WO2002077529A1 - Verfahren und vorrichtung zur überwachung von brennern - Google Patents

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WO2002077529A1
WO2002077529A1 PCT/IB2002/000788 IB0200788W WO02077529A1 WO 2002077529 A1 WO2002077529 A1 WO 2002077529A1 IB 0200788 W IB0200788 W IB 0200788W WO 02077529 A1 WO02077529 A1 WO 02077529A1
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temperature
burner
boiler
flow
predeterminable
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PCT/IB2002/000788
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Dieter Pfannstiel
Rainer Feldmeth
Volker Klumpp
Original Assignee
Siemens Building Technologies Ag
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Priority to DE50212225T priority patent/DE50212225D1/de
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    • 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
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23N2227/12—Burner simulation or checking
    • F23N2227/16—Checking components, e.g. electronic

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for monitoring burners according to the preambles of independent claims 1 and 7 and a test method for testing the method and the device according to claim 15.
  • Methods and devices for monitoring burners with a burner control for controlling or regulating the burner are already known, which are used in heating systems of all types, for example in oil and gas combustion systems, for heating buildings. These methods and devices generally use regulators for regulating the burner control and temperature monitors for monitoring maximum temperatures in the heating system, such as the boiler or the flow temperature, in order to detect unsafe operating conditions, such as overheating of the boiler.
  • a sensor system such as a boiler sensor, flow sensor or return sensor, which detects the temperature of the heating water in the boiler in the flow line or in the return line.
  • known methods and devices for monitoring burners have further mostly mechanical limiting devices which detect a maximum temperature and, when exceeded, switch the burner off and lock it. In this case, either the heating specialist or the operator of the heating system must determine why this operating state has been reached, i.e. Detect the fault and then release the lock and allow the burner to restart.
  • the known prior art has the disadvantage that the previously known devices and methods for monitoring burners have safety devices which operate in unsafe operating states, such as For example, when the maximum temperature is reached or exceeded, switch the burner off and lock it without making any distinctions between cases.
  • unsafe operating states such as For example, when the maximum temperature is reached or exceeded, switch the burner off and lock it without making any distinctions between cases.
  • reheats after a burner shutdown in thermal baths or boilers which have a small water content and which in this case do not necessarily have to be locked if the maximum temperature is exceeded.
  • the invention is therefore based on the object of improving the known methods and devices for monitoring burners in such a way that dynamic monitoring of burners is made possible which detects the operating states before or after an unsafe operating state has been reached. Furthermore, it is the object of the present invention to specify a test method for testing such a method or such a device.
  • the method according to the invention for monitoring burners has an automatic burner control for controlling or regulating the burner and possibly a controller for regulating the automatic burner and a temperature monitor, at least the flow / boiler temperature being detected and by means of the temperature monitor with a predeterminable first maximum flow / Boiler temperature is compared and the burner is switched off when the flow / boiler temperature reaches or exceeds the predetermined first maximum flow / boiler temperature.
  • the temperature monitor is checked or monitored as follows: the flow / boiler temperature is compared with a predeterminable second maximum flow / boiler temperature, the predeterminable second maximum flow / boiler temperature being higher than the predeterminable first maximum flow / boiler temperature, and the burner is then switched off and locked when the flow / boiler temperature reaches or exceeds the predeterminable second maximum flow / boiler temperature and an error signal from the temperature monitor has additionally been generated.
  • the burner is therefore not locked when the flow t boiler temperature is the predeterminable second maximum flow / boiler temperature, i.e. reaches a predeterminable safety temperature, but there must be an additional error signal that depends on certain operating states of the burner as follows. It must be taken into account here that both the flow temperature and the boiler temperature can be used to monitor the unsafe operating state "overheating of the boiler or the thermal bath".
  • the method according to the invention thus uses the existing sensors in the known heating systems and thus replaces the previously used ones usual mechanical safety temperature limiters, which have mostly monitored the temperature in the flow or on the boiler with an extra sensor.
