EP1845318A2 - Verfahren zur Überwachung einer Strömungssicherung - Google Patents

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EP1845318A2
EP1845318A2 EP07006941A EP07006941A EP1845318A2 EP 1845318 A2 EP1845318 A2 EP 1845318A2 EP 07006941 A EP07006941 A EP 07006941A EP 07006941 A EP07006941 A EP 07006941A EP 1845318 A2 EP1845318 A2 EP 1845318A2
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    • F24H15/36—Control of heat-generating means in heaters of burners

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a flow safety device for heaters.
  • a flow safety device serves as a train interruption between the heater and the chimney.
  • several devices can be operated independently of each other on a common fireplace;
  • the flow control is used to ensure that exhaust backflow or backflow does not interfere with the operation of the heater. Short-term disturbances, for example due to pressure surges on the chimney, are largely decoupled from the heater and thus do not immediately cause the flame to go out.
  • Flow fuses must be monitored. So it is necessary that in the case in which the exhaust gases can not be discharged through a closed fireplace, the heater is switched off. If, for example, a chimney is closed by a stork's nest, a jam forms in the chimney. The exhaust gases then exit through lateral openings of the flow control. If an exhaust gas sensor is located there, then it can be recognized that the exhaust gas escapes at an undesired location and a device shutdown is initiated.
  • the exhaust gas sensors are usually temperature sensors in the form of NTCs (electrical resistance with a negative temperature coefficient). However, there may be situations in which, despite the open fireplace Exhaust gas exits into the installation room, wherein this exhaust gas outlet can not be determined by means of the usual sensors. In this case, this outlet can be detected via another sensor.
  • the invention is therefore based on the object to ensure safe operation of the heater in all conceivable operating conditions and to prevent exhaust gas leakage into the installation room.
  • the monitoring method is activated only after a predetermined operating time of the heater. This ensures that the unsteady starting state has been overcome and the sensors have at least approximately reached their operating temperature.
  • a device for carrying out the method according to claim 1 is protected.
  • a third temperature sensor is provided by which the function of the two other sensors can be monitored.
  • FIG. 1 shows a flow safety device 1 according to the prior art with a lower exhaust manifold 2, which is arranged above a heat exchanger, not shown, of a heater.
  • An upper exhaust manifold 7 opens into an exhaust pipe connection 3, from which an unillustrated exhaust pipe leads into a chimney.
  • a baffle 5 centrally below the exhaust pipe connection 3.
  • the flow control 1 has side openings 6, in each of which deflections 4 are located.
  • the deflections 4 have a semicircular contour and are arranged such that the semi-closed semi-circle below the side walls of the upper exhaust manifold 7 is arranged.
  • a temperature sensor 8 In the lower exhaust collector 2 as well as above a deflection 4 located in a lateral opening 6 on the side facing the installation space there is in each case a temperature sensor 8, 9.
  • Figure 2 shows an alternative device for monitoring the flow control 1 according to the prior art, in which only the temperature above the deflection 4 is detected by the temperature sensor 9. If the temperature detected by means of the temperature sensor 9 exceeds a predetermined threshold value, this is a signal that exhaust gas exits into the installation space. The heater is switched off. Also in this case, the case is not detected in the exhaust gas exits through the side opening 6 below the deflection 4 in the installation room.
  • FIG. 3 shows a device according to the invention which differs from the device according to FIG. 1 in that the one temperature sensor 8 is not located inside the lower exhaust collector 2 but in the upper exhaust collector 7.
  • the hot exhaust gases flow through the upper exhaust collector 7 before they escape into the chimney and thereby heat the temperature sensor 8, which is located centrally below the exhaust pipe connection 3. Meanwhile, the temperature sensor 9 remains above the one located in the side opening 6 deflection 4 on the side facing the installation room cool. Due to the large temperature difference of the temperature detected by the two temperature sensors 8, 9, the heater remains switched on.
  • the temperature sensor 9 is heated, the temperature difference between the two, by means of the temperature sensors 8, 9 detected temperatures is lower, the heater is turned off.
  • the temperature sensors 8, 9 are initially at the level of the temperature of the installation room. If the monitoring program were activated immediately with the release of the fuel gas, the burner could not be started. It is therefore provided that the burner is initially in operation for a few seconds before the monitoring program checks the functionality of the flow safety device by means of the detected temperatures.

