EP3712502B1 - Verfahren zum prüfen des vorhandenseins einer rückschlagklappe in einer heizungsanlage - Google Patents

Verfahren zum prüfen des vorhandenseins einer rückschlagklappe in einer heizungsanlage Download PDF

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EP3712502B1
EP3712502B1 EP20163066.2A EP20163066A EP3712502B1 EP 3712502 B1 EP3712502 B1 EP 3712502B1 EP 20163066 A EP20163066 A EP 20163066A EP 3712502 B1 EP3712502 B1 EP 3712502B1
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EP
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heating device
return valve
heater
heating
check valve
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EP3712502A1 (de
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Klaus Richter
Andreas Reinert
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Vaillant GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a method for testing a non-return valve in a heating system with at least one heating device, a computer program, a machine-readable storage medium, a control device, a heating device and a use of a heating device.
  • an air conditioning and heating system which has a supply duct with an inlet to a room in a building and consists of a ventilation unit, a connecting piece and a heating unit.
  • the ventilation unit contains a control unit and is arranged between the inlet and the supply duct.
  • the connecting piece is located in the supply duct.
  • the piece also has a first non-return valve between the branches for the supply openings and the supply opening.
  • the heating unit has a further non-return valve, a fan and a combustion unit in series. In particular, it is proposed to carry out a functional test of the valve at regular intervals, the presence of which is assumed.
  • the JP 2017 138012 A discloses a downward combustion chamber capable of reducing ignition failures when the returning steam is frozen.
  • a check valve is provided to enable smooth combustion operation and ensure high safety.
  • the EP 3 396 248 A1 relates to a diagnostic option for detecting faults in a gas safety valve in heating devices.
  • the proposed method comprises the following steps: (i) measuring the mass or volume flow of the supplied combustion air using a sensor; (ii) forming the gradient the measurement signal of the sensor; (iii) assigning the gradient to stored error images, (iv) detecting the error based on the assigned gradient and (v) outputting an error signal.
  • multiple occupancy system In heating systems with several gas heaters on a common exhaust system (so-called multiple occupancy system), check valves are installed to prevent exhaust gas backflow.
  • a multiple occupancy mode is usually activated in the heater's control system, which adapts the heater's control parameters.
  • the device control or electronics are usually set manually.
  • the devices will generally also start operating if the non-return valve has been installed incorrectly or (accidentally) not and/or the multiple occupancy mode has not been set. This requires appropriate training and understanding from those who put the device into operation. This error (missing non-return valve) can lead to exhaust gas being forced into the heater, and in the worst case scenario, exhaust gas entering the room in the building where the device is installed.
  • the object of the present invention is to at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • a method for testing a check valve in a heating system with at least one heating device, a control device and a heating device for carrying out the method and a use of a heating device are to be specified, each of which at least contributes to increasing the operational reliability of a multiple occupancy system.
  • the integration of a heating device into a multiple occupancy system can be simplified and implemented with greater safety.
  • the solution specified here describes a particularly advantageous and safe way of (automatically) detecting whether a non-return valve is installed in a heating system in a multiple-occupancy system.
  • the method can also be described as automatic non-return valve detection.
  • the method is used to (automatically) check the presence of a non-return valve in a heating system with at least one heating device.
  • the method is used when integrating a (new or additional) heater into a (multiple occupancy) heating system and/or during the commissioning of such a heater. This advantageously allows incorrect installation of the heater in the heating system to be identified as early as possible and the consequences described above to be avoided.
  • the procedure can also be carried out as required, at specific times or after specific operating intervals during operation of the heater. This can be done, for example, help to detect whether a check valve (in the open position) has jammed.
  • the method can therefore also be used in general to test the function of an (existing) check valve. The detection of the absence of the check valve during operation (ie after it has been detected once during commissioning) can be interpreted as a malfunction of the valve.
  • the check valve can also generally be referred to as a backflow valve.
  • the check valve usually only opens in one direction. It serves to prevent (unwanted) backflow of exhaust gas from a heater in one apartment in a house into another apartment in the house.
  • the check valve can be arranged, for example, in a mixture duct, an air intake duct and/or in an exhaust pipe of the heater and/or in the connection area of the heater to the heating system or between the heater and a common exhaust system of the heating system.
  • the check valve can be set up in such a way that it opens when there is a predetermined fluid flow (air or mixture flow) through the heater (or when a predetermined threshold value of the fluid flow is exceeded) and closes below a minimum flow (or when the threshold value is undershot) due to the weight of the check valve.
  • the check valve can also close under a spring load, alternatively or cumulatively.
  • the heating system is in particular a so-called multiple occupancy system. This is usually characterized by the fact that several heating devices (from different apartments) are connected to a common exhaust system (of a house), which usually discharges into the environment via a chimney.
  • the heating device is usually a gas and/or oil heating device.
  • the heating device can be a so-called gas condensing boiler.
  • the heating device usually has at least one burner and a conveyor device which conveys a mixture of fuel (gas) and combustion air (through a mixture channel of the heating device) to the burner.
  • the exhaust gas produced by the combustion can then be fed through an (internal) exhaust pipe of the heating device to an exhaust system (of a house).
  • Several heating devices are usually connected to this exhaust system.
  • an operating parameter of the heater is changed (in a targeted and/or controlled manner), which can cause a change in a fluid flow through the heater.
  • the operating parameter can be, for example, a speed and/or a power of a conveying device of the heater.
  • the conveying device can be, for example, a fan, a propeller, a compressor or the like.
