EP4083507A1 - Verfahren zum prüfen einer rückschlagklappe in einer heizungsanlage - Google Patents

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EP4083507A1
EP4083507A1 EP22166273.7A EP22166273A EP4083507A1 EP 4083507 A1 EP4083507 A1 EP 4083507A1 EP 22166273 A EP22166273 A EP 22166273A EP 4083507 A1 EP4083507 A1 EP 4083507A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating device
heater
return valve
operating parameter
parameter
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
EP22166273.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Richter
Andreas Reinert
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.)
Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Vaillant GmbH filed Critical Vaillant GmbH
Publication of EP4083507A1 publication Critical patent/EP4083507A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/18—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
    • F23N5/184—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L3/00—Arrangements of valves or dampers before the fire
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
    • F23N5/242—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/104—Inspection; Diagnosis; Trial operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2035—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using fluid fuel
    • F24H9/2042—Preventing or detecting the return of combustion gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02—Fluid distribution means
    • F24D2220/025—Check valves

Definitions

  • the invention relates to a method for testing a non-return valve in a heating system, a computer program, a storage medium, a regulation and control unit, a heating device and a use.
  • a non-return valve When starting up heaters, the presence of a non-return valve must usually be indicated by making a setting in the heater control. However, a heater would also operate if the setting was made in the heater control but the installation of the non-return valve was not made or it is defective, but also vice versa if a non-return valve was installed but the setting in the The heater was not controlled.
  • Steps a), b) and c) are generally carried out at least once in the specified order in a regular operational sequence. It is also possible for steps a) to c) to be carried out repeatedly (in the specified order one after the other). In particular, it is also conceivable that steps a) and b) are repeated several times in succession before step c) is carried out. Furthermore, steps a), b) and c) or at least steps a) and b) can also be carried out at least partially in parallel or even simultaneously. In addition, the method can be carried out with a heating device that is also described here.
  • the method can be used in particular for automatically detecting the existence and/or functionality of the backflow flap.
  • the method can (also) be used to detect an incorrect setting of the heater.
  • the solution specified here describes a particularly advantageous and/or reliable option for (automatic) detection of whether a non-return valve is installed in a heating system in a multiple occupancy system.
  • the method can also be described in particular as an automatic reverse flow flap detection.
  • the method can be used to (automatically) check the presence of a non-return valve in a heating system with at least one heating device.
  • an incorrect setting of the heating device can be detected.
  • the method can be used when integrating a (new or additional) heating device into a (multiple occupancy) heating system and/or during the commissioning of such a heating device.
  • a (new or additional) heating device into a (multiple occupancy) heating system and/or during the commissioning of such a heating device.
  • this allows erroneous Installation or settings of the heater in the heating system, in particular to detect a missing or defective non-return valve as early as possible and to avoid the consequences described above.
  • the method can also be carried out as required, at specific points in time or after specific time intervals during operation of the heater. This can, for example, help to identify whether a non-return valve has jammed (in the open position).
  • the method can generally also be used to test the function of an (existing) non-return valve. The detection of the non-existence of the non-return valve during operation (i.e. after it was detected once during commissioning) can be interpreted as a malfunction of the valve.
  • the non-return valve can also be generally referred to as a reverse flow valve.
  • the non-return valve usually only opens in one direction. It normally serves to prevent an (unwanted) return flow of exhaust gas from a heating device in one apartment in a house into another apartment in the house.
  • the non-return flap 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 non-return valve can be set up in such a way that it opens at a predetermined fluid flow (air or mixture flow) through the heater (or if a predetermined threshold value of the fluid flow is exceeded) and below a minimum flow (or if the threshold value is not reached) by its own weight the non-return valve closes.
  • the non-return valve can also close under spring loading.
  • a "flap" in this sense does not necessarily have to be a pivotable closure element, rather it can also be movable in other ways Closing elements may also be included, such as ball valves, axially movable slides, etc..
  • the heating system is in particular a so-called multiple occupancy system. This can be characterized by the fact that several heaters (of different apartments) are connected to a common exhaust gas system (of a house), which can possibly lead to the environment via a chimney.
  • the heater is usually a gas and/or oil heater.
  • a heater that is set up to burn one or more fossil fuels such as natural gas and/or oil, possibly with the supply of ambient air from a home, in order to generate energy for heating water, for example, for use in the home to create an apartment.
