EP4215839A1 - Verfahren zum betreiben eines heizgerätes, computerprogramm, regel- und steuergerät und heizgerät - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines heizgerätes, computerprogramm, regel- und steuergerät und heizgerät Download PDF

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EP4215839A1
EP4215839A1 EP23152119.6A EP23152119A EP4215839A1 EP 4215839 A1 EP4215839 A1 EP 4215839A1 EP 23152119 A EP23152119 A EP 23152119A EP 4215839 A1 EP4215839 A1 EP 4215839A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heater
heating device
power
period
condensate
Prior art date
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Pending
Application number
EP23152119.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lionel Mathieu
Elodie Hersent
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vaillant GmbH filed Critical Vaillant GmbH
Publication of EP4215839A1 publication Critical patent/EP4215839A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F24H8/00—Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation
    • F24H8/006—Means for removing condensate from the heater
    • 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
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/355—Control of heat-generating means in heaters
    • F24H15/36—Control of heat-generating means in heaters of burners
    • 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
    • F24H15/40—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers
    • F24H15/414—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based
    • 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
    • F24H15/40—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers
    • F24H15/486—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using timers

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a heating device, a computer program, a regulation and control unit and a heating device.
  • Heating devices that provide heat by burning a fuel usually have an exhaust system for transporting the combustion products away.
  • the combustion process produces water vapor, which can condense when it cools down, for example on the wall of the exhaust system.
  • This condensate can flow off, for example, via a condensate drain of the heater.
  • the amount of condensate that occurs can depend on various factors, such as the thermal insulation of the exhaust system.
  • the resulting high speed of the exhaust gas flow can lead to a condensate build-up in the exhaust system, especially in areas with a low incline.
  • Condensate often accumulates in an area with a slight incline after a first deflection or another area of the exhaust system that influences/impedes the flow of exhaust gas, with which the exhaust gas from the heater is fed to an inlet of a largely vertical part of the exhaust system (chimney) that leads to the outside.
  • a build-up of condensate can lead to undesirable impairment of the exhaust system and/or damage to a seal of the exhaust system, in particular if the seal comes into permanent contact with condensate.
  • an exhaust gas sensor arranged in the initial area of the exhaust system for example a device for analyzing carbon dioxide, can no longer carry out precise measurements or can fail due to the effect of condensate.
  • the invention should at least not significantly increase the complexity of a heating device and/or require only minor structural changes to a heating device and enable simple integration into an existing production process.
  • a method for operating a heater contributes to this, in which the power of the heater is operated regularly in a (predetermined or specified) first period and its power is reduced in a (likewise predetermined or specified) second period in order to allow the condensate to drain in the exhaust system (in or at least beginning in the second period), in particular to initiate it independently.
  • the heater is in particular a gas heater and/or an oil heater.
  • this relates in particular to a heater which is set up to burn one or more fossil fuels such as natural gas, hydrogen and/or heating oil with the supply of combustion air in order to provide heating energy and/or hot water for a building.
  • the heater can be a so-called gas condensing boiler.
  • the heater can have at least (at least) one burner and a delivery device, which deliver a mixture of fuel (in particular gas) and combustion air, e.g. through a mixture channel of the heater, to the burner.
  • the exhaust gas generated by the combustion may be led to an exhaust system (of a building) through an exhaust pipe (internal) of the heater.
  • the exhaust system can have a first deflection near the connection to the exhaust pipe and then lead with a slight incline to a (largely) vertical area (chimney) of the exhaust system that possibly leads to the outside.
  • a method proposed here is based on the idea of reducing the (flow) speed of the exhaust gas flow (specifically or automatically) for a second period of time at (regular, specified, possibly constant) periodic time intervals (the first period), as a result of which the condensate in the exhaust system can (immediately) flow off. Condensate build-up and the problems associated with it can thus be effectively avoided.
  • the power of the heater can only be reduced if the heater is (currently, in regular operation) operated with a power that is greater than a (specified) minimum power. It is thus possible to take account of the fact that a condensate build-up can usually (only or particularly extensively) occur at higher outputs and the associated high flow rate of the exhaust gas in the exhaust system.