  • the conveying device is preferably a fan.
  • the fluid flow through the heater describes a fluid flow that flows through (at least in sections) the heater, in particular a channel of the heater.
  • the fluid flow can be characterized by a volume flow and/or a mass flow.
  • the fluid can be, for example, (combustion) air, fuel (especially gas), exhaust gas and/or a mixture of air and fuel.
  • the operating parameter can be changed, for example, by increasing or reducing it from a specified (constant) start value to a specified (constant) end value.
  • the increase or reduction can be continuous and/or linear, for example.
  • a sudden or abrupt change in the operating parameter is also conceivable.
  • several different operating parameters can be changed (at least partially in parallel or even simultaneously).
  • the operating parameter can also be changed so that a predetermined threshold value of the operating parameter and/or the fluid flow is exceeded or undercut.
  • the operating parameter can be increased or reduced continuously and/or linearly.
  • the threshold value is in particular specified in such a way that if the threshold value is exceeded, an existing check valve would just open and/or if the threshold value is undercut, an existing check valve would just close.
  • a measurement parameter is recorded (measured) that allows a conclusion to be drawn about the fluid flow through the heater.
  • the measurement parameter is usually recorded inside the heater or on the heater (for example between the heater and the common exhaust system).
  • the recording is usually carried out by sensory recording or measuring.
  • the measurement parameter can be, for example, a volume flow or a mass flow.
  • the measuring parameter can also be an electrical signal, which allows a (direct) conclusion about the size of the volume flow or mass flow of the fluid flow.
  • step c) the presence of a non-return valve is detected if the measurement parameter is independent of the change in the operating parameter at least temporarily (during the change in the operating parameter or immediately after the change in the operating parameter).
  • the presence of the non-return valve is detected if the measurement parameter does not change proportionally to the change in the operating parameter and/or changes abruptly during the change in the operating parameter.
  • the presence of the check valve can be inferred if the measurement parameter suddenly changes significantly (in a jump) during a continuous (particularly linear) change (reduction or increase) of the operating parameter (i.e. changes (reduces or increases) significantly faster than the operating parameter).
  • a significant change in the measurement parameter is understood here in particular to mean a change that is at least twice as large and/or fast as the change in the operating parameter.
  • the presence of the check valve can be inferred if the measurement parameter does not change or does not change substantially after a (possibly sudden) increase in the operating parameter to a value below a threshold value.
  • the threshold value is defined in particular in such a way that if the threshold value is exceeded, an existing check valve would just open, which would then lead to a change in the operating parameter.
  • step d) the heater is transferred to a fault state and/or a deactivated state if no non-return valve was detected.
  • the heater can also issue a corresponding fault message.
  • the operating parameter is a speed of a conveyor device of the heater. This advantageously allows the method to be carried out as simply and precisely as possible. In particular, this is a speed of a fan of the heater.
  • step b) is carried out with a sensor of the heater.
  • the sensor is in particular arranged and/or set up in such a way that it can provide an electrical signal proportional to the fluid flow. It can provide this signal, for example, to a control unit and/or an evaluation electronics of the heater.
  • the sensor can be, for example, a mass flow sensor, a differential pressure sensor or a sensor with a pitot tube or the like.
  • At least the operating parameter or the fluid flow is brought to a value below a threshold value and the presence of the check valve is detected by the measurement parameter suddenly (or significantly) dropping or remaining at zero. This advantageously allows the check valve to be tested as quickly and easily as possible.
  • the operating parameter and/or the fluid flow are increased to a value below a threshold value and the presence of the check valve is detected by the measurement parameter remaining at zero.
  • "Remaining at zero” is to be understood here in particular to mean that the measurement parameter remains at its initial value.
  • the threshold value in this context is defined in particular in such a way that if the threshold value is exceeded, an existing check valve would just open.
  • At least the operating parameter or the fluid flow starting from a value above a threshold value, be brought to a value below the threshold value and the presence of the check valve is detected by the fact that the measurement parameter suddenly drops.
  • the threshold value can be specified in such a way that if the threshold value is undershot, an existing check valve would just close.
  • the operating parameter and/or the fluid flow are reduced from a predetermined starting value to a predetermined end value and the presence of the check valve is detected by the fact that the measurement parameter drops suddenly or significantly.
  • the starting value is usually specified in such a way that an existing check valve would be (safely) open.
  • the end value is usually specified in such a way that an existing check valve would be (safely) closed. If the starting value and end value are specified (which are notionally above or below an imaginary or possibly determined threshold value), an explicit specification of the threshold value (e.g. in a control unit of the heater) is not absolutely necessary.
  • a computer program that is set up to (at least partially) carry out a method presented here.
  • this particularly relates to a computer program (product) comprising instructions that, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out a method described here.
  • the machine-readable storage medium is usually a computer-readable data carrier.
  • a control device for a heating device is also proposed, designed to carry out a method presented here.
  • the control device can for example have a processor or have one.
  • the processor can execute the process stored in a memory (of the control unit).
  • a heating device with a control device presented here is also proposed.
  • the heating device is in particular a gas heating device with a gas burner and a conveying device that can convey a mixture of gas and combustion air to the gas burner.
  • a heating device of a heating system for checking (the presence of) a check valve of the heating system is also proposed.
  • the use of a conveyor device and/or a sensor of the heating device for checking the check valve or the presence of the check valve of the heating system is proposed.
  • a heating device also described here is used for this purpose.
  • Fig.1 shows an example and schematically a sequence of a method proposed here.