  • the error signal from the temperature monitor is generated when the flow
  • the error signal of the temperature monitor is also generated when the flow / boiler temperature is the predeterminable first maximum flow t-boiler temperature reached or exceeded and a burner valve signal signals an open burner valve or there is no burner valve signal. In this case the first maximum flow t boiler temperature has been exceeded without interrupting the fuel supply to the burner. In this case, too, the error signal is generated, which leads to the burner being switched off and locked.
  • the burner is therefore not locked if the second maximum flow / boiler temperature is exceeded, but the temperature monitor "reports" a regular burner shutdown.
  • This regular burner shutdown occurs when the first maximum flow Z boiler temperature reaches or was exceeded and the temperature monitor reports a status signal which confirms the sending of an "OFF" signal to the automatic burner control and when a burner valve signal signals the closing or the closed state of the fuel valve.
  • reheating Reaching the second maximum flow / boiler temperature when the burner is switched off is called reheating.
  • This reheating is initially not a critical operating state, since it is not caused by a control error, but by unfavorable operating conditions or operating states.
  • a special counter for the reheating is counted up if the second maximum flow / boiler temperature were reached by reheating.
  • the error signal of the temperature monitor is generated when the flow / boiler temperature reaches or exceeds the predeterminable second maximum flow t-boiler temperature more than a predeterminable number of times without the burner being locked. If, for example, reheating occurs more than ten times a day, an error does appear to exist (for example, the pump is not running properly) and consequently the burner control or burner must be locked and a corresponding error code displayed if this counter limit is exceeded.
  • the error signal from the temperature monitor is not generated if the flow t-boiler temperature exceeds the predeterminable second maximum flow temperature. / Boiler temperature does not reach or exceed the predetermined number of times within a predetermined time without the burner being locked. Therefore, if this maximum limit of the counter (for example ten times a day) is not exceeded, the counter is reset to zero every 24 hours. This maximum number can advantageously be predetermined, ie set on the device according to the invention.
  • the burner is switched off and locked in any case when the flow t-boiler temperature reaches or exceeds the predeterminable second maximum flow t-boiler temperature and the error signal of the temperature monitor has been blocked or is not present.
  • the device according to the invention works like a mechanical temperature limiter.
  • the device according to the invention advantageously has or uses a temperature sensor for detecting the flow temperature or the boiler temperature of a heating system, while the temperature monitor compares this measured temperature with the predeterminable first maximum flow t-boiler temperature and switches off the burner when it is reached or exceeded.
  • a temperature limiter in particular an electronic safety temperature limiter, compares the flow / boiler temperature with the predeterminable second maximum flow / boiler temperature, which is higher than the predeterminable first maximum flow / boiler temperature, and sends a shutdown signal for switching off and locking the burner to the
  • the temperature limiter receives an error signal when the flow / boiler temperature reaches or exceeds the predeterminable first maximum flow temperature and the temperature monitor sends a status signal to the temperature limiter that does not signal that the burner is switched off and / or the temperature limiter is switched off one Burner valve signal detects an open burner valve.
  • the temperature limiter itself generates an error signal if it does not receive a burner valve signal or a status signal from the temperature monitor or if none of these signals are present at the temperature limiter, since the temperature limiter must then assume that either the signal transmission path or the signal transmitter itself is defective.
  • the temperature limiter shows the function of the mechanical safety temperature limiter, which switches the burner off and locks it when the second maximum flow / boiler temperature is exceeded.
  • the temperature limiter advantageously has a counter which counts the number of times the predetermined maximum second flow temperature has been reached or exceeded without the burner being locked.
  • the temperature limiter does not receive or generate an error signal if the counter does not reach or exceed a predeterminable number within a predeterminable time.
  • FIG. 1 shows the schematic representation of a heating system
  • Figure 2 shows the schematic representation of the method and the device according to the invention
  • FIG. 1 schematically shows the view of a heating system with a heater 14 which has a boiler 16 and a burner 15 which is supplied with fuel via a fuel line 17.