  • the minimum output should be determined with regard to the specific exhaust system and the specific heater. As a rule, a minimum output in a range of at least 50% [percent], 60% or 70% of the rated output (maximum output) of the heater will make sense.
  • the output of the heater can be reduced to below 60% [percent], below 50%, preferably below 40% or even below 30% of the rated output of the heater during the second time period.
  • the output of the heater should be reduced to an output that does not or only slightly impede the drainage of the condensate, with this value also depending on the specific design of the exhaust system and heater.
  • the ratio of the first time period and the second time period can be in a range between 0.15 and 0.03, between 0.2 and 0.02, preferably 0.1 and 0.05.
  • the power of the heater could be reduced after regular operation in a first period of 15 minutes for a second period of 1 minute.
  • this ratio also depends on the specific design of the heater and exhaust system.
  • the first period of time can be in a range from 5 minutes to 30 minutes.
  • the second period of time (in which the power of the heater is reduced) can be in a range from 45 seconds to 2 minutes, preferably from 1 minute to 1.5 minutes.
  • the heating device can be operated with (slightly) increased power (corresponding to the heat requirement) in the first time periods in order to compensate for the reduction in power in the second time period. In this way it can be ensured that the (current and/or average) heat requirement can be met despite the reduction in output in the second period.
  • a first time period and/or a second time period can be assigned to at least two power ranges of the heater.
  • a predetermined first value can be selected for a first and/or second time period. If the procedure z. B. initiated in a second predefined power range that differs from the first power range, so a predetermined (different) second value is selected for a first and/or second time period.
  • a first period of 15 minutes and a second period of 60 seconds in a power range of the heater from 50% to 60% [percent] of the nominal power, a first period of 15 minutes and a second period of 60 seconds, in a power range of the heater from 60% to 70% of the nominal power, a first period of 14 minutes and a second period of 70 seconds, and in a power range of 70% to 80% of the nominal power, a first period of 13 minutes and a second period of 80 seconds and implemented become.
  • the second period of time or the reduction in power can take place in (predetermined and/or uniform) stages.
  • the power can be reduced in such a way that the power of the heating device is reduced in stages.
  • the output of the heating device could be reduced to 50% [percent] of the nominal output, and in a second step the output could be reduced to 40% of the nominal output.
  • the time duration of each stage can be the same, so that the time duration for performing both stages corresponds to the second period. It was shown that, despite the gradation of the power reduction in the second period, sufficient drainage of condensate can be made possible and the possible loss of comfort for the user associated with the reduction in the power of the heater can be minimized.
  • a computer program comprising instructions which cause a computer to carry out a method described here.
  • 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 unit.
  • a heating device having a regulation and control unit presented here.
  • the heating device can in particular be a gas heating device with a gas burner and a conveying device which can convey a mixture of combustion gas and combustion air to the gas burner.
  • first primarily serve (only) to distinguish between several similar objects, variables or processes, i.e. in particular they do not necessarily specify any dependency and/or sequence of these objects, variables or processes in relation to one another. Should a dependency and/or order be necessary, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. So far a component can appear several times (“at least one"), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.
  • a method for operating a heating device, a computer program, a regulation and control device and a heating device are thus specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • the method and the heater contribute at least to effectively preventing a possible build-up of condensate in an exhaust system of a heater.
  • the invention can be implemented particularly easily, for example as part of installing a computer program on a regulation and control unit of a heating device.
  • the heater 1 can have a supply of combustion air 4 to which combustion gas can be added via a gas valve 5 .
  • the resulting combustion mixture can be fed to a burner 3 arranged in a combustion chamber 8 via a mixture channel 16 in which a conveyor device 2 can be arranged.
  • Combustion products that arise can be fed from the combustion chamber 8 via an exhaust pipe 9 (arranged inside the heater 1) to an exhaust system 6 .
  • the combustion chamber 8 can include a condensate drain 15 which can be arranged at the geodetically lowest point of the combustion chamber 8 and into which the condensate 18 can flow out of the combustion chamber 8 and/or out of the exhaust pipe 9 and/or out of the exhaust system 6 .