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Abstract

Verfahren zur Überwachung einer Strömungssicherung (1) für Heizgeräte, wobei die Strömungssicherung (1) über einen unteren Abgassammler (2), einen oberen Abgassammler (7) mit Abgasrohranschluss (3), ein Leitblech (5) unterhalb des Abgasrohranschlusses (3), mindestens einer seitlichen Öffnung (6) und mindestens eine darin befindliche Umlenkung (4) verfügt, wobei im oberen Abgassammler (7) und oberhalb einer in einer seitlichen Öffnung (6) befindlichen Umlenkung (4) auf der dem Aufstellraum zugewandten Seite jeweils ein Temperatursensor (8, 9) angeordnet ist und im Betrieb des Heizgerätes bei Unterschreitung einer bestimmten Temperaturdifferenz der von den beiden Temperatursensoren (8, 9) erfassten Temperaturen das Heizgerät abgeschaltet wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung einer Strömungssicherung für Heizgeräte.
  • Bei raumluftabhängigen kamingebundenen Heizgeräten dient eine Strömungssicherung als Zugunterbrechung zwischen Heizgerät und Kamin. Hierdurch können einerseits mehrere Geräte unabhängig voneinander an einem gemeinsamen Kamin betrieben werden; andererseits dient die Strömungssicherung dazu, dass Abgasrückstau oder -rückstrom nicht den Betrieb des Heizgerätes behindert. Kurzfristige Störungen zum Beispiel durch Druckstöße auf den Kamin werden vom Heizgerät weitestgehend entkoppelt und führen somit nicht unmittelbar zum Erlöschen der Flamme.
  • Strömungssicherungen müssen überwacht werden. So ist es notwendig, dass in dem Fall, in dem die Abgase nicht über einen verschlossenen Kamin abgeführt werden können, das Heizgerät abgeschaltet wird. Ist beispielsweise ein Kamin durch ein Storchennest verschlossen, so bildet sich im Kamin ein Stau. Die Abgase treten sodann durch seitliche Öffnungen der Strömungssicherung aus. Ist dort ein Abgassensor platziert, so kann erkannt werden, dass die Abgas an einem unerwünschten Ort austreten und eine Geräteabschaltung initiiert werden. Bei den Abgassensoren handelt es sich in der Regel um Temperatursensoren in Form von NTCs (elektrischer Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizient). Es kann jedoch zu Situationen kommen, in denen trotz freiem Kamin Abgas in den Aufstellraum austritt, wobei dieser Abgasaustritt nicht mittels der üblichen Sensoren festgestellt werden kann. In diesem Fall kann über einen weiteren Sensor dieser Austritt erfasst werden.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, in allen erdenklichen Betriebszuständen einen sicheren Betrieb des Heizgerätes zu gewährleisten und Abgasaustritt in den Aufstellraum zu verhindern.
  • Erfindungsgemäß wird dies gemäß den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1 dadurch erreicht, dass unterhalb des Abgasrohranschlusses und oberhalb einer seitlichen Umlenkung jeweils ein Temperatursensor angeordnet ist und im Betrieb des Heizgerätes bei Unterschreitung einer bestimmten Temperaturdifferenz der von den beiden Temperatursensoren erfassten Temperaturen, das Heizgerät abgeschaltet wird.
  • Gemäß den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 2 wird lediglich die Temperatur unterhalb des Abgasrohranschlusses erfasst und bei Unterschreitung einer vorgegebenen Temperatur das Heizgerät abgeschaltet.
  • Gemäß den Merkmalen des abhängigen Verfahrensanspruchs 3 wird das Überwachungsverfahren erst nach einer vorgegebenen Betriebszeit des Heizgerätes aktiviert. Hierdurch wird sichergestellt, dass der instationäre Anfahrzustand überwunden ist und die Sensoren zumindest annähernd ihre Betriebstemperatur erreicht haben.
  • Gemäß den Merkmalen des Vorrichtungsanspruchs 4 wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 geschützt. Gemäß den Merkmalen des abhängigen Vorrichtungsanspruchs 5 ist ein dritter Temperatursensor vorgesehen, durch den die Funktion der beiden anderen Sensoren überwacht werden kann.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Figuren detailliert erläutert. Hierbei zeigen
    • Figur 1 eine Strömungssicherung mit Temperatursensoren gemäß dem Stand der Technik,
    • Figur 2 eine alternative Strömungssicherung gemäß dem Stand der Technik und
    • Figur 3 eine erfindungsgemäße Strömungssicherung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Figur 1 zeigt eine Strömungssicherung 1 gemäß dem Stand der Technik mit einem unteren Abgassammler 2, welcher über einem nicht dargestellten Wärmetauscher eines Heizgerätes angeordnet ist. Ein oberer Abgassammler 7 mündet in einen Abgasrohranschluss 3, von welchem ein nicht dargestelltes Abgasrohr in einen Kamin führt. Im oberen Abgassammler 7 befindet sich ein Leitblech 5 zentral unterhalb des Abgasrohranschlusses 3. Die Strömungssicherung 1 verfügt über seitliche Öffnungen 6, in denen sich jeweils Umlenkungen 4 befinden. Die Umlenkungen 4 haben eine halbkreisförmige Kontur und sind derart angeordnet, dass der nach unten geschlossene Halbkreis unterhalb der seitlichen Wände des oberen Abgassammlers 7 angeordnet ist. Im unteren Abgassammler 2 als auch oberhalb einer in einer seitlichen Öffnung 6 befindlichen Umlenkung 4 auf der dem Aufstellraum zugewandten Seite befindet sich jeweils ein Temperatursensor 8, 9.