  • the method is used to check (the presence of) a non-return valve 1 in a heating system with at least one heating device 2.
  • the sequence of steps a), b) and c) shown with blocks 110, 120 and 130 can occur during a regular operating sequence.
  • step 110 an operating parameter 3 of the heater 2 is changed, which can cause a change in a fluid flow through the heater 2.
  • a measurement parameter 4 is recorded, which allows a conclusion to be drawn about the fluid flow through the heater 2.
  • block 130 according to step c), the presence of the check valve 1 is detected if the measurement parameter 4 is at least temporarily independent of the change in the operating parameter 3.
  • Fig. 2 shows an example and schematically a heating device 2 proposed here.
  • the heating device 2 has a control device 8 which is set up to carry out a method presented here.
  • the heating device 2 e.g. a gas condensing boiler
  • a burner system in which the gas from a gas supply channel 13 and the combustion air from an air intake channel 12 are brought together in a mixture channel 11 in front of a fan, which here represents an example of a conveying device 5. This mixture is then transported by the fan 5 via the mixture channel 11 to a burner 9, where combustion then takes place.
  • the exhaust gases produced by the combustion are led through an internal exhaust pipe 10 to an exhaust system (not shown here).
  • a check valve 1 is arranged in the mixture channel 11, which opens at a predetermined air or mixture flow (i.e. a predetermined threshold value) and closes below a minimum flow due to the weight of the check valve 1.
  • a check valve 1 could alternatively also be arranged in the air intake channel 12 or the exhaust pipe 10.
  • the check valve 1 could alternatively or cumulatively also close under spring load.
  • a sensor 6 is mounted in the air intake duct 12 to the mixing point 14 of gas and air, which sends an electrical signal proportional to the air flow to an evaluation electronics of the control unit 8.
  • the sensor 6 can be a mass flow sensor, a differential pressure sensor or a sensor with a pitot tube connection or similar. Thus, the detection is carried out here, for example, with a sensor 6 of the heater 2.
  • Fig. 3 shows, by way of example and schematically, an illustration of parameter progressions over time that can result when carrying out a method presented here.
  • the operating parameter 3 here is, for example, a speed of the conveyor device 5 of the heater 2. Furthermore, the operating parameter 3 here is, for example, brought from a value above a threshold value 7 to a value below the threshold value 7 and the presence of the check valve 1 is recognized by the fact that the measuring parameter 4 suddenly drops.
  • the conveyor device 5 is first run at a first speed 15, which produces a sensor signal 4.
  • the fan speed is then run to a second speed 16, which is selected so that the air flow at the check valve 1 is so low that it falls into the "closed" position under its own weight.
  • the sensor signal 4a of the mass flow sensor suddenly drops to a value (close to) zero. If the check valve is not installed, the sensor signal 4b drops evenly until the second speed 16 is reached.
  • the evaluation electronics of the control unit 8 output a corresponding error message, e.g. on a display (not shown), and the evaluation electronics block the start of the heater 2.
  • first primarily serve (only) to distinguish between several similar objects, sizes, parameters or processes, and in particular do not indicate any dependency and/or sequence of these objects, Sizes, parameters or processes must be specified in relation to one another. If a dependency and/or sequence is required, this is explicitly stated here or it is obvious to the expert when studying the specifically described design.
  • a method for testing a check valve in a heating system with at least one heater, a control device and a heater for carrying out the method and a use of a heater are therefore specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • the method, the control device and the heater and the use each contribute at least to increasing the operational reliability of a multiple occupancy system.
  • the integration of a heater into a multiple occupancy system can also be simplified and carried out with greater reliability.

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Description

  • Der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen einer Rückschlagklappe in einer Heizungsanlage mit mindestens einem Heizgerät, ein Computerprogramm, ein maschinenlesbares Speichermedium, ein Steuergerät, eine Heizeinrichtung und eine Verwendung einer Heizeinrichtung.
  • Aus der EP 1 503 151 A1 geht eine Klima- und Heizungsanlage hervor, die einen Einspeisekanal mit einem Zulauf zu einem Raum in einem Gebäude hat und aus einem Lüftungsgerät, einem Anschlussstutzen und einem Heizgerät besteht. Die Lüftungseinheit enthält eine Steuereinheit und ist zwischen Einlass und Einspeisekanal angeordnet. Der Anschlussstutzen befindet sich im Einspeisekanal. Der Stutzen hat außerdem ein erstes Rückschlagventil zwischen den Abzweigungen für die Versorgungsöffnungen und die Einspeiseöffnung. Das Heizgerät hat in Reihe zueinander ein weiteres Rückschlagventil, einen Ventilator und eine Verbrennungseinheit. Insbesondere wird eine in zeitlichen Abständen wiederholte Funktionsprüfung des Ventils vorgeschlagen, dessen Vorhandensein vorausgesetzt wird.
  • Die JP 2017 138012 A offenbart eine Brennkammer mit Abwärtsverbrennung, die in der Lage ist, Zündausfälle zu reduzieren, wenn der zurückfließende Dampf eingefroren ist. Dafür ist ein Rückschlagventil vorgesehen, um einen reibungslosen Verbrennungsbetrieb zu ermöglichen und eine hohe Sicherheit zu gewährleisten.