  • the heated heating water is pumped via a pump (not shown) into a flow line 11 to a heat exchanger 13 and from there is returned via a return line 12 to the heater 14, where it is reheated.
  • the flow temperature TVL of the heating water is measured, while the return temperature T RL of the water is also measured shortly before reaching the boiler 16.
  • FIG. 2 schematically shows the device according to the invention and the method according to the invention with automatic burner control 1 and temperature limiter 2, which receives a burner valve signal 10 from the automatic burner control 1. Furthermore, the temperatures measured by the sensors (not shown in FIG.
  • the device according to the invention and the method according to the invention comprises a controller 4, which sends a heat request signal 6 to the automatic firing device 1.
  • the controller 4 which sends a heat request signal 6 to the automatic firing device 1.
  • the controller 4 sends a flow temperature setpoint TVL SO II corresponding to the heating control to the temperature limiter 2, which in turn checks the signals known to it for plausibility and sends a checked flow temperature signal TVL 2 to the controller 4 and the temperature monitor 5.
  • the temperature monitor 5 uses this checked flow temperature signal TVL 2 to monitor the first predeterminable maximum flow / boiler temperature TvLmaxi and sends a monitor signal 7 to the burner control unit 1 if the
  • Flow temperature TVL exceeds the first predeterminable maximum flow Z boiler temperature T Lma x i.
  • the temperature monitor 5 sends a status signal 9 to the temperature limiter 2, which, when the flow temperature T V L exceeds the second predeterminable maximum flow Z boiler temperature TvLmax2, tests both this status signal 9 and the burner valve signal 10 and, if both signals are present, no shutdown signal 8 for switching off and locking the burner 15, since then there is a regular temperature monitor switch-off of the burner 15.
  • the temperature limiter 2 is advantageously an electronic temperature limiter, which determines the flow temperature (or boiler temperature), a return temperature T RL), a flow Z boiler temperature setpoint TVL SO II, and a status signal 9 from the temperature monitor
  • the burner valve signal 10 is checked for plausibility on the basis of plausibility criteria and provides the controller 4 and Z or the temperature monitor 5 with a tested forward flow Z boiler temperature T VL2 .
  • the temperature limiter 2 sends the shutdown signal 8 to shutdown and lock the burner 15 to the burner control unit 1 if one or more of the plausibility criteria are not met. After switching off the Brenners 15 this is locked against an automatic restart if the plausibility check delivered a corresponding result.
  • the temperature limiter 2 thus not only monitors the individual temperature sensors 3 for short-circuit interruptions or plausibility (for example an unnaturally high difference between the flow and return temperatures), but also the electronic temperature monitor 5. Monitoring the individual sensors 3 ensures that the controller 4 and the temperature monitor 5 always has reliable measured values available.
  • An advantageous test method for testing the method according to the invention or the device according to the invention for monitoring burners is carried out by successively switching off various functions of the temperature limiter 2, so that each individual function can be tested separately.
  • the other functions can be switched off separately and, for example, by checking the corresponding values of the supply boiler temperature TVL, the return temperature TRL, the supply Z boiler temperature setpoint TVL SO II, the status signal 9, the temperature monitor 5 and Z or the burner valve signal 10 for plausibility based on plausibility criteria.
  • the switch-off signal 8 for switching off and locking the burner 15 is sent to the burner control unit 1 when the predeterminable second maximum advance ZBoiler temperature T L m a x 2 is reached or exceeded.
  • the switching limit ie the exceeding of the predeterminable second maximum forward Z boiler temperature T V Lmax2
  • the temperature limiter 2 can thus also be checked for its functionality if corresponding functions are provided which switch off the burner 15 below the predeterminable second maximum flow temperature.
  • a bit pattern is advantageously defined for switching off and for releasing individual functions or functional parts of the temperature limiter 2. Individual functions can be activated or blocked by setting "0" and "1".