  • Beim normalen Heizbetrieb durchströmen heiße Abgase den unteren Abgassammler 2 und erhitzen dabei den Temperatursensor 8, der sich im unteren Abgassammler 2 befindet. Durch den thermischen Auftrieb strömen die Abgase nach oben, passieren sowohl das Leitblech 5 als auch die beiden Umlenkungen 4 auf der jeweils dem Aufstellraum abgewandten Seite und verlassen durch den oberen Abgassammler 7 und den Abgasrohranschluss 3 das Heizgerät. Der Temperatursensor 9 oberhalb der in der seitlichen Öffnung 6 befindlichen Umlenkung 4 auf der dem Aufstellraum zugewandten Seite bleibt hierbei, da durch die Umgebungsluft gekühlt, kalt. Die Temperaturdifferenz zwischen den von den Temperatursensoren 8, 9 gemessenen Temperaturen ist hierbei relativ groß.
  • Können die Abgase nicht durch den Kamin entweichen, so strömen die Abgase aus dem oberen Abgassammler 7 und die Umlenkungen 4 in den Aufstellraum. Hierbei passieren Teile der Abgase den Temperatursensor 9, welcher dadurch erhitzt wird. Die Temperaturdifferenz, welche zwischen den zwei Temperatursensoren 8, 9 nun besteht, ist relativ gering. Eine Regelung, welche diese zwei Temperaturen erfasst, schaltet das Heizgerät ab, um eine Gefährdung von Menschen im Aufstellraum zu verhindern.
  • Unter besonderen Randbedingungen kann es zu einem nicht detektierten Abgasaustritt in den Aufstellraum kommen, obwohl der Kamin frei ist. Befindet sich beispielsweise im Aufstellraum eine Dunstabzugshaube, welche Luft aus dem Aufstellraum in die Umgebung befördert, so entsteht im Aufstellraum ein Unterdruck. Unter besonders ungünstigen Rahmenbedingungen kann es nun vorkommen, dass die heißen Abgase des Heizgerätes nicht mehr durch den thermischen Auftrieb in den Kamin entweichen, sondern durch den Unterdruck im Aufstellraum unterhalb der Umlenkungen 4 in den Aufstellraum durch die Öffnungen 6 geleitet wird. Der Temperatursensor 9 bleibt hierbei kühl, so dass der Abgasaustritt nicht erfasst wird.
  • Figur 2 zeigt eine alternative Vorrichtung zur Überwachung der Strömungssicherung 1 gemäß dem Stand der Technik, bei der lediglich die Temperatur oberhalb der Umlenkung 4 mittels des Temperatursensors 9 erfasst wird. Überschreitet die mittels des Temperatursensors 9 erfasste Temperatur einen vorgegebenen Schwellwert, so ist dies ein Signal dafür, dass Abgas in den Aufstellraum austritt. Das Heizgerät wird abgeschaltet. Auch in diesem Fall wird nicht der Fall erfasst, in dem Abgas durch die seitliche Öffnung 6 unterhalb der Umlenkung 4 in den Aufstellraum austritt.
  • Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, welche sich von der Vorrichtung gemäß Figur 1 dadurch unterscheidet, dass der eine Temperatursensor 8 sich nicht innerhalb des unteren Abgassammlers 2, sondern im oberen Abgassammler 7 befindet.
  • Im normalen Heizbetrieb strömen die heißen Abgase durch den oberen Abgassammler 7, ehe sie in den Kamin entweichen und erhitzen dabei den Temperatursensor 8, der sich zentral unterhalb des Abgasrohranschlusses 3 befindet. Währenddessen verbleibt der Temperatursensor 9 oberhalb der einen in der seitlichen Öffnung 6 befindlichen Umlenkung 4 auf der dem Aufstellraum zugewandten Seite kühl. Aufgrund der großen Temperaturdifferenz der mittels der zwei Temperatursensoren 8, 9 erfassten Temperaturen bleibt das Heizgerät eingeschaltet.
  • Können die Abgase nicht durch den Kamin entweichen, so strömen die im oberen Abgassammler angestauten Abgase in die Umlenkungen 4 und entweichen in den Aufstellraum. Hierbei wird der Temperatursensor 9 erhitzt, die Temperaturdifferenz zwischen den beiden, mittels der Temperatursensoren 8, 9 erfassten Temperaturen wird geringer, das Heizgerät wird abgeschaltet.
