die Abgastemperatur und die Rechnerschaltung ermittelt hieraus eine energieproportionale Größe und vergleicht diese mit einer der anderen Größen.

Durch diese Auswerteeinrichtung hat auch der Schornsteinfeger die Möglichkeit, bei seiner routinemäßigen Kontrolle des Heizgeräts dessen Funktion und Abgasverhalten zu überprüfen, ohne daß er hierfür teuere und aufwendige Messungen anstellen muß.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt einen Gas-Durchlauferhitzer schematisch.

Ein Heizkessel (1) weist einen Gasbrenner (2) auf, der an eine Zuleitung (3) angeschlossen ist. In der Zuleitung (3) liegen ein Durchflußmesser (4) und ein Steuerventil (5) für den Gasdurchfluß.

Der Heizkessel (1) ist an ein Abgasrohr (6) angeschlossen. Im Heizkessel (1) ist ein Wärmetauscher (7) angeordnet. An diesem liegen eine Vorlaufleitung (8) und eine Rücklaufleitung (9), die an Raumheizkörper (10) angeschlossen sind. In der Vorlaufleitung (8) sind ein Durchflußmesser (11) und ein Temperaturfühler (12) angeordnet. In der Rücklaufleitung (9) ist ein Temperaturfühler (13) vorgesehen. Ein Temperaturfühler (14) ist im Abgasrohr (6) angeordnet.

Die Durchflußmesser (4, 11) und Temperaturfühler (12, 13, 14) sind an eine Rechnerschaltung (15) angeschlossen. Die Temperaturfühler (12, 13) und der Durchflußmesser (11) bilden die erste Meßanordnung. Der Durchflußmesser (4) ist die zweite Meßanordnung.

Die Rechnerschaltung (15) weist einen ersten Schaltungsteil (16) auf, der das von der durchfließenden Gasmenge abhängige Signal des Durchflußmessers (4) erfaßt und aus diesem eine der zugeführten Energie proportionale Größe ermittelt. Hierfür ist ein Speicher (17) vorgesehen, der die Konstanten des Gases enthält. Diese Größe ist an einer Anzeige (18) ablesbar.

Die Rechnerschaltung (15) weist einen zweiten Schaltungsteil (19) auf, an den der Durchflußmesser (11) und die Temperaturfühler (12, 13) angeschlossen sind. Aus der Temperaturdifferenz und der Durchflußmenge ermittelt die Rechnerschaltung (15) eine zu der an die Raumheizkörper (10) abgeführten Energie proportionale Größe. Diese ist an der Anzeige (20) ablesbar.

Außerdem ist ein weiterer Schaltungsteil (21) vorgesehen, an den der Temperaturfühler (14) angeschlossen ist. Der weitere Schaltungsteil (21) ermittelt unter Berücksichtigung von in einem Speicher (22) abgelegten Speicherwerten eine energieproportionale Größe. Auch diese ist an der Anzeige (20) ablesbar.

Die Rechnerschaltung (15), die beispielsweise von einem Mikrocomputer gebildet ist, ermittelt die Differenz zwischen der der zugeführten Energie proportionalen Größe und der der abgeführten Energie proportionalen Größe und zeigt diese Differenz an einer Anzeige (23) an. Der Benutzer sieht an einem niedrigen Wert der Anzeige (23), daß das Heizgerät mit hohem Wirkungsgrad arbeitet. An einer großen Differenz sieht er, daß der Wirkungsgrad weniger hoch ist.

An die Rechnerschaltung (15) ist ein weiterer Speicher (24) angeschlossen. Dieser enthält Werte für ein Toleranzband. Liegt die jeweils ermittelte Energiedifferenz innerhalb dieses Toleranzbandes, dann bedeutet dies, daß das Heizgerät ordnungsgemäß arbeitet. Überschreitet die Differenz das Toleranzband, dann gibt eine Signaleinrichtung (25) ein Signal ab. Dies ist für den Benutzer ein Zeichen dafür, daß eine Wartung vorgenommen werden sollte.

Die Anzeigen (18, 20, 23) und die Signaleinrichtung (25) brauchen keine separaten Baugruppen zu sein. Sie sind in einer Anzeigeeinrichtung integriert.

Die Rechnerschaltung (15) kann die energieproportionalen Größen praktisch ununterbrochen auswerten. Es ist jedoch auch möglich, daß die Rechnerschaltung (15) die Größen über eine bestimmte Zeiteinheit, beispielsweise 30 min, erfaßt und nach dieser Zeiteinheit Durchschnittswerte für die vergangene Zeiteinheit ermittelt und diese dann zur Anzeige bringt. In gleicher Weise kann auch ein Durchschnitt des Differenzwertes gebildet werden.

Es ist auch möglich, die Meßwerte jeweils zwischen einem Einschalten und einem Ausschalten des Brenners (2) zu erfassen und dann den auf diese Einschaltphase bezogenen Durchschnittswert anzuzeigen. Der Benutzer weiß dann, mit welchem Wirkungsgrad das Heizgerät bei der jeweils letzten Einschaltdauer gearbeitet hat.

Die Rechnerschaltung (15) steuert außerdem das Steuerventil (5) für den Gasfluß. Dies erfolgt in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur an den Temperaturfühlern (12, 13) und der vom Durchflußmesser (11) erfaßten Durchflußmenge, wie in der DE 35 05 600 beschrieben.

Claims (7)

1. Auswerteeinrichtung an einem Heizgerät, dem eingangsseitig ein Heizmedium zugeführt wird und das ausgangsseitig einen Wasserstrom erwärmt, wobei eine erste Meßanordnung dessen Vorlauftemperatur, dessen Rücklauftemperatur und dessen Volumenstrom erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß eingangsseitig eine zweite Meßanordnung (4) vorgesehen ist, die den Strom des zugeführten Heizmediums erfaßt, daß eine Rechnerschaltung (15) aus den Meßwerten der beiden Meßanordnungen (11, 12, 13; 4) der eingangsseitig zugeführten und der ausgangsseitig abgeführten Energie proportionale Größen ermittelt und deren Differenz oder deren Verhältnis als Ergebnis ermittelt und anzeigt.

2. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnerschaltung (15) das Ergebnis mit einem gespeicherten Toleranzband (24) vergleicht und ein Signal abgibt, wenn das Ergebnis außerhalb des Toleranzbandes liegt.

3. Auswerteeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnerschaltung (15) auch die ermittelten Größen der zugeführten und der abgeführten Energie anzeigt (18, 20).

4. Auswerteeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizgerät öl- oder gasbetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Meßanordnung ein Durchflußmesser (4) vorgesehen ist.

5. Auswerteeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Heizgerät öl- oder gasbetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein an die Rechnerschaltung (15) angeschlossener Temperaturfühler (14) die Abgastemperatur mißt und die Rechnerschaltung (15) hieraus eine energieproportionale Größe ermittelt und diese mit einer der anderen Größen vergleicht.

6. Auswerteeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnerschaltung (15) während einer Zeiteinheit die Meßwerte erfaßt und nach der Zeiteinheit Durchschnittswerte der energieproportionalen Größen ermittelt und deren Differenz oder deren Verhältnis ermittelt und anzeigt.

7. Auswerteeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnerschaltung (15) ein Steuerventil (5) für die zugeführte Energie steuert.