  • the exhaust system 6 can have a first deflection 22, in which the exhaust path can be transferred from a largely vertical direction to an area with a slight incline 17, at an angle to a horizontal line of less than 5° [degrees].
  • a first seal 20 and an adapter 35 can be arranged in a region after the first deflection 22 in such a way that the first seal 20 cannot come into contact with condensate 18 .
  • the adapter 35 can also be connected to a reduction ring 19, which can focus the exhaust gas flow centrally into a reduced diameter.
  • a second seal 21 can seal a connection between two pipe elements, which, however, can come into contact with condensate 18, as a result of which the service life of the second seal 21 can be significantly reduced.
  • the heating device 1 can also have a regulating and control unit 7 which can be electrically connected to an ionization electrode 13 which can be electrically connected in the combustion chamber 8 below the burner 3 .
  • the regulation and control device 7 can be electrically connected to the gas valve 5 and the delivery device 2 .
  • a combined ignition and ionization electrode can also be used. A method proposed here can advantageously be carried out on the regulating and control device 7 .
  • FIG. 2 shows an example and schematically a diagram representing the relationship between a power P of the heater 1 (specified as a percentage of the nominal power of the heater 1) and the time t.
  • the heater 1 can be operated regularly according to a power curve 23 in a first period 31, for example with a heat requirement corresponding to a power in a range between 60% [percent] and 70% of the nominal power of the heater 1.
  • a second period 28 can follow, in which the power P of the heater 1 is reduced.
  • condensate 18 due to the reduced power P of the heater 1, condensate 18 (and any condensate backlog that may be present) can flow out of the exhaust system 6, in particular from the area with a slight incline 17, through the exhaust pipe 9 and the condensate drain 15.
  • the second time period 28 can be divided into stages 24,25.
  • the heater 1 can start up a first stage 32 power for a “first stage” 26 period and, in a subsequent second stage 25 , a second stage 33 power for a “second stage” 27 period.
  • the "first stage" period 26 may be equal to the "second stage” period 27 .
  • the power P of the heater 1 can be reduced further to a power 32 of, for example, 50% [percentage of the rated power] and in the second stage 25 to a power 33 of 40% [percentage of the rated power].
  • the first time period 31 can last 15 minutes and the second time period 28 can last 60 seconds.
  • the heater 1 can be operated regularly in a further first time period 31, and then a second time period 28 can follow, in which the power P of the heater 1 is reduced in stages 24, 25 as described above.
  • the power P of the heating device 1 can only be reduced if it is operated with a power P above a minimum power 36 .
  • the heater 1 is operated below the minimum output 36, smaller amounts of condensate 18 are formed, so that no condensate accumulation is to be expected.
  • a method proposed here can be executed in particular on the regulating and control device 7 of the heating device 1, which advantageously regulates and controls the power P of the heating device 1 anyway.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (1) beschrieben, bei dem die Leistung des Heizgerätes (1) in zeitlichen Abständen (31) reduziert wird, um ein Abfließen des Kondensats (18) in der Abgasanlage (6) zu ermöglichen. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann in regelmäßigen zeitlichen Abständen (31) die Geschwindigkeit des Abgasstromes reduziert werden, wodurch in der Abgasanlage (6) befindliches Kondensat (18) abfließen kann. Ein Kondensatstau und damit verbundene Probleme können so wirkungsvoll vermieden werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät und ein Heizgerät.
  • Heizgeräte, die durch die Verbrennung eines Brennstoffes Wärme bereitstellen, weisen in der Regel eine Abgasanlage zum Abtransport der Verbrennungsprodukte auf. Bei dem Verbrennungsprozess entsteht Wasserdampf, der bei Abkühlung, beispielsweise an der Wandung der Abgasanlage, kondensieren kann. Dieses Kondensat kann beispielsweise über einen Kondensatablauf des Heizgerätes abfließen. Die Menge des anfallenden Kondensats kann von verschiedenen Einflüssen abhängen, beispielsweise der Wärmedämmung der Abgasanlage.