  • Herrscht im Aufstellraum ein derartiger Unterdruck, dass die Abgase nicht in den Kamin strömen, sondern durch die seitlichen Öffnungen 6 unterhalb der Umlenkungen 4 in den Aufstellraum gelangen, so bleibt die mittels des Temperatursensors 9 erfasste Temperatur niedrig. Auch gelangen keine Abgase mehr zum Temperatursensor 8 im oberen Abgassammler, so dass dieser ebenfalls abkühlt. Somit ist die Temperaturdifferenz zwischen den beiden von den Temperatursensoren 8, 9 erfassten Temperaturen wiederum relativ gering. Eine Regelung, welche diese beiden Temperaturen erfasst, schaltet den Brenner der Heizung ab, um einen Abgasaustritt in den Aufstellraum zu vermeiden.
  • Es ist auch möglich, lediglich aus der Erfassung der mittels des Temperatursensors 8 im oberen Abgassammler 7 erfassten Temperatur, den nicht erwünschten Fall des Abgasaustritts durch Rückstrom in den Aufstellraum festzustellen. Befindet sich das Heizgerät in Betrieb, so ist im Normalfall davon auszugehen, dass der Temperatursensor 8 im oberen Abgassammler erhitzt wird. Ist dieser hingegen kühl, so muss der Sensor durch Rückstrom durch den Kamin gekühlt worden sein und die Abgase müssen einen anderen Weg gefunden haben. Das Heizgerät wird sodann abgeschaltet.
  • War das Heizgerät längere Zeit abgeschaltet, so befinden sich die Temperatursensoren 8, 9 zunächst auf dem Niveau der Temperatur des Aufstellraums. Würde das Überwachungsprogramm sofort mit Freigabe des Brenngases aktiviert, so könnte der Brenner nicht gestartet werden. Daher ist vorgesehen, dass der Brenner zunächst für einige Sekunden in Betrieb ist, bevor das Überwachungsprogramm mittels der detektierten Temperaturen die Funktionsfähigkeit der Strömungssicherung überprüft.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Überwachung einer Strömungssicherung (1) für Heizgeräte, wobei die Strömungssicherung (1) über einen unteren Abgassammler (2), einen oberen Abgassammler (7) mit Abgasrohranschluss (3), ein Leitblech (5) unterhalb des Abgasrohranschlusses (3), mindestens einer seitlichen Öffnung (6) und mindestens eine darin befindliche Umlenkung (4) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Abgassammler (7) und oberhalb einer in einer seitlichen Öffnung (6) befindlichen Umlenkung (4) auf der dem Aufstellraum zugewandten Seite jeweils ein Temperatursensor (8, 9) angeordnet ist und im Betrieb des Heizgerätes bei Unterschreitung einer bestimmten Temperaturdifferenz der von den beiden Temperatursensoren (8, 9) erfassten Temperaturen das Heizgerät abgeschaltet wird.
  2. Verfahren zur Überwachung einer Strömungssicherung (1) für Heizgeräte, wobei die Strömungssicherung (1) über einen unteren Abgassammler (2), einen oberen Abgassammler (7) mit Abgasrohranschluss (3), ein Leitblech (5) unterhalb des Abgasrohranschlusses (3), mindestens einer seitlichen Öffnung (6) und mindestens eine darin befindliche Umlenkung (4) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Abgassammler (7) ein Temperatursensor (8) angeordnet ist und im Betrieb des Heizgerätes bei Unterschreitung einer bestimmten Temperatur der von dem Temperatursensor (8) erfassten Temperatur das Heizgerät abgeschaltet wird.
  3. Verfahren zur Überwachung einer Strömungssicherung (1) für Heizgeräte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsverfahren erst nach einer vorgegebenen Betriebszeit des Heizgerätes, vorzugsweise zwischen 5 und 120 Sekunden nach dem Start, aktiviert wird.
  4. Strömungssicherung (1) für Heizgeräte, wobei die Strömungssicherung (1) über einen unteren Abgassammler (2), einen oberen Abgassammler (7) mit Abgasrohranschluss (3), ein Leitblech (5) unterhalb des Abgasrohranschlusses (3), mindestens einer seitlichen Öffnung (6) und mindestens eine darin befindliche Umlenkung (4) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Abgassammler (7) und oberhalb einer in einer seitlichen Öffnung (6) befindlichen Umlenkung (4) jeweils ein Temperatursensor (8, 9) angeordnet ist.
  5. Strömungssicherung (1) für Heizgeräte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Abgassammler (2) ein zusätzlicher Temperatursensor angeordnet ist.
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