  • An example of such a bit pattern is shown in the following table:
  • the shutdown of the burner 15 when the predeterminable second maximum forward Z-boiler temperature T L max 2 is reached cannot be blocked on the basis of the table given above and is therefore always active. If all the functions in the table given above are blocked, the burner 15 is locked when the predeterminable second maximum forward Z-boiler temperature is exceeded.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Überwachung von Brennern mit einem Feuerungsautomaten (1) zur Steuerung bzw. Regelung des Brenners (15) und einem Temperaturwächter (5), wobei mindestens die Vorlauf-/Kesseltemperatur (T?VL?) detektiert und mittels des Temperaturwächters (5) mit einer vorbestimmbaren ersten maximalen Vorlaufkesseltemperatur (T?VLmax1?) verglichen wird und wobei der Brenner (15) abgeschaltet wird, wenn die Vorlauf-/Kesseltemperatur (T?VL?) die vorbestimmbare erste maximale Vorlauf-/Kesseltemperatur (T?VLmax1?) erreicht oder überschreitet, während die Vorlauf-/Kesseltemperatur (T?VL?) mit einer vorbestimmbaren zweiten maximalen Vorlauf-/Kesseltemperatur (T?VLmax2?), die höher ist als die vorbestimmbare erste maximale Vorlauf-/Kesseltemperatur (T?VLmax1?) verglichen wird und wobei der Brenner (15) abgeschaltet und verriegelt wird, wenn die Vorlauf-/Kesseltemperatur (T?VL?) die vorbestimmbare zweite maximale Vorlauf-/Kesseltemperatur (T?VLmax2?) erreicht oder überschreitet und zusätzlich ein Fehlersignal (F) des Temperaturwächters (5) erzeugt wurde, wobei das Fehlersignal (F) dann erzeugt wird, wenn der Brenner (15) durch den Temperaturwächter (5) bei Erreichen der ersten maximalen Vorlauf-/Kesseltemperatur (T?VLmax1?) nicht ordnungsgemäß abgeschaltet wurde.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Brennern
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung von Brennern nach den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 7 sowie ein Testverfahren zum Testen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung nach Anspruch 15.
Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zur Überwachung von Brennern mit einem Feuerungsautomaten zur Steuerung bzw. Regelung des Brenners bekannt, die in Heizsystemen aller Art beispielsweise bei Öl- und Gasfeuerungsanlagen zum Heizen von Gebäuden eingesetzt werden. Diese Verfahren und Vorrichtungen nutzen in aller Regel Regler zur Regelung des Feuerungsautomaten und Temperaturwächter zur Überwachung von maximalen Temperaturen im Heizsystem, wie beispielsweise dem Kessel oder der Vorlauftemperatur, um unsichere Betriebszustände, wie beispielsweise ein Überhitzen des Kessels, zu detektieren.
Bei der sicherheitstechnischen Überwachung von Thermen oder Kesseln existiert bereits eine Sensorik, wie beispielsweise Kesselfühler, Vorlauffühler oder Rücklauffühler, die die Temperatur des Heizwassers im Kessel in der Vorlaufleitung oder in der Rücklaufleitung detektiert. Darüber hinaus haben bekannte Verfahren und Vorrichtungen zur Überwachung von Brennern weitere meist mechanische Begrenzungseinrichtungen, die eine maximale Temperatur detektieren und bei deren Überschreiten den Brenner abschalten und verriegeln. In diesem Falle muß entweder der Heizungsfachmann oder der Betreiber des Heizsystems feststellen, weshalb dieser Betriebszustand erreicht wurde, d.h. den Fehler detektieren, um dann die Verriegelung zu lösen und ein Wiedereinschalten des Brenners zu ermöglichen.
Weiterhin ist es bekannt, bei Regelgeräten, insbesondere aus Kostengründen, mechanische Bauteile durch elektronische Bauteile zu ersetzen und die elektronischen Bauteile mit Mehrfachfunktionen und entsprechenden Algorithmen auszurüsten.