  • Bei höheren Leistungen des Heizgerätes kann es aufgrund einer resultierenden hohen Geschwindigkeit des Abgasstromes zu einem Kondensatstau in der Abgasanlage kommen, insbesondere in Bereichen mit geringer Steigung derselben. Häufig tritt ein Kondensatstau in einem Bereich mit geringer Steigung nach einer ersten Umlenkung oder eines anderen, die Abgasströmung beeinflussenden/ behindernden Bereiches der Abgasanlage, mit der das Abgas vom Heizgerät einem Eingang einer weitestgehend senkrecht verlaufendem, nach Außen führenden, Teil der Abgasanlage (Schornstein) zugeführt wird.
  • So kann ein Kondensatstau zu einer unerwünschten Beeinträchtigung der Abgasanlage und/oder der Beschädigung einer Dichtung der Abgasanlage führen, insbesondere wenn die Dichtung in dauerhaften Kontakt mit Kondensat kommt. Auch kann ein im Anfangsbereich der Abgasanlage angeordneter Abgassensor, beispielsweise eine Einrichtung zur Kohlendioxidanalyse, durch die Einwirkung von Kondensat keine genauen Messungen mehr durchführen oder ausfallen.
  • Um diesem Problem zu begegnen sind eine Vielzahl von Einrichtungen in der Abgasanlage bekannt. Beispielsweise wird in der US 4,841,935 A ein Verbindungselement für eine Abgasanlage vorgeschlagen, bei dem anfallendes Kondensat abgeführt werden kann.
  • Leider können die Anlagen nach dem Stand der Technik das Problem insbesondere dann nur unbefriedigend lösen, wenn diese mit geringer Steigung der Abgasanlage ausgeführt sin. Auch sind die vorgeschlagenen Vorrichtungen oft aufwendig und/oder mit zusätzlichem Installationsaufwand verbunden.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes vorzuschlagen, das die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwindet. Insbesondere soll ein Kondensatstau in der Abgasanlage des Heizgerätes vermieden werden.
  • Zudem soll die Erfindung die Komplexität eines Heizgerätes zumindest nicht wesentlich erhöhen und/oder nur geringe bauliche Veränderungen an einem Heizgerät erfordern und eine einfache Integration in einen bestehenden Produktionsprozess ermöglichen.
  • 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 Betreiben eines Heizgerätes bei, bei dem die Leistung des Heizgerätes in einem (vorbestimmen bzw. vorgegebenen) ersten Zeitraum regulär betrieben wird und dessen Leistung und in einem (gleichfalls vorbestimmen bzw. vorgegebenen) zweiten Zeitraum reduziert wird, um ein Abfließen des Kondensats in der Abgasanlage (in oder zumindest beginnend in dem zweiten Zeitraum) zu ermöglichen, insbesondere selbstständig zu initiieren.
  • Bei dem Heizgerät handelt es sich insbesondere um ein Gasheizgerät und/ oder ein Ölheizgerät. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Heizgerät, welches dazu eingerichtet ist, einen oder mehrere fossile Brennstoffe wie Erdgas, Wasserstoff und/ oder Heizöl unter Zufuhr von Verbrennungsluft zu verbrennen, um Heizenergie und/ oder Warmwasser für ein Gebäude bereitzustellen. Beispielsweise kann es sich bei dem Heizgerät um ein sogenanntes Gasbrennwertgerät handeln. Das Heizgerät kann zumindest (mindestens) einen Brenner und eine Fördereinrichtung aufweisen, die ein Gemisch von Brennstoff (insbesondere Gas) und Verbrennungsluft, z.B. durch einen Gemischkanal des Heizgerätes, zum Brenner fördern.
  • Weiter kann das durch die Verbrennung entstehende Abgas durch ein (internes) Abgasrohr des Heizgerätes zu einer Abgasanlage (eines Gebäudes) geleitet werden. Insbesondere kann die Abgasanlage nahe der Verbindung zum Abgasrohr eine erste Umlenkung aufweisen und anschließend mit geringer Steigung zu einem (weitestgehend) senkrecht und ggf. nach außen führenden Bereich (Schornstein) der Abgasanlage führen.