  • the heater can be a so-called gas condensing boiler.
  • the heater usually has at least one burner and a delivery device that delivers a mixture of fuel (gas) and combustion air (through a mixture channel of the heater) to the burner.
  • the exhaust gas resulting from the combustion can then be routed through an (internal) exhaust pipe of the heater to an exhaust system (of a house).
  • Several heaters are usually connected to this exhaust system.
  • fuel is preferably not supplied while the method is being carried out.
  • the heating device can preferably only be released for commissioning after the process has been carried out successfully.
  • step a) there is a (specific and/or controlled) change in an operating parameter of the heater, which can bring about a change in a fluid flow through the heater.
  • the operating parameter can be, for example, a Speed and/or trade.
  • the conveying device can be, for example, a fan, a propeller, a compressor or the like.
  • the conveying device is preferably a blower.
  • the fluid flow through the heating device describes a fluid flow flowing through (at least in sections) the heating device, in particular a channel of the heating device.
  • the fluid flow can be characterized based on a volume flow and/or a mass flow.
  • the fluid can be, for example, (combustion) air, fuel (in particular gas), exhaust gas and/or a mixture of air and fuel.
  • the operating parameter can be changed, for example, in such a way that, starting from a predefined (constant) start value, it is increased or reduced to a predefined (constant) end value.
  • the increase or decrease can take place continuously and/or linearly, for example.
  • a sudden or abrupt change in the operating parameter is also conceivable.
  • several different operating parameters can also be changed (at least partially in parallel or even simultaneously).
  • the operating parameter can also be changed in such a way that the operating parameter and/or the fluid flow exceeds or falls below a predetermined threshold value.
  • the operating parameter can be increased or reduced in principle continuously and/or linearly.
  • the threshold value is specified in particular in such a way that if the threshold value is exceeded, an existing non-return valve would just open and/or if the threshold value is not reached, an existing non-return valve would just close.
  • the operating parameter is a speed of a delivery device of the heater.
  • This advantageously allows the simplest and most precise implementation of the procedure.
  • this is a speed of a fan of the heater.
  • the speed can advantageously be detected by a speed sensor of the delivery device and is advantageously already available to a control unit of the heater.
  • a comparison parameter is recorded, which allows conclusions to be drawn about the power consumption of the conveyor device of the heating device.
  • the comparison parameter can in particular be an electrical signal which allows a (direct) conclusion to be drawn about the power consumption of the conveyor device of the heating device.
  • step c) the presence of a non-return valve is detected if the comparison 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 operating parameter is a speed of the conveyor at the moment when a non-return valve opens due to the pressure built up by the conveyor, a brief reduction or stagnation of the speed and/or a brief increase in the electrical signal
  • the an (immediate) conclusion as to the power consumption of the conveyor device of the heater can be detected.
  • a non-return valve opens or closes a short-term disturbance, ie a short-term increase or decrease in the parameter, can be detected in parameter profiles of operating and comparison parameters.
  • the parameter curves during this short-term disruption have, in particular, an inverse curve (one parameter falls while the other rises), for example with a PWM signal as a comparison parameter and a speed of the conveyor device as an operating parameter).
  • the comparison parameter can be a control signal of the conveyor device.
  • a conveyor device can be regulated to a defined speed, for example with a controller, in particular with a p-i controller.
  • the control signal can in particular be a pulse-modulated signal, for example a pulse duration modulated, a pulse length modulated or a pulse width modulated signal; the control signal can particularly preferably be a pulse width modulated signal (PWM signal).
  • PWM signal pulse width modulated signal
  • the method it is also detected whether a multiple occupancy mode has been activated in the heater settings.
  • the activation of the multiple occupancy mode can be any setting of the heater with which a multiple occupancy mode, ie the presence of a non-return valve, is signaled to the heater.
  • the proposed method can be used to check whether multiple occupancy mode may not have been activated in the heater settings, but a non-return valve was nevertheless detected (as a result of the proposed method).
  • the heater can carry out the method for this before each start-up or new start-up and compare the result with the settings made in the heater for the multiple occupancy mode.
  • a missing setting to be made in the heating device can also be detected, or a discrepancy between the design of the heating system (non-return valve present) and the corresponding settings in the heating device (multiple occupancy mode not activated) can be pointed out.