Der bekannte Stand der Technik weist dabei den Nachteil auf, daß die bisher bekannten Vorrichtungen und Verfahren zur Überwachung von Brennern Sicherheitseinrichtungen aufweisen, die bei unsicheren Betriebszuständen, wie beispielsweise das Erreichen oder Überschreiten einer maximalen Temperatur, den Brenner abschalten und verriegeln, ohne daß Fallunterscheidungen getroffen werden können. Beispielsweise existieren Betriebszustände, die einem solchen unsicheren Betriebszustand ähnlich sind oder entsprechen, ohne daß es sich um einen Sicherheitsfall handelt. Zum Beispiel existieren sogenannte Nacherwärmungen nach einer Brennerabschaltung bei Thermen bzw. Kesseln, die einen kleinen Wasserinhalt aufweisen und die in diesem Falle bei Überschreiten der maximalen Temperatur nicht unbedingt verriegelt werden müßten. Weiterhin kann man mit den bekannten Vorrichtungen und Verfahren das dynamische Verhalten des Kessels bzw. der Therme in Verbindung mit den bereits existierenden Fühlern zur Messung unterschiedlicher Temperaturen oder Betriebszustände nicht überwachen. Es ist auch keine präventive Überwachung des Brenners möglich, da lediglich vordefinierte und feste Betriebszustände überwacht werden, nicht jedoch das Verhalten des Brenners vor oder nach diesen Betriebszuständen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Überwachung von Brennern dahingehend zu verbessern, daß eine dynamische Überwachung von Brennern ermöglicht wird, die die Betriebszustände vor bzw. nach dem Erreichen eines unsicheren Betriebszustandes detektiert. Weiterhin ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Testverfahren zum Testen eines solchen Verfahrens bzw. einer solchen Vorrichtung anzugeben.
Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 7 sowie durch den Patentanspruch 15.
Vorteilhafte Varianten und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung von Brennern weist einen Feuerungsautomaten zur Steuerung bzw. Regelung des Brenners und ggfs. einen Regler zur Regelung des Feuerungsautomaten auf sowie einen Temperaturwächter, wobei mindestens die Vorlauf-/Kesseltemperatur detektiert und mittels des Temperaturwächters mit einer vorbestimmbaren ersten maximalen Vorlauf- /Kesseltemperatur verglichen wird und wobei der Brenner abgeschaltet wird, wenn die Vorlauf-/Kesseltemperatur die vorbestimmbare erste maximale Vorlauf- /Kesseltemperatur erreicht oder überschreitet.
Zur erfindungsgemäßen Überwachung des Brenners wird der Temperaturwächter wie folgt geprüft bzw. überwacht: Die Vorlauf-/Kesseltemperatur wird mit einer vorbestimmbaren zweiten maximalen Vorlauf-/Kesseltemperatur verglichen, wobei die vorbestimmbare zweite maximale Vorlauf-/Kesseltemperatur höher ist als die vorbestimmbare erste maximale VorlaufVKesseltemperatur, und der Brenner wird dann abgeschaltet und verriegelt, wenn die Vorlauf-/Kesseltemperatur die vorbestimmbare zweite maximale Vorlauf-/Kesseltemperatur erreicht oder überschreitet und zusätzlich ein Fehlersignal des Temperaturwächters erzeugt wurde.
Es erfolgt somit keine Verriegelung des Brenners, wenn die Vorlauf-tKesseltemperatur die vorbestimmbare zweite maximale Vorlauf-/Kesseltemperatur, d.h. eine vorgebbare Sicherheitstemperatur erreicht, sondern es muß ein zusätzliches Fehlersignal vorliegen, das von bestimmten Betriebszuständen des Brenners wie folgt abhängt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß sowohl die Vorlauf- als auch die Kesseltemperatur zur Überwachung des unsicheren Betriebszustandes „Überhitzen des Kessels bzw. der Therme" herangezogen werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt somit die bereits vorhandene Sensorik bei den bekannten Heizungssystemen und ersetzt somit die bisher üblichen mechanischen Sicherheitstemperaturbegrenzer, die meist mit einem Extra-Sensor die Temperatur im Vorlauf oder am Kessel überwacht haben.