  • Die Gefahr eines Kondensatstaus besteht insbesondere in dem Bereich der Abgasanlage mit geringer Steigung (beispielsweise mit einem Winkel von unter 10° [Grad] gegenüber einer horizontalen Linie, betrachtet wird hierbei der verbaute bzw. installierte Zustand), weil die geringe Steigung eine geringe Fließgeschwindigkeit des Kondensats zur Folge hat.
  • Ein hier vorgeschlagenes Verfahren basiert auf dem Gedanken, in (regelmäßigen, vorgegebenen, ggf. gleichbleibenden) periodischen Zeitabständen (dem ersten Zeitraum) die (Strömungs-)Geschwindigkeit des Abgasstromes (gezielt bzw. automatisch) für einen zweiten Zeitraum zu reduzieren, wodurch in der Abgasanlage befindliches Kondensat (unmittelbar) abfließen kann. Ein Kondensatstau und damit verbundene Probleme können so wirkungsvoll vermieden werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Reduktion der Leistung des Heizgerätes nur erfolgen, wenn das Heizgerät (aktuell, im regulären Betrieb) mit einer Leistung betrieben wird, die größer einer (vorgegebenen) Mindestleistung ist. Somit kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass ein Kondensatstau zumeist (nur bzw. besonders umfangreich) bei höheren Leistungen und damit verbundener hoher Strömungsgeschwindigkeit des Abgases in der Abgasanlage auftreten kann. Eine Festlegung der Mindestleistung sollte im Hinblick auf die konkrete Abgasanlage und das konkrete Heizgerät erfolgen. In der Regel wird eine Mindestleistung in einem Bereich von mindestens 50 % [Prozent], 60% oder 70% der Nennleistung (maximale Leistung) des Heizgerätes sinnvoll sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Leistung des Heizgerätes in während des zweiten Zeitraumes auf unter 60 % [Prozent], unter 50 %, bevorzugt unter 40 % oder sogar unter 30 % der Nennleistung des Heizgerätes reduziert werden. Dabei sollte die Leistung des Heizgerätes auf eine Leistung reduziert werden, mit der ein Abfließen des Kondensats nicht oder nur gering behindert wird, wobei auch dieser Wert von der konkreten Ausgestaltung von Abgasanlage und Heizgerät abhängig ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Verhältnis von erstem Zeitraum und dem zweiten Zeitraum in einem Bereich zwischen 0,15 und 0,03, zwischen 0,2 und 0,02, bevorzugt 0,1 und 0,05, liegen. Beispielsweise könnte somit die Leistung des Heizgerätes nach einem regulären Betrieb in einem ersten Zeitraum von 15 Minuten für einen zweiten Zeitraum von 1 Minute reduziert werden. Der Vollständigkeit halber wird angemerkt, dass auch dieses Verhältnis von der konkreten Ausgestaltung von Heizgerät und Abgasanlage abhängig ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der erste Zeitraum in einem Bereich von 5 Minuten bis 30 Minuten liegen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der zweite Zeitraum (in dem die Leistung des Heizgerätes reduziert wird) in einem Bereich von 45 Sekunden bis 2 Minuten, bevorzugt von 1 Minute bis 1,5 Minuten, liegen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Heizgerät in den ersten Zeiträumen (geringfügig) erhöhter (der Wärmeanforderung entsprechenden) Leistung betrieben werden, um die Reduktion der Leistung im zweiten Zeitraum auszugleichen. So kann gewährleistet werden, dass die (aktuelle und/ oder mittlere) Wärmeanforderung trotz der Reduktion der Leistung im zweiten Zeitraum erfüllt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können mindestens zwei Leistungsbereichen des Heizgerätes jeweils ein erster Zeitraum und/ oder ein zweiter Zeitraum zugeordnet sein. Somit kann für den Fall, dass das Verfahren in einem ersten vordefinierten Leistungsbereich des Heizgeräts initiiert wird, ein vorbestimmter erster Wert für einen ersten und/oder zweiten Zeitraum ausgewählt werden. Wird das Verfahren z. B. in einem zweiten vordefinierten Leistungsbereich initiiert, der von dem ersten Leistungsbereich abweicht, so wird ein vorbestimmter (abweichender) zweiter Wert für einen ersten und/oder zweiten Zeitraum ausgewählt.