  • a computer program is also proposed which is set up to (at least partially) carry out a method presented here.
  • this relates in particular to a computer program (product) comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to execute a method described here.
  • a machine-readable storage medium is also proposed, on which the computer program is stored.
  • the machine-readable storage medium is usually a computer-readable data carrier.
  • a regulation and control unit for a heating device is also proposed, set up to carry out a method presented here.
  • the regulating and control unit can have a processor, for example, or have it at its disposal.
  • the processor can, for example, execute the method stored in a memory (of the regulation and control device).
  • a heating system with a regulation and control device presented here is also proposed.
  • the regulation and control device is often part of a heater of the heating system.
  • the heating device is in particular a gas heating device with a gas burner and a delivery device which can deliver a mixture of gas and combustion air (combustible mixture) to a gas burner.
  • control signal and an operating parameter of a delivery device of a heating device to check the presence of a non-return flap of a heating system.
  • the operating parameter is particularly preferably a speed of the conveyor device and/or the Control signal a digital control signal, in particular a pulse-modulated or a PWM signal.
  • a method for testing a non-return valve in a heating system, a computer program, a regulation and control device and a heater for carrying out the method and a use are thus specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • the method, the computer program, the regulation and control unit and the heater as well as the use each contribute at least to enabling simple and reliable detection of the presence of a non-return valve in a heating system.
  • the complexity of a heating device is advantageously not increased, since the proposed method can be carried out without additional sensors.
  • figure 1 shows an exemplary and schematic 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 heater 2.
  • the sequence of steps a), b) and c) shown in blocks 110, 120 and 130 can occur during regular operation.
  • the heater 2 shows a schematic example of a heater 2 proposed here.
  • the heater 2 has a control unit 8 which is set up to carry out a method presented here.
  • the heater 2 (e.g. a gas condensing boiler) is equipped with a burner system in which the gas from a gas valve 3 and a gas supply duct 13 and the combustion air from an air intake duct 12 in front of a blower, which here represents an example of a conveyor device 5 a mixing point 14 are brought together in a mixture channel 11 .
  • This mixture is then transported by the conveyor 5 via the mixture channel 11 to a burner 9, where combustion then takes place.
  • the exhaust gases produced by the combustion are routed through an internal exhaust pipe 10 to an exhaust system, not shown here.
  • the conveyor device 5 is connected to the control device 8 via a signal line 7, via which a control signal can be transmitted.
  • the conveyor device 5 can have a speed sensor 6 which detects the speed of the conveyor device 5 and transmits it to the control unit 8 .
  • a non-return valve 1 is arranged in the mixture channel 11, which opens at a predetermined air or mixture flow (ie a predetermined threshold value) and closes below a minimum flow due to the weight of the non-return valve 1.
  • a non-return valve 1 could also be in the air intake duct 12 or the exhaust pipe 10 can be arranged.
  • the non-return valve 1 could also be spring-loaded.
  • step 110 an operating parameter 3 of the heater 2 is changed, which can bring about a change in a fluid flow through the heater 2.
  • a comparison parameter 4 is detected, which allows conclusions to be drawn about the power consumption of the conveyor device 5 of the heater 2.
  • block 130 according to step c), the presence of the non-return valve 1 is detected if the comparison parameter 4 is at least temporarily independent of the change in the operating parameter 3.
  • the operating parameter 21 is, for example, a rotational speed of the delivery device 5 of the heater 2 and the comparison parameter 20 is a control signal of the delivery device 5, specifically a PWM signal.
  • the PWN signal can be specified as a percentage of a time portion of a period in which the PWM signal is on.
  • the speed as the operating parameter 21 can be specified in revolutions per minute.
  • the conveying device 5 can be driven to a speed 26, for example.
  • the rotational speed can increase linearly as far as possible from the idle state and the PWM signal as comparison parameter 20 can remain largely constant or drop slightly.
  • the non-return valve 1 can open due to the pressure built up by the conveying device 5 .
  • a fault 25 can be detected, in which the increase in the speed of the conveyor 5, as an operating parameter 21, or the speed itself for a short period of time (compared to an original Parameter course 24) can be reduced.