Das Fehlersignal des Temperaturwächters wird erzeugt, wenn die Vorlauf-
/Kesseltemperatur die vorbestimmbare erste maximale Vorlaufkesseltemperatur erreicht oder überschreitet und ein Statussignal des Temperaturwächters keine Abschaltung des Brenners signalisiert oder kein Statussignal des Temperaturwächters vorliegt. In diesem Fall handelt es sich um ein Versagen des Temperaturwächters, d.h. es hat keine Abschaltung des Brenners stattgefunden, obwohl die erste maximale Vorlauf-/Kesseltemperatur erreicht oder überschritten wurde.
Das Fehlersignal des Temperaturwächters wird auch dann erzeugt, wenn die Vorlauf- /Kesseltemperatur die vorbestimmbare erste maximale Vorlauf-tKesseltemperatur erreicht oder überschreitet und ein Brennerventilsignal ein offenes Brennerventil signalisiert oder kein Brennerventilsignal vorliegt. In diesem Falle ist auch die erste maximale Vorlauf-tKesseltemperatur überschritten worden, ohne daß die Brennstoffzufuhr zum Brenner unterbrochen wurde. Auch in diesem Falle wird das Fehlersignal erzeugt, das zur Abschaltung und Verriegelung des Brenners führt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Brenner daher dann nicht verriegelt, wenn zwar die zweite maximale Vorlauf-/Kesseltemperatur überschritten wird, jedoch der Temperaturwächter eine reguläre Brennerabschaltung „meldet". Diese reguläre Brennerabschaltung liegt dann vor, wenn die erste maximale Voriauf- ZKesseltemperatur erreicht oder überschritten wurde und der Temperaturwächter ein Statussignal meldet, das das Senden eines „AUS"-Signals an den Feuerungsautomat bestätigt und wenn ein Brennerventilsignal das Schließen bzw. den geschlossenen Zustand des Brennstoffventils signalisiert.
Ein solches Erreichen der zweiten maximalen Vorlauf-/Kesseltemperatur bei abgeschaltetem Brenner nennt man Nacherwärmung. Diese Nacherwärmung ist zunächst kein kritischer Betriebszustand, da diese durch keinen regelungstechnischen Fehler, sondern durch ungünstige Betriebsbedingungen oder Betriebszustände hervorgerufen wird. Um festzustellen, ob diese Nacherwärmung mehrmals am Tage am Brenner auftritt, wird nach einer vorteilhaften Variante der vorliegenden Erfindung ein spezieller Zähler für die Nacherwärmung hochgezählt, wenn die zweite maximale Vorlauf-/Kesseltemperatur durch eine Nacherwärmung erreicht würde. In diesem Fall wird das Fehlersignal des Temperaturwächters dann erzeugt, wenn die Vorlauf- /Kesseltemperatur die vorbestimmbare zweite maximale Vorlauf-tKesseltemperatur mehr als eine vorbestimmbare Anzahl mal erreicht oder überschreitet, ohne daß eine Verriegelung des Brenners erfolgte. Wenn also die Nacherwärmung beispielsweise mehr als zehnmal am Tag auftritt, so scheint doch ein Fehler vorzuliegen (beispielsweise läuft die Pumpe nicht richtig) und demzufolge muß bei Überschreiten dieser Zählergrenze der Feuerungsautomat bzw. der Brenner doch verriegelt und ein entsprechender Fehlercode angezeigt werden.