  • Dadurch kann dem Umstand begegnet werden, dass mit steigender Leistung des Heizgerätes die Menge des anfallenden Kondensats steigt, jedoch auch das Abfließen des Kondensats durch eine höhere Strömungsgeschwindigkeit des Abgases in der Abgasanlage zusätzlich erschwert wird. Durch eine Zuordnung von jeweils einem ersten und/ oder jeweils einem zweiten Zeitraum zu einem Leistungsbereich des Heizgerätes kann der konkret in diesem Leistungsbereich anfallenden Kondensatmenge die Möglichkeit zum Abfließen gegeben werden. Beispielsweise könnte in einem Leistungsbereich des Heizgerätes von 50 % bis 60 % [Prozent] der Nennleistung ein erster Zeitraum von 15 Minuten und ein zweiter Zeitraum von 60 Sekunden, in einem Leistungsbereich des Heizgerätes von 60 % bis 70 % der Nennleistung ein erster Zeitraum von 14 Minuten und ein zweiter Zeitraum von 70 Sekunden, und in einem Leistungsbereich von 70 % bis 80% der Nennleistung ein erster Zeitraum von 13 Minuten und ein zweiter Zeitraum von 80 Sekunden zugeordnet und umgesetzt werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der zweite Zeitraum bzw. die Reduktion der Leistung in (vorgegebenen und/ oder gleichmäßigen) Stufen erfolgen. Insbesondere kann die Reduktion der Leistung derart erfolgen, dass die Leistung des Heizgerätes stufenweise reduziert wird. Beispielsweise könnte in einer ersten Stufe (der Reduktion der Leistung) die Leistung des Heizgerätes auf 50 % [Prozent] der Nennleistung gemindert, und in einer zweiten Stufe die Leistung auf 40 % der Nennleistung reduziert werden. Die Zeitdauer jeder Stufe kann gleich sein, sodass die die Zeitdauer für die Durchführung beider Stufen dem zweiten Zeitraum entspricht. Es zeigte sich, dass trotz der Stufung der Leistungsreduktion im zweiten Zeitraum ein ausreichendes Abfließen von Kondensat ermöglicht werden kann und mit der Reduktion der Leistung des Heizgerätes verbundene mögliche Komforteinbußen für den Nutzer minimiert werden können.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm vorgeschlagen, umfassend Befehle, die einen Computer dazu veranlassen ein hier beschriebenes Verfahren durchzuführen.
  • 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 ein Heizgerät vorgeschlagen, aufweisend ein hier vorgestelltes Regel- und Steuergerät. Bei dem Heizgerät kann es sich insbesondere um ein Gasheizgerät mit einem Gasbrenner und einer Fördereinrichtung, die ein Gemisch aus Verbrennungsgas und Verbrennungsluft zu dem Gasbrenner fördern kann, handeln.
  • Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Computerprogramm, dem Regel- und Steuergerät und dem Heizgerät auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
  • Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter ("erste", "zweite", ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen 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. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann ("mindestens ein"), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
  • Hier werden somit ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät und ein Heizgerät angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen das Verfahren und das Heizgerät zumindest dazu bei, einen möglichen Kondensatstau in einer Abgasanlage eines Heizgerätes wirkungsvoll zu verhindern.
  • Zudem kann die Erfindung besonders einfach umgesetzt werden, beispielsweise im Rahmen einer Installation eines Computerprogrammes auf einem Regel- und Steuergerät eines Heizgerätes.