  • the PWM signal as a comparison parameter 20 can experience a disturbance 23 and increase abruptly compared to an original curve 24, for example because a controller increases the power consumption of the conveyor device 5 in order to counteract a drop in the speed of the conveyor device 5 associated with the opening of the non-return valve 1 to act.
  • the electronic evaluation system of the control device 8 carrying out the method can now detect the presence of a non-return valve 1 . If there is no non-return valve 1, the control device 8 can bring the heater 2 into a malfunction mode in which operation is blocked and which can only be terminated by technical personnel.
  • control unit 8 can detect whether a multiple occupancy mode has been activated in the settings of the heater 2 . If the multiple occupancy mode is not activated, but a non-return flap 1 has been detected, the control unit 8 can bring the heater 2 into a malfunction mode in which commissioning is blocked and which can only be terminated by technical personnel.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen einer Rückschlagklappe (1) in einer Heizungsanlage mit mindestens einem Heizgerät (2), umfassend zumindest folgende Schritte:a) Ändern eines Betriebsparameters (3) des Heizgerätes (2), der eine Änderung eines von einer Fördereinrichtung (5) des Heizgerätes (2) geförderten Fluidstromes durch das Heizgerät (2) bewirken kann,b) Erfassen eines Vergleichsparameters (4), der einen Rückschluss auf eine Leistungsaufnahme der Fördereinrichtung (5) des Heizgerätes (2) erlaubt,c) Erkennen des Vorhandenseins einer Rückschlagklappe (1), wenn der Vergleichsparameter (4) zumindest zeitweise unabhängig von der Änderung des Betriebsparameters (3) verläuft.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen einer Rückschlagklappe in einer Heizungsanlage, ein Computerprogramm, ein Speichermedium, ein Regel- und Steuergerät, ein Heizgerät und eine Verwendung.
  • Beispielsweise in Mehrfamilienhäusern sind häufig mehrere Gasheizgeräte an einer gemeinsamen Abgasanlage angeschlossen. Derartige Anlagen werden als Mehrfachbelegungsanlage bezeichnet. Zur Vermeidung von Abgasrückströmungen werden in der Regel Rückschlagklappen eingesetzt, die eine Rückströmung von Abgasen eines Heizgerätes in andere Heizgeräte der Mehrfachbelegungsanlage verhindern.
  • Bei der Inbetriebnahme von Heizgeräten muss das Vorhandensein einer Rückschlagklappe in der Regel durch Vornahme einer Einstellung in der Steuerung des Heizgerätes angezeigt werden. Ein Heizgerät würde jedoch auch in Betrieb gehen, wenn die Einstellung zwar in der Steuerung des Heizgerätes vorgenommen wurde, die Installation der Rückschlagklappe jedoch nicht vorgenommen wurde oder diese defekt ist, aber auch im umgekehrten Fall, falls eine Rückschlagklappe installiert, jedoch die Einstellung in der Steuerung des Heizgerätes nicht vorgenommen wurde.
  • In der EP 3 712 502 A1 wird ein Verfahren zum Prüfen des Vorhandenseins einer Rückschlagklappe vorgeschlagen, bei dem ein Betriebsparamater einer Fördereinrichtung des Heizgerätes derart geändert wird, dass ein durch Heizgerät und Abgasanlage zu geförderter Fluidstrom geändert wird. Durch gleichzeitige Erfassung eines des Fluidstromes anhand einer geeigneten Messgröße kann festgestellt werden, ob eine Rückschlagklappe vorhanden ist.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, dass der zur Durchführung des Verfahrens notwendige Massestromsensor mit Kosten verbunden ist und die die Komplexität eines Heizgerätes erhöht, womit eine erhöhte Ausfallwahrscheinlichkeit einhergeht.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu überwinden. Insbesondere soll eine Lösung vorgeschlagen werden, die die Komplexität eines Heizgerätes gegenüber dem Stand der Technik nicht erhöht.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen 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 einer Rückschlagklappe in einer Heizungsanlage mit mindestens einem Heizgerät bei, welches zumindest die folgenden Schritte umfasst:
    1. a) Ändern eines Betriebsparameters des Heizgerätes, der eine Änderung eines von einer Fördereinrichtung des Heizgerätes geförderten Fluidstromes durch das Heizgerät bewirken kann,
    2. b) Erfassen eines Vergleichsparameters, der einen Rückschluss auf eine Leistungsaufnahme der Fördereinrichtung des Heizgerätes erlaubt,
    3. c) Erkennen des Vorhandenseins einer Rückschlagklappe, wenn der Vergleichsparameter zumindest zeitweise unabhängig von der Änderung des Betriebsparameters verläuft.
  • Die Schritte a), b) und c) werden bei einem regulären Betriebsablauf in der Regel zumindest einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt. Dabei ist es auch möglich, dass die Schritte a) bis c) mehrfach (in der angegebenen Reihenfolge hintereinander) wiederholt durchgeführt werden. Insbesondere ist es auch denkbar, dass die Schritte a) und b) mehrfach hintereinander wiederholt werden bevor Schritt c) durchgeführt wird. Weiterhin können die Schritte a), b) und c) oder zumindest die Schritte a) und b) auch zumindest teilweise parallel oder sogar gleichzeitig durchgeführt werden. Darüber hinaus kann das Verfahren mit einem hier auch beschriebenen Heizgerät ausgeführt werden.
  • Das Verfahren kann insbesondere zur automatischen Erkennung der Existenz und/oder Funktionalität der Rückstromklappe eingesetzt werden. Das Verfahren kann (zudem) dafür genutzt werden, eine Fehleinstellung des Heizgerätes zu erkennen.
  • Die hier angegebene Lösung beschreibt eine besonders vorteilhafte und/oder sichere Möglichkeit zur (automatischen) Erkennung, ob in einem Heizsystem in einer Mehrfachbelegungsanlage eine Rückschlagklappe eingebaut ist. Das Verfahren kann mit anderen Worten insbesondere auch als eine automatische Rückstromklappenerkennung beschrieben werden. In diesem Zusammenhang kann das Verfahren zum (automatischen) Prüfen des Vorhandenseins einer Rückschlagklappe in einer Heizungsanlage mit mindestens einem Heizgerät dienen. Zudem kann gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens eine Fehleinstellung des Heizgerätes erkannt werden.
  • Grundsätzlich kann das Verfahren bei der Integration eines (neuen bzw. weiteren) Heizgeräts in eine (Mehrfachbelegungs-)Heizanlage und/oder während der Inbetriebnahme eines solchen Heizgerät verwendet werden. Dies erlaubt in vorteilhafter Weise, fehlerhafte Installationen oder Einstellungen des Heizgeräts in der Heizanlage, insbesondere eine fehlende oder defekte Rückschlagklappe möglichst frühzeitig zu erkennen und die oben beschriebenen Folgen zu vermeiden.
  • Alternativ oder kumulativ kann das Verfahren auch bedarfsweisen, 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 (vorhandenen) 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 normalerweise 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. Eine "Klappe" in diesem Sinne muss nicht zwangsweise ein verschwenkbares Verschlusselement sein, vielmehr können auch anders bewegliche Verschlusselemente mit umfasst sein, wie beispielweise Kugel-Ventile, axial bewegliche Schieber, etc..
  • Bei der Heizungsanlage handelt es sich insbesondere um eine sogenannte Mehrfachbelegungsanlage. Diese kann sich dadurch auszeichnen, dass mehrere Heizgeräte (verschiedener Wohnungen) an einer gemeinsamen Abgasanlage (eines Hauses) angeschlossen sind, die ggf. über einen Schornstein in die Umgebung münden können.
  • 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.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt bevorzugt keine Zufuhr von Brennstoff während der Durchführung des Verfahrens. Bevorzugt kann erst nach erfolgreicher Verfahrensdurchführung eine Freigabe des Heizgerätes zur Inbetriebnahme erfolgen.
  • 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 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) 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.
  • 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. Die Drehzahl kann vorteilhaft von einem Drehzahlsensor der Fördereinrichtung erfasst werden und liegt vorteilhaft einem Steuergerät des Heizgerätes ohnehin vor.
  • In Schritt b) erfolgt ein Erfassen eines Vergleichsparameters, der einen Rückschluss auf eine Leistungsaufnahme der Fördereinrichtung des Heizgerätes erlaubt. Der Vergleichsparameter kann insbesondere ein elektrisches Signal sein, welches einen (unmittelbaren) Rückschluss die Leistungsaufnahme der Fördereinrichtung des Heizgerätes erlaubt.
  • In Schritt c) erfolgt ein Erkennen des Vorhandenseins einer (der) Rückschlagklappe, wenn der Vergleichsparameter zumindest zeitweise (während des Änderns des Betriebsparameters oder unmittelbar nach der Änderung des Betriebsparameters) unabhängig von der Änderung des Betriebsparameters verläuft. Beispielsweise kann für den Fall, dass der Betriebsparameter eine Drehzahl der Fördereinrichtung ist in dem Moment, in dem sich eine Rückschlagklappe aufgrund des von der Fördereinrichtung aufgebauten Druckes öffnet, eine kurzzeitige Reduktion oder Stagnation der Drehzahl und/oder ein kurzzeitiger Anstieg des elektrischen Signals, das einen (unmittelbaren) Rückschluss die Leistungsaufnahme der Fördereinrichtung des Heizgerätes erlaubt, erkannt werden. Mit anderen Worten kann beim Öffnen oder Schließen einer Rückschlagklappe in Parameterverläufen von Betriebs- und Vergleichsparameter eine kurzzeitige Störung, also kurzzeitiges Ansteigen oder Abfallen des Parameters erkannt werden. Die Parameterverläufe während dieser kurzzeitigen Störung insbesondere einen umgekehrten Verlauf (ein Parameter fällt ab, während der andere ansteigt) aufweisen, beispielsweise bei einem PWM-Signal als Vergleichsparameter und einer Drehzahl der Fördereinrichtung als Betriebsparameter).
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann es sich bei dem Vergleichsparameter um eine Ansteuerungssignal der Fördereinrichtung handeln. Mittels dem Ansteuerungssignal kann beispielsweise eine Fördereinrichtung beispielsweise mit einem Regler, insbesondere mit einem p-i-Regler, auf eine definierte Drehzahl geregelt werden. Das Ansteuerungssignal kann insbesondere ein pulsmoduliertes Signal sein, beispielsweise ein pulsdauermoduliertes, ein pulslängenmoduliertes oder ein pulsbreitenmoduliertes Signal sein, besonders bevorzugt kann das Ansteuerungssignal ein pulsweitenmoduliertes Signal (PWM-Signal) sein.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird zusätzlich erfasst, ob ein Mehrfachbelegungsmodus in den Einstellungen des Heizgerätes aktiviert wurde. Bei der Aktivierung des Mehrfachbelegungsmodus kann es sich um jegliche Einstellung des Heizgerätes handeln, mit der dem Heizgerät ein Mehrfachbelegungsmodus, also das Vorhandensein einer Rückschlagklappe signalisiert wird.
  • Durch die Erfassung der Einstellung Mehrfachbelegungsmodus kann mit dem vorgeschlagenen Verfahren geprüft werden, ob möglicherweise kein Mehrfachbelegungsmodus in den Einstellungen des Heizgerätes aktiviert wurde, jedoch trotzdem (als Ergebnis des vorgeschlagenen Verfahrens) eine Rückschlagklappe detektiert wurde. In vorteilhafter Weise kann das Heizgerät hierfür vor jeder Inbetriebnahme oder Neuinbetriebnahme das Verfahren durchführen und das Ergebnis mit den im Heizgerät vorgenommen Einstellungen zum Mehrfachbelegungsmodus vergleichen. Vorteilhaft kann so auch eine fehlende vorzunehmende Einstellung im Heizgerät detektiert, beziehungsweise auf eine Diskrepanz zwischen der Ausführung der Heizungsanlage (Rückschlagklappe vorhanden) und den entsprechenden Einstellungen im Heizgerät (Mehrfachbelegungsmodus nicht aktiviert) hingewiesen werden.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Computerprogramm vorgeschlagen, 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.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, 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 Regel- und Steuergerät für ein Heizgerät vorgeschlagen, eingerichtet zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens. Das Regel- und Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen bzw. über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das auf einem Speicher (des Regel- und Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch eine Heizungsanlage mit einem hier vorgestellten Regel- und Steuergerät vorgeschlagen. Das Regel- und Steuergerät ist häufig Bestandteil eines Heizgerätes der Heizungsanlage. Das Heizgerät ist insbesondere ein Gasheizgerät mit einem Gasbrenner und einer Fördereinrichtung, die ein Gemisch aus Gas und Verbrennungsluft (brennfähiges Gemisch) zu einem Gasbrenner fördern kann.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung eines Ansteuersignals und eines Betriebsparameters einer Fördereinrichtung eines Heizgeräts zum Prüfen des Vorhandenseins einer Rückschlagklappe einer Heizungsanlage vorgeschlagen. Besonders bevorzugt ist der Betriebsparameter eine Drehzahl der Fördereinrichtung und/ oder das Ansteuersignal ein digitales Ansteuersignal, insbesondere ein pulsmoduliertes oder ein PWM Signal.
  • Hier werden somit ein Verfahren zum Prüfen einer Rückschlagklappe in einer Heizungsanlage, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät und ein Heizgerät zur Durchführung des Verfahrens sowie eine Verwendung angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen das Verfahren, das Computerprogramm, das Regel- und Steuergerät und das Heizgerät sowie die Verwendung jeweils zumindest dazu bei, eine einfache und sichere Detektion des Vorhandenseins einer Rückschlagklappe in einer Heizungsanlage zu ermöglichen. Zudem wird weiter vorteilhaft die Komplexität eines Heizgerätes nicht erhöht, da das vorgeschlagene Verfahren ohne zusätzliche Sensorik durchführbar ist.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die
  • Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
    • 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.
  • Figur 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.
  • 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 Gasventil 3 und einem Gaszufuhrkanal 13 und die Verbrennungsluft aus einem Luftansaugkanal 12 in einer Mischstelle 14 in einem Gemischkanal 11 zusammengeführt werden. Dieses Gemisch wird dann von der Fördereinrichtung 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. Die Fördereinrichtung 5 ist über eine Signalleitung 7 mit dem Steuergerät 8 verbunden, über die ein Ansteuersignal übertragen werden kann. Die Fördereinrichtung 5 kann einen Drehzahlsensor 6 aufweisen, der die Drehzahl der Fördereinrichtung 5 erfasst und dem Steuergerät 8 übermittelt.
  • 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 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 Vergleichsparameters 4, der einen Rückschluss auf eine Leistungsaufnahme der Fördereinrichtung 5 des Heizgerätes 2 erlaubt. In Block 130 erfolgt gemäß Schritt c) ein Erkennen des Vorhandenseins der Rückschlagklappe 1, wenn der Vergleichsparameter 4 zumindest zeitweise unabhängig von der Änderung des Betriebsparameters 3 verläuft.
  • 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 21 handelt es sich hier beispielhaft um eine Drehzahl der Fördereinrichtung 5 des Heizgeräts 2 und bei dem Vergleichsparameter 20 um ein Ansteuersignal der Fördereinrichtung 5, konkret um ein PWM-Signal. Das PWN-Signal kann in % eines Zeitanteils einer Periode angeben werden, in dem das PWM-Signal eingeschaltet ist. Die Drehzahl als Betriebsparameter 21 kann in Umdrehungen pro Minute angegeben sein.
  • Bei einer Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens kann beispielsweise die Fördereinrichtung 5 auf eine Drehzahl 26 gefahren werden. Die Drehzahl kann in Folge vom Ruhezustand weitestgehend linear ansteigen und das PWM-Signal als Vergleichsparameter 20 weitestgehend konstant bleiben oder leicht abfallen. Zu einem Zeitpunkt 27 kann sich die Rückschlagklappe 1 aufgrund des durch die Fördereinrichtung 5 aufgebauten Druckes öffnen. Durch das Öffnen der Rückschlagklappe 1 kann eine Störung 25 festgestellt werden, in der der Anstieg der Drehzahl der Fördereinrichtung 5, als Betriebsparameter 21, oder auch die Drehzahl selbst für einen kurzen Zeitraum (im Vergleich zu einem ursprünglichen Parameterverlauf 24) geringer werden können. Gleichzeitig kann das PWM-Signal als Vergleichsparameter 20 eine Störung 23 erfahren und gegenüber einem ursprünglichen Verlauf 24 analog sprunghaft ansteigen, beispielsweise da ein Regler die Leistungsaufnahme der Fördereinrichtung 5 erhöht, um einem mit der Öffnung der Rückschlagklappe 1 verbundenen Abfall der Drehzahl der Fördereinrichtung 5 entgegen zu wirken. Die Auswerteelektronik des verfahrensdurchführenden Steuergerätes 8 kann nun das Vorhandensein einer Rückschlagklappe 1 erkennen. Beim Fehlen einer Rückschlagklappe 1 kann das Steuergerät 8 das Heizgerät 2 in einen Störungsmodus verbringen, in dem eine Inbetriebnahme blockiert wird und der nur durch technisches Personal beendbar ist.
  • Gemäß einer optionalen Ausgestaltung kann das Steuergerät 8 erfassen, ob in den Einstellungen des Heizgerätes 2 ein Mehrfachbelegungsmodus aktiviert wurde. Sollte der Mehrfachbelegungsmodus nicht aktiviert, jedoch eine Rückschlagklappe 1 erkannt worden sein, kann das Steuergerät 8 das Heizgerät 2 in einen Störungsmodus verbringen, in dem eine Inbetriebnahme blockiert wird und der nur durch technisches Personal beendbar ist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Rückschlagklappe
    2
    Heizgerät
    3
    Gasventil
    5
    Fördereinrichtung
    6
    Drehzahlsensor
    7
    Signalleitung
    8
    Steuergerät
    9
    Brenner
    10
    Abgasrohr
    11
    Gemischkanal
    12
    Luftansaugkanal
    13
    Gaszufuhrkanal
    14
    Mischstelle
    20
    Vergleichsparameter
    21
    Betriebsparameter
    23
    ursprünglicher Verlauf
    24
    ursprünglicher Verlauf
    26
    Drehzahl
    27
    Zeitpunkt Öffnen Rückschlagklappe

Claims (11)

  1. Verfahren zum Prüfen einer Rückschlagklappe (1) in einer Heizungsanlage mit mindestens einem Heizgerät (2), umfassend zumindest folgende Schritte:
    a) Ändern eines Betriebsparameters (3) des Heizgerätes (2), der eine Änderung eines von einer Fördereinrichtung (5) des Heizgerätes (2) geförderten Fluidstromes durch das Heizgerät (2) bewirken kann,
    b) Erfassen eines Vergleichsparameters (4), der einen Rückschluss auf eine Leistungsaufnahme der Fördereinrichtung (5) des Heizgerätes (2) erlaubt,
    c) Erkennen des Vorhandenseins einer Rückschlagklappe (1), wenn der Vergleichsparameter (4) zumindest zeitweise unabhängig von der Änderung des Betriebsparameters (3) verläuft.
  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 einem der vorangehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Vergleichsparameter um ein Ansteuerungssignal der Fördereinrichtung (5) des Heizgeräts (2) handelt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Ansteuerungssignal ein PWM-Signal ist.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren vor jeder Inbetriebnahme des Heizgerätes (2) durchgeführt wird und zusätzlich erfasst wird, ob in ein Mehrfachbelegungsmodus des Heizgerätes (2) aktiviert wurde.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei fehlendem Erkennen des Vorhandenseins einer Rückschlagklappe (5) und/oder beim Erkennen des Vorhandenseins einer Rückschlagklappe (5) und nicht aktviertem Mehrfachbelegungsmodus in einem Schritt d) eine Inbetriebnahme des Heizgerätes (2) blockiert wird.
  7. Computerprogramm, welches zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
  8. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 7 gespeichert ist.
  9. Steuergerät (8) für ein Heizgerät (2), eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
  10. Heizgerät (2) mit einem Steuergerät (8) nach Anspruch 9.
  11. Verwendung eines Ansteuersignals und eines Betriebsparameters einer Fördereinrichtung (5) eines Heizgeräts (2) zum Prüfen einer Rückschlagklappe (1) einer Heizungsanlage.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1503151A1 (de) * 2002-07-29 2005-02-02 Itho B.V. Luftbehandlungs- und Heizungsanlage
JP2017138012A (ja) * 2016-02-01 2017-08-10 リンナイ株式会社 燃焼装置
EP3712502A1 (de) 2019-03-22 2020-09-23 Vaillant GmbH Verfahren zum prüfen des vorhandenseins einer rückschlagklappe in einer heizungsanlage

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EP3712502A1 (de) 2019-03-22 2020-09-23 Vaillant GmbH Verfahren zum prüfen des vorhandenseins einer rückschlagklappe in einer heizungsanlage

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