  • Die EP 3 396 248 A1 betrifft eine Diagnosemöglichkeit zur Erkennung von Fehlern an einem Gassicherheitsventil bei Heizgeräten. Das vorgeschlagene Verfahren umfasst die folgenden Schritte: (i) Messen des Massen- oder Volumenstroms der zugeführten Verbrennungsluft mittels eines Sensors; (ii) Bilden des Gradienten des Messsignals des Sensors; (iii) Zuordnen des Verlaufs des Gradienten zu gespeicherten Fehlerbildern, (iv) Erkennen des Fehlers anhand des zugeordneten Gradienten und (v) Ausgabe eines Fehlersignals.
  • In Heizungsanlagen mit mehreren Gasheizgeräten an einer gemeinsamen Abgasanlage (sog. Mehrfachbelegungsanlage) werden zur Vermeidung von Abgasrückströmung Rückschlagklappen eingebaut. Außerdem wird in der Regel in der Steuerung des Heizgerätes ein Modus für Mehrfachbelegung aktiviert, der die Regelparameter des Heizgerätes adaptiert.
  • Bei der Inbetriebnahme solcher Heizgeräte wird in der Regel eine manuelle Einstellung der Gerätesteuerung bzw. eine Elektronikeinstellung vorgenommen. Die Geräte gehen dabei grundsätzlich aber auch dann in Betrieb, wenn die Rückschlagklappe falsch oder (versehentlich) nicht montiert und/oder die Einstellung des Mehrfachbelegungsmodus nicht vorgenommen wurde. Dazu bedarf es entsprechender Ausbildung und Verständnis derer, die das Gerät in Betrieb nehmen. Dieser Fehlerfall (fehlende Rückschlagklappe) kann dazu führen, dass Abgas in das Heizgerät gedrückt werden kann, bis hin dazu, dass schlimmstenfalls Abgas in den Aufstellungsraum des Geräts im Gebäude gelangt.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere sollen ein Verfahren zum Prüfen einer Rückschlagklappe in einer Heizungsanlage mit mindestens einem Heizgerät, ein Steuergerät und ein Heizgerät zur Durchführung des Verfahrens sowie eine Verwendung eines Heizgeräts angegeben werden, die jeweils zumindest dazu beitragen, die Betriebssicherheit einer Mehrfachbelegungsanlage zu erhöhen. Weiterhin soll auch die Integration eines Heizgeräts in eine Mehrfachbelegungsanlage vereinfacht und mit höherer Sicherheit durchführbar werden.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Hierzu trägt ein Verfahren zum Prüfen des Vorhandenseins einer Rückschlagklappe in einer Heizungsanlage mit mindestens einem Heizgerät bei, wobei die Rückschlagklappe zur Vermeidung von Abgasrückströmungen eingerichtet ist, umfassend zumindest folgende Schritte, die bei der Integration eines Heizgeräts in die Heizanlage und/oder während der Inbetriebnahme eines solchen Heizgeräts durchgeführt werden:
    1. a) Ändern eines Betriebsparameters des Heizgerätes, der eine Änderung eines Fluidstroms durch das Heizgerät bewirken kann,
    2. b) Erfassen eines Messparameters, der einen Rückschluss auf den Fluidstrom durch das Heizgerät erlaubt,
    3. c) Erkennen des Vorhandenseins einer Rückschlagklappe, wenn der Messparameter zumindest zeitweise unabhängig von der Änderung des Betriebsparameters verläuft,
    4. d) Überführen des Heizgeräts in einen Störungszustand und/oder einen deaktivierten Zustand, wenn keine Rückschlagklappe erkannt wurde.
  • Die hier angegebene Lösung beschreibt eine besonders vorteilhafte und sichere Möglichkeit zur (automatischen) Erkennung, ob in einem Heizsystem in einer Mehrfachbelegungsanlage eine Rückschlagklappe eingebaut ist. Das Verfahren kann mit anderen Worten auch als eine automatische Rückstromklappenerkennung beschrieben werden. In diesem Zusammenhang dient das Verfahren zum (automatischen) Prüfen des Vorhandenseins einer Rückschlagklappe in einer Heizungsanlage mit mindestens einem Heizgerät.
  • Das Verfahren wird bei der Integration eines (neuen bzw. weiteren) Heizgeräts in eine (Mehrfachbelegungs-)Heizanlage und/oder während der Inbetriebnahme eines solchen Heizgerät verwendet. Dies erlaubt in vorteilhafter Weise, fehlerhafte Installationen des Heizgeräts in der Heizanlage möglichst frühzeitig zu erkennen und die oben beschriebenen Folgen zu vermeiden.
  • Kumulativ kann das Verfahren auch bedarfsweise, zu bestimmten Zeitpunkten oder nach bestimmten zeitlichen Betriebsintervallen während des Betriebs des Heizgeräts durchgeführt werden. Dies kann beispielsweise dazu beitragen zu erkennen, ob sich eine Rückschlagklappe (in geöffneter Stellung) verklemmt hat. Somit kann das Verfahren allgemein auch zur Prüfung der Funktion einer (vorhandene) Rückschlagklappe eingesetzt werden. Dabei kann das Erkennen des Nichtvorhandenseins der Rückschlagklappe während des Betriebs (d.h. nachdem diese einmal bei der Inbetriebnahme erkannt wurde) als eine Fehlfunktion der Klappe interpretiert werden.
  • Die Rückschlagklappe kann allgemein auch als Rückstromklappe bezeichnet werden. Die Rückschlagklappe öffnet üblicherweise nur in eine Richtung. Sie dient dazu eine (ungewollte) Rückströmung von Abgas eines Heizgeräts einer Wohnung eines Hauses in eine andere Wohnung des Hauses zu verhindern. Die Rückschlagklappe kann beispielsweise in einem Gemischkanal, einem Luftansaugkanal und/oder in einem Abgasrohr des Heizgeräts und/oder im Anschlussbereich des Heizgeräts an die Heizanlage bzw. zwischen dem Heizgerät und einer gemeinsamen Abgasanlage der Heizanlage angeordnet sein. Die Rückschlagklappe kann derart eingerichtet sein, dass sie bei einem vorgegeben Fluidstrom (Luft- bzw. Gemischstrom) durch das Heizgerät (bzw. bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes des Fluidstroms) öffnet und unterhalb eines Mindeststroms (bzw. bei Unterschreiten des Schwellenwerts) durch das Eigengewicht der Rückschlagklappe schließt. Die Rückschlagklappe kann alternativ oder kumulativ auch federbelastet schließen.
  • Bei der Heizungsanlage handelt es sich insbesondere um eine sogenannte Mehrfachbelegungsanlage. Diese zeichnet sich üblicherweise dadurch aus, dass mehrere Heizgeräte (verschiedener Wohnungen) an einer gemeinsamen Abgasanlage (eines Hauses) angeschlossen sind, die in der Regel über einen Schornstein in die Umgebung mündet.
  • Bei dem Heizgerät handelt es sich in der Regel um ein Gas- und/oder Ölheizgerät. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Heizgerät, welches dazu eingerichtet ist, einen oder mehrere fossile Brennstoffe wie etwa Erdgas und/oder Erdöl, ggf. unter Zufuhr von Umgebungsluft aus einer Wohnung zu verbrennen, um Energie zur Erwärmung von beispielsweise Wasser zum Gebrauch in der Wohnung zu erzeugen. Beispielsweise kann es sich bei dem Heizgerät um ein sogenannten Gas-Brennwertgerät handeln. Das Heizgerät weist in der Regel zumindest einen Brenner und eine Fördereinrichtung auf, die ein Gemisch von Brennstoff (Gas) und Verbrennungsluft (durch einen Gemischkanal des Heizgeräts) zum Brenner fördert. Anschließend kann das durch die Verbrennung entstehende Abgas durch ein (internes) Abgasrohr des Heizgeräts zu eines Abgasanlage (eines Hauses) geführt werden. An dieser Abgasanlage sind in der Regel mehrere Heizgeräte angeschlossen.
  • In Schritt a) erfolgt ein (gezieltes und/oder kontrolliertes) Ändern eines Betriebsparameters des Heizgerätes, der eine Änderung eines Fluidstroms durch das Heizgerät bewirken kann. Bei dem Betriebsparameter kann es sich beispielsweise um eine Drehzahl und/oder eine Leistung einer Fördereinrichtung des Heizgerätes handeln. Die Fördereinrichtung kann beispielhaft ein Gebläse, ein Propeller, ein Verdichter oder dergleichen sein. Bevorzugt ist die Fördereinrichtung ein Gebläse. Der Fluidstrom durch das Heizgerät beschreibt mit anderen Worten einen durch (zumindest abschnittsweise) durch das Heizgerät, insbesondere einen Kanal des Heizgeräts hindurch strömenden Fluidstrom. Der Fluidstrom kann anhand eines Volumenstroms und/oder eines Massenstroms charakterisiert sein. Bei dem Fluid kann es sich beispielsweise um (Verbrennungs-)Luft, Brennstoff (insbesondere Gas), Abgas und/oder ein Gemisch von Luft und Brennstoff handeln.
  • Das Ändern des Betriebsparameters kann dabei beispielsweise so erfolgen, dass dieser, ausgehend von einem vorgegebenen (konstanten) Startwert, auf einen vorgegebenen (konstanten) Endwert erhöht oder reduziert wird. Hierbei können das Erhöhen bzw. Reduzieren zum Beispiel kontinuierlich und/oder linear erfolgen. Denkbar ist jedoch auch eine sprunghafte bzw. schlagartige Änderung des Betriebsparameters. Darüber hinaus können (zumindest teilweise parallel oder sogar gleichzeitig) auch mehrere, verschiedene Betriebsparameter geändert werden.
  • Alternativ oder kumulativ kann der Betriebsparameter auch so geändert werden, dass ein vorgegebener Schwellenwert des Betriebsparameters und/oder des Fluidstroms überschritten oder unterschritten wird. Auch hierzu können ein Erhöhen bzw. Reduzieren des Betriebsparameters grundsätzlich kontinuierlich und/oder linear erfolgen. Der Schwellenwert ist insbesondere so vorgegeben, dass bei Überschreiten des Schwellenwerts eine vorhandene Rückschlagklappe sich gerade öffnen würde und/oder bei Unterschreiten des Schwellenwertes eine vorhandene Rückschlagklappe sich gerade schließen würde.
  • In Schritt b) erfolgt ein Erfassen (Messen) eines Messparameters, der einen Rückschluss auf den Fluidstrom durch das Heizgerät erlaubt. Der Messparameter wird dabei in der Regel innerhalb des Heizgeräts oder an dem Heizgerät (zum Beispiel zwischen dem Heizgerät und der gemeinsamen Abgasanlage) erfasst. Das Erfassen erfolgt üblicherweise durch ein sensorisches Erfassen bzw. Messen. Bei dem Messparameter kann es sich beispielhaft um einen Volumenstrom oder einen Massenstrom handeln. Darüber hinaus kann es sich bei dem Messparameter auch um ein elektrisches Signal handeln, welches einen (unmittelbaren) Rückschluss auf die Größe des Volumenstroms oder Massenstroms des Fluidstroms erlaubt.
  • In Schritt c) erfolgt ein Erkennen des Vorhandenseins einer (der) Rückschlagklappe, wenn der Messparameter zumindest zeitweise (während des Änderns des Betriebsparameters oder unmittelbar nach der Änderung des Betriebsparameters) unabhängig von der Änderung des Betriebsparameters verläuft. Insbesondere wird das Vorhandensein der Rückschlagklappe erkannt, wenn sich der Messparameter während des Änderns des Betriebsparameters nicht proportional zur Änderung des Betriebsparameters und/oder sprunghaft ändert.
  • So kann beispielsweise auf das Vorhandensein der Rückschlagklappe rückgeschlossen werden, wenn sich der Messparameter während eines kontinuierlichen (insbesondere linearen) Änderns (Reduzierens oder Erhöhens) des Betriebsparameters plötzlich signifikant (sprunghaft) ändert (d.h. sich deutlich schneller ändert (reduziert bzw. erhöht) als der Betriebsparameter). Unter einer signifikanten Änderung des Messparameters ist hier insbesondere eine Änderung zu verstehen, die mindestens doppelt so groß und/oder schnell ist wie die Änderung des Betriebsparameters.
  • Alternativ oder kumulativ kann auf das Vorhandensein der Rückschlagklappe rückgeschlossen werden, wenn sich der Messparameter nach einem (ggf. sprunghaften) Erhöhen des Betriebsparameters auf einen Wert unterhalb eines Schwellenwerts nicht oder im Wesentlichen nicht ändert. In diesem Zusammenhang ist der Schwellenwert insbesondere so definiert, dass bei Überschreiten des Schwellenwerts eine vorhandene Rückschlagklappe sich gerade öffnen würde, was dann zu einer Änderung des Betriebsparameters führen würde.
  • In Schritt d) erfolgt ein Überführen des Heizgeräts in einen Störungszustand und/oder einen deaktivierten Zustand, wenn keine Rückschlagklappe erkannt wurde. In diesem Zusammenhang kann das Heizgerät auch eine entsprechende Störmeldung ausgeben.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass es sich bei dem Betriebsparameter um eine Drehzahl einer Fördereinrichtung des Heizgeräts handelt. Dies erlaubt in vorteilhafter Weise eine möglichst einfache und präzise Durchführung des Verfahrens. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Drehzahl eines Gebläses des Heizgeräts.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass Schritt b) mit einem Sensor des Heizgeräts durchgeführt wird. Dies trägt in vorteilhafter Weise zu einer möglichst hohen Automatisierung des Verfahrens bei. Der Sensor ist insbesondere so angeordnet und/oder eingerichtet, dass er ein dem Fluidstrom proportionales elektrisches Signal bereitstellen kann. Dieses Signal kann er beispielsweise einem Steuergerät und/oder eine Auswertelektronik des Heizgeräts bereitstellen. Der Sensor kann zum Beispiel ein Massenstromsensor, ein Differenzdrucksensor oder ein Sensor mit einem Pitotrohr oder dergleichen sein.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zumindest der Betriebsparameter oder der Fluidstrom auf einen Wert unterhalb eines Schwellenwertes gebracht werden und das Vorhandensein der Rückschlagklappe dadurch erkannt wird, dass der Messparameter schlagartig (bzw. signifikant) abfällt oder bei Null bleibt. Dies erlaubt in vorteilhafter Weise ein möglichst schnelles und einfaches Prüfen der Rückschlagklappe.
  • In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Betriebsparameter und/oder der Fluidstrom auf einen Wert unterhalb eines Schwellenwertes erhöht werden und das Vorhandensein der Rückschlagklappe dadurch erkannt wird, dass der Messparameter bei Null bleibt. "Bei Null bleiben" ist hier insbesondere so zu verstehen, dass der Messparameter bei seinem Ausgangswert bleibt. Der Schwellenwert ist in diesem Zusammenhang insbesondere so definiert, dass bei Überschreiten des Schwellenwerts eine vorhandene Rückschlagklappe sich gerade öffnen würde.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zumindest der Betriebsparameter oder der Fluidstrom, ausgehend von einem Wert oberhalb eines Schwellenwertes, auf einen Wert unterhalb des Schwellenwertes gebracht werden und das Vorhandensein der Rückschlagklappe dadurch erkannt wird, dass der Messparameter schlagartig abfällt. Dies erlaubt in vorteilhafter Weise ein möglichst zuverlässiges Prüfen der Rückschlagklappe. Hierbei kann der Schwellenwert so vorgegeben sein, dass bei Unterschreiten des Schwellenwertes eine vorhandene Rückschlagklappe sich gerade schließen würde.
  • In diesem Zusammenhang ist es (alternativ oder kumulativ) besonders vorteilhaft, wenn der Betriebsparameter und/oder der Fluidstrom, ausgehend von einem vorgegebenen Startwert, auf einen vorgegebenen Endwert reduziert werden und das Vorhandensein der Rückschlagklappe dadurch erkannt wird, dass der Messparameter schlagartig bzw. signifikant abfällt. Hierbei ist in der Regel der Startwert so vorgegeben, dass hierbei eine vorhandene Rückschlagklappe (sicher) geöffnet wäre. Weiterhin ist dabei üblicherweise der Endwert so vorgegeben, dass eine vorhandene Rückschlagklappe (sicher) geschlossen wäre. Wenn Startwert und Endwert vorgegeben sind (die gedanklich oberhalb bzw. unterhalb eines gedachten oder ggf. ermittelten Schwellenwertes liegen) ist eine explizite Vorgabe des Schwellenwert (z.B. in einem Steuergerät des Heizgeräts) nicht zwingend erforderlich.
  • Es ist möglich ein Computerprogramm bereitzustellen, welches zur (zumindest teilweisen) Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens eingerichtet ist. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Computerprogramm(-produkt), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein hier beschriebenes Verfahren auszuführen. Es kann ein maschinenlesbares Speichermedium vorliegen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Steuergerät für ein Heizgerät vorgeschlagen, eingerichtet zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens. Das Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen bzw. über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das auf einem Speicher (des Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Heizgerät mit einem hier vorgestellten Steuergerät vorgeschlagen. Bei dem Heizgerät handelt es sich insbesondere um ein Gasheizgerät mit einem Gasbrenner und einer Fördereinrichtung, die ein Gemisch aus Gas und Verbrennungsluft zu dem Gasbrenner fördern kann.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch eine Verwendung eines Heizgeräts einer Heizungsanlage zum Prüfen (des Vorhandenseins) einer Rückschlagklappe der Heizungsanlage vorgeschlagen. Insbesondere wird die Verwendung einer Fördereinrichtung und/oder eines Sensors des Heizgeräts zum Prüfen der Rückschlagklappe bzw. des Vorhandenseins der Rückschlagklappe der Heizungsanlage vorgeschlagen. Vorzugsweise wird hierzu ein hier auch beschriebenes Heizgerät verwendet.
  • Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Steuergerät, dem Heizgerät und/oder der Verwendung auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
  • Die hier vorgestellte Lösung sowie deren technisches Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in oder in Zusammenhang mit den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und/oder Erkenntnissen aus anderen Figuren und/oder der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Es zeigen beispielhaft und schematisch:
    • Fig. 1:
    einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens,
    Fig. 2:
    ein hier vorgeschlagenes Heizgerät, und
    Fig. 3:
    eine Veranschaulichung von Parameterverläufen, dich sich bei der Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens ergeben können.
  • Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Das Verfahren dient zum Prüfen (des Vorhandenseins) einer Rückschlagklappe 1 in einer Heizungsanlage mit mindestens einem Heizgerät 2. Die mit den Blöcken 110, 120 und 130 dargestellte Reihenfolge der Schritte a), b) und c) kann sich bei einem regulären Betriebsablauf einstellen.
  • In Block 110 erfolgt gemäß Schritt a) ein Ändern eines Betriebsparameters 3 des Heizgerätes 2, der eine Änderung eines Fluidstroms durch das Heizgerät 2 bewirken kann. In Block 120 erfolgt gemäß Schritt b) ein Erfassen eines Messparameters 4, der einen Rückschluss auf den Fluidstrom durch das Heizgerät 2 erlaubt. In Block 130 erfolgt gemäß Schritt c) ein Erkennen des Vorhandenseins der Rückschlagklappe 1, wenn der Messparameter 4 zumindest zeitweise unabhängig von der Änderung des Betriebsparameters 3 verläuft.
  • Fig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch ein hier vorgeschlagenes Heizgerät 2. Das Heizgerät 2 weist ein Steuergerät 8 auf, das zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens eingerichtet ist.
  • Das Heizgerät 2 (z.B. ein Gas-Brennwertgerät) ist mit einem Brennersystem ausgerüstet, bei dem vor einem Gebläse, welches hier ein Beispiel für eine Fördereinrichtung 5 darstellt, das Gas aus einem Gaszufuhrkanal 13 und die Verbrennungsluft aus einem Luftansaugkanal 12 in einem Gemischkanal 11 zusammengeführt werden. Dieses Gemisch wird dann von dem Gebläse 5 über den Gemischkanal 11 zu einem Brenner 9 transportiert, wo dann die Verbrennung stattfindet. Die durch die Verbrennung entstehenden Abgase werden durch ein internes Abgasrohr 10 zu einer hier nicht dargestellten Abgasanlage geführt.
  • In dem Gemischkanal 11 ist eine Rückschlagklappe 1 angeordnet, die bei einem vorgegeben Luft- bzw. Gemischstrom (d.h. einem vorgegebenen Schwellenwert) öffnet und unterhalb eines Mindeststroms durch das Eigengewicht der Rückschlagklappe 1 schließt. Eine solche Rückschlagklappe 1 könnte alternativ auch im Luftansaugkanal 12 oder dem Abgasrohr 10 angeordnet sein. Die Rückschlagklappe 1 könnte alternativ oder kumulativ auch federbelastet schließen.
  • In dem Luftansaugkanal 12 zur Mischstelle 14 von Gas und Luft ist ein Sensor 6 angebracht, der ein dem Luftstrom proportionales elektrisches Signal an eine Auswertelektronik des Steuergeräts 8 gibt. Der Sensor 6 kann ein Massenstromsensor, ein Differenzdrucksensor oder auch ein Sensor mit einer Pitotrohranbindung oder ähnlichem sein. Somit wird das Erfassen hier beispielhaft mit einem Sensor 6 des Heizgeräts 2 durchgeführt.
  • Fig. 3 zeigt beispielhaft und schematisch eine Veranschaulichung von Parameterverläufen über der Zeit, die sich bei der Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens ergeben können. Bei dem Betriebsparameter 3 handelt es sich hier beispielhaft um eine Drehzahl der Fördereinrichtung 5 des Heizgeräts 2. Weiterhin wird der Betriebsparameter 3 hier beispielhaft, ausgehend von einem Wert oberhalb eines Schwellenwertes 7, auf einen Wert unterhalb des Schwellenwertes 7 gebracht und das Vorhandensein der Rückschlagklappe 1 dadurch erkannt, dass der Messparameter 4 schlagartig abfällt.
  • Bei dem Verfahren wird z.B. bei der ersten Inbetriebnahme des Brenners 9 zunächst die Fördereinrichtung 5 mit einer ersten Drehzahl 15 gefahren, bei der sich ein Sensorsignal 4 ergibt. Anschließend wird die Gebläsedrehzahl auf eine zweite Drehzahl 16 gefahren, die so gewählt ist, dass der Luftstrom an der Rückschlagklappe 1 so gering wird, dass diese durch ihr Eigengewicht in die Stellung "geschlossen" fällt. In dem Moment, wo die Rückschlagklappe 1 zufällt, sinkt das Sensorsignal 4a des Massenstromsensors schlagartig auf einen Werte (nahe) Null. In dem Fall das die Rückschlagklappe nicht verbaut ist, sinkt das Sensorsignal 4b gleichmäßig bis zum Erreichen der zweiten Drehzahl 16 ab. In diesem Fall wird von der Auswerteelektronik des Steuergeräts 8 eine entsprechende Störmeldung z.B. auf einem nicht dargestellten Display ausgegeben und die Auswertelektronik sperrt den Start des Heizgerätes 2.
  • Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter ("erste", "zweite", ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen, Kennwerten oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen, Kennwerte oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
  • Hier werden somit ein Verfahren zum Prüfen einer Rückschlagklappe in einer Heizungsanlage mit mindestens einem Heizgerät, ein Steuergerät und ein Heizgerät zur Durchführung des Verfahrens sowie eine Verwendung eines Heizgeräts angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen das Verfahren, das Steuergerät und das Heizgerät sowie die Verwendung jeweils zumindest dazu bei, die Betriebssicherheit einer Mehrfachbelegungsanlage zu erhöhen. Weiterhin kann auch die Integration eines Heizgeräts in eine Mehrfachbelegungsanlage vereinfacht und mit höherer Sicherheit durchgeführt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Rückschlagklappe
    2
    Heizgerät
    3
    Betriebsparameter
    4
    Messparameter
    5
    Fördereinrichtung
    6
    Sensor
    7
    Schwellenwert
    8
    Steuergerät
    9
    Brenner
    10
    Abgasrohr
    11
    Gemischkanal
    12
    Luftansaugkanal
    13
    Gaszufuhrkanal
    14
    Mischstelle
    15
    erste Drehzahl
    16
    zweite Drehzahl

Claims (9)

  1. Verfahren zum Prüfen des Vorhandenseins einer Rückschlagklappe (1) in einer Heizungsanlage mit mindestens einem Heizgerät (2), wobei die Rückschlagklappe zur Vermeidung von Abgasrückströmungen eingerichtet ist, umfassend zumindest folgende Schritte, die bei der Integration eines Heizgeräts (2) in die Heizanlage und/oder während der Inbetriebnahme eines solchen Heizgeräts (2) durchgeführt werden:
    a) Ändern eines Betriebsparameters (3) des Heizgerätes (2), der eine Änderung eines Fluidstroms durch das Heizgerät (2) bewirken kann,
    b) Erfassen eines Messparameters (4), der einen Rückschluss auf den Fluidstrom durch das Heizgerät (2) erlaubt,
    c) Erkennen des Vorhandenseins einer Rückschlagklappe (1), wenn der Messparameter (4) zumindest zeitweise unabhängig von der Änderung des Betriebsparameters (3) verläuft,
    d) Überführen des Heizgeräts (2) in einen Störungszustand und/oder einen deaktivierten Zustand, wenn keine Rückschlagklappe (1) erkannt wurde.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Betriebsparameter (3) um eine Drehzahl einer Fördereinrichtung (5) des Heizgeräts (2) handelt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei Schritt b) mit einem Sensor (6) des Heizgeräts (2) durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest der Betriebsparameter (3) oder der Fluidstrom auf einen Wert unterhalb eines Schwellenwertes (7) gebracht wird und das Vorhandensein der Rückschlagklappe (1) dadurch erkannt wird, dass der Messparameter (4) schlagartig abfällt oder bei Null bleibt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest der Betriebsparameter (3) oder der Fluidstrom, ausgehend von einem Wert oberhalb eines Schwellenwertes (7), auf einen Wert unterhalb des Schwellenwertes (7) gebracht wird und das Vorhandensein der Rückschlagklappe (1) dadurch erkannt wird, dass der Messparameter (4) schlagartig abfällt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückschlagklappe (1) in einem Gemischkanal (11) des Heizgeräts (2) angeordnet ist.
  7. Steuergerät (8) für ein Heizgerät (2) in einer Heizungsanlage mit mindestens einem Heizgerät (2) und einer Rückschlagklappe zur Vermeidung von Abgasrückströmungen, wobei das Steuergerät eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
  8. Heizgerät (2) mit einem Steuergerät (8) nach Anspruch 7.
  9. Verwendung eines Heizgeräts (2) nach Anspruch 8 in einer Heizungsanlage zum Prüfen einer Rückschlagklappe (1) der Heizungsanlage.
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