  • 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:
    ein hier vorgeschlagenes Heizgerät, und
    Fig. 2:
    Parameterverläufe die sich bei Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens einstellen können
  • Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch ein hier vorgeschlagenes Heizgerät 1. Das Heizgerät 1 kann eine Zuführung Verbrennungsluft 4 aufweisen, der über ein Gasventil 5 Verbrennungsgas zugesetzt werden kann. Das entstehende Verbrennungsgemisch kann über einen Gemischkanal 16, in dem eine Fördereinrichtung 2 angeordnet sein kann, einem in einer Brennkammer 8 angeordneten Brenner 3 zugeführt werden. Entstehende Verbrennungsprodukte können aus der Brennkammer 8 über ein (innerhalb des Heizgerätes 1 angeordnetes) Abgasrohr 9 einer Abgasanlage 6 zugeführt werden. Die Brennkammer 8 kann einen Kondensatablauf 15 umfassen, der am geodätisch tiefsten Punkt der Brennkammer 8 angeordnet sein kann und in den Kondensat 18 aus der Brennkammer 8 und/ oder aus dem Abgasrohr 9 und/ oder aus der Abgasanlage 6 abfließen kann.
  • Die Abgasanlage 6 kann eine erste Umlenkung 22 aufweisen, in der der Abgasweg von einer weitestgehend lotrechten Richtung in einen Bereich mit geringer Steigung 17 überführt werden kann, mit einem Winkel gegenüber einer horizontalen Linie von unter 5° [Grad]. In einem Bereich nach der ersten Umlenkung 22 kann eine erste Dichtung 20 und ein Adapter 35 derart angeordnet sein, dass die erste Dichtung 20 nicht in Kontakt mit Kondensat 18 kommen kann. Der Adapter 35 kann zudem mit einem Reduktionsring 19 verbunden sein, der den Abgasstrom mittig in einen geminderten Durchmesser fokussieren kann. Nach einem ersten Abschnitt des Bereiches mit geringer Steigung 17 kann eine zweite Dichtung 21 eine Verbindung zweier Rohrelemente abdichten, die jedoch in Kontakt mit Kondensat 18 kommen kann, wodurch sich die Standzeit der zweiten Dichtung 21 erheblich reduzieren kann.
  • Das Heizgerät 1 kann zudem ein Regel- und Steuergerät 7 aufweisen, das mit einer lonisationselektrode 13, die in der Brennkammer 8 unterhalb des Brenners 3 elektrisch verbunden sein kann. Zudem kann das Regel- und Steuergerät 7 mit dem Gasventil 5 und der Fördereinrichtung 2 elektrisch verbunden sein. In einer alternativen Ausgestaltung kann auch eine kombinierte Zünd- und lonisationselektrode eingesetzt werden. Eine Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens kann vorteilhaft auf dem Regel- und Steuergerät 7 erfolgen.
  • Fig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch ein Diagramm, darstellend den Zusammenhang zwischen einer Leistung P des Heizgerätes 1 (angegeben in Prozent der Nennleistung des Heizgerätes 1) und der Zeit t. Das Heizgerät 1 kann entsprechend einer Leistungskurve 23 in einem ersten Zeitraum 31 regulär betrieben werden, also beispielsweise mit einer, einer Wärmeanforderung entsprechenden, Leistung in einem Bereich zwischen 60 % [Prozent] und 70% der Nennleistung des Heizgerätes 1. Im Anschluss an den ersten Zeitraum 31 kann sich ein zweiter Zeitraum 28 anschließen, in dem die Leistung P des Heizgerätes 1 reduziert wird. Während des zweiten Zeitraumes 28 kann aufgrund der reduzierten Leistung P des Heizgerätes 1 Kondensat 18 (und ein gegebenenfalls vorhandener Kondensatstau) aus der Abgasanlage 6, insbesondere aus dem Bereich mit geringer Steigung 17, durch das Abgasrohr 9 und den Kondensatablauf 15 abfließen.
  • Im in Fig. 2 gezeigten Beispiel kann der zweite Zeitraum 28 in Stufen 24, 25 unterteilt sein. In einer ersten Stufe 24 kann das Heizgerät 1 für eine Zeitdauer "erste Stufe" 26 kann eine Leistung erste Stufe 32 und in einer anschließenden zweiten Stufe 25 für eine Zeitdauer "zweite Stufe" 27 eine Leistung zweite Stufe 33 anfahren. Als Beispiel kann die Zeitdauer "erste Stufe" 26 gleich der Zeitdauer "zweite Stufe" 27 sein. In der ersten Stufe 24 kann die Leistung P des Heizgerätes 1 auf eine Leistung 32 von beispielsweise 50% [Prozent der Nennleistung] und in der zweiten Stufe 25 weiter auf eine Leistung 33 von 40 % [Prozent der Nennleistung] reduziert werden. Der erste Zeitraum 31 kann beispielsweise 15 Minuten und der zweite Zeitraum 28 60 Sekunden dauern.