Gleichermaßen wird das Fehlersignal des Temperaturwächters jedoch nicht erzeugt, wenn die Vorlauf-tKesseltemperatur die vorbestimmbare zweite maximale Vorlauf- /Kesseltemperatur die vorbestimmte Anzahl mal nicht innerhalb einer vorbestimmbaren Zeit erreicht oder überschreitet, ohne daß eine Verriegelung des Brenners erfolgte. Wird daher diese Maximalgrenze des Zählers (beispielsweise zehnmal am Tag) nicht überschritten, so wird der Zähler alle 24 Stunden auf Null zurückgesetzt. Mit Vorteil läßt sich diese maximale Anzahl vorbestimmen, d.h. an der erfindungsgemäßen Vorrichtung einstellen.
Natürlich wird der Brenner nach einer vorteilhaften Variante der vorliegenden Erfindung jedenfalls dann abgeschaltet und verriegelt, wenn die Vorlauf-tKesseltemperatur die vorbestimmbare zweite maximale Vorlauf-tKesseltemperatur erreicht oder überschreitet und das Fehlersignal des Temperaturwächters gesperrt wurde oder nicht vorliegt. In diesem Falle arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung wie ein mechanischer Temperaturbegrenzer.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat bzw. nutzt mit Vorteil einen Temperatursensor zum Detektieren der Vorlauftemperatur oder der Kesseltemperatur eines Heizsystems, während der Temperaturwächter diese gemessene Temperatur mit der vorbestimmbaren ersten maximalen Vorlauf-tKesseltemperatur vergleicht und den Brenner abschaltet, wenn diese erreicht oder überschritten wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung vergleicht ein Temperaturbegrenzer, insbesondere ein elektronischer Sicherheitstemperaturbegrenzer, die Vorlauf-/Kesseltemperatur mit der vorbestimmbaren zweiten maximalen Vorlauf-/Kesseltemperatur, die höher ist als die vorbestimmbare erste maximale Vorlauf-/Kesseltemperatur und sendet ein Abschaltungssignal zur Abschaltung und Verriegelung des Brenners an den
Feuerungsautomat, wenn die Vorlauf-tKesseltemperatur die vorbestimmbare zweite maximale Vorlauf-/Kesseltemperatur erreicht oder überschreitet und der Temperaturbegrenzer zusätzlich ein Fehlersignal erhält.
Wie oben bereits beschrieben, erhält der Temperaturbegrenzer dann ein Fehlersignal, wenn die Vorlauf-/Kesseltemperatur die vorbestimmbare erste maximale Voriauf- ZKesseltemperatur erreicht oder überschreitet und der Temperaturwächter ein Statussignal an den Temperaturbegrenzer sendet, das keine Abschaltung des Brenners signalisiert und/oder der Temperaturbegrenzer mittels eines Brennerventilsignals ein offenes Brennerventil detektiert. Der Temperaturbegrenzer generiert selbst ein Fehlersignal, wenn er kein Brennerventilsignal oder kein Statussignal des Temperaturwächters erhält bzw. wenn keines dieser Signale am Temperaturbegrenzer anliegt, da der Temperaturbegrenzer dann davon ausgehen muß, daß entweder die Signalübertragungsstrecke oder der Signalgeber selbst defekt ist. Auch hier zeigt der Temperaturbegrenzer dann die Funktion des mechanischen Sicherheitstemperaturbegrenzers, der bei Überschreiten der zweiten maximalen Vorlauf-/Kesseltemperatur den Brenner abschaltet und verriegelt.
Mit Vorteil weist der Temperaturbegrenzer einen Zähler auf, der die Anzahl des Erreichens oder Überschreitens der vorbestimmbaren zweiten maximalen Voriauf- ZKesseltemperatur zählt, ohne daß eine Verriegelung des Brenners erfolgte. Der Temperaturbegrenzer erhält bzw. generiert dann kein Fehlersignal, wenn der Zähler nicht innerhalb einer vorbestimmbaren Zeit eine vorbestimmbare Zahl erreicht oder überschreitet.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 die schematische Darstellung eines Heizsystems, und Figur 2 die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Figur 1 zeigt schematisch die Ansicht eines Heizsystems mit Heizung 14, die einen Kessel 16 und einen Brenner 15 aufweist, der über eine Brennstoffleitung