  • Im Anschluss an den zweiten Zeitraum 28 der Reduktion kann das Heizgerät 1 in einem weiteren ersten Zeitraum 31 regulär betrieben werden, und folgend kann sich erneut ein zweiter Zeitraum 28 anschließen, in dem die Leistung P des Heizgerätes 1 wie oben beschrieben in Stufen 24, 25 reduziert wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Reduzieren der Leistung P des Heizgerätes 1 nur erfolgen, wenn dieses mit einer Leistung P über einer Mindestleistung 36 betrieben wird. Bei einem Betreiben des Heizgerätes 1 unterhalb der Mindestleistung 36 entstehen geringere Mengen Kondensat 18, so dass kein Kondensatstau zu erwarten ist.
  • Ein hier vorgeschlagenes Verfahren kann insbesondere auf dem Regel- und Steuergerät 7 des Heizgerätes 1 ausgeführt werden, welches vorteilhaft ohnehin die Leistung P des Heizgerätes 1 regelt und steuert.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Heizgerät
    2
    Fördereinrichtung
    3
    Brenner
    4
    Zuführung Verbrennungsluft
    5
    Gasventil
    6
    Abgasanlage
    7
    Regel- und Steuergerät
    8
    Brennkammer
    9
    Abgasrohr
    13
    lonisationselektrode
    15
    Kondensatablauf
    16
    Gemischkanal
    17
    Bereich mit geringer Steigung
    18
    Kondensat
    19
    Reduktionsring
    20
    erste Dichtung
    21
    zweite Dichtung
    22
    erste Umlenkung
    23
    Leistungskurve
    24
    erste Stufe
    25
    zweite Stufe
    26
    Zeitdauer erste Stufe
    27
    Zeitdauer zweite Stufe
    28
    zweiter Zeitraum
    31
    erster Zeitraum
    32
    Leistung erste Stufe
    33
    Leistung zweite Stufe
    35
    Adapter
    36
    Mindestleistung

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (1), wobei das Heizgerät (1) alternierend für einen ersten Zeitraum (31) regulär betrieben wird und anschließend für eine einen zweiten Zeitraum (28) dessen Leistung reduziert wird, um ein Abfließen des Kondensats (18) in der Abgasanlage (6) zu ermöglichen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Reduktion der Leistung des Heizgerätes (1) nur erfolgt, wenn das Heizgerät (1) mit einer Leistung betrieben wird, die größer einer Mindestleistung (36) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Mindestleistung (36) größer als 50% der Nennleistung des Heizgerätes (1) ist.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in dem zweiten Zeitraum (31) die Leistung des Heizgerätes (1) auf unter 50% der Nennleistung des Heizgerätes (1) reduziert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis von zweitem Zeitraum (28) zu erstem Zeitraum (31) in einem Bereich zwischen 0,15 und 0,03 liegt.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Zeitraum (31) in einem Bereich zwischen 5 min und 30 min liegt.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei Leistungsbereichen jeweils ein erster Zeitraum (31) und/ oder ein zweiter Zeitraum (28) zugeordnet sind.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Leistung des Heizgerätes (1) im ersten Zeitraum (31) erhöht wird, um die Reduktion im zweiten Zeitraum (28) auszugleichen.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zweite Zeitraum (28) in Stufen (24, 25) unterteilt ist, wobei in jeder Stufe (24,25) unterschiedliche reduzierte Leistungen (32, 33) des Heizgerätes (1) angefahren werden.
  10. Computerprogramm, umfassend Befehle, die einen Computer dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen.
  11. Regel- und Steuergerät (7) eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
  12. Heizgerät aufweisend ein Regel- und Steuergerät (7) nach Anspruch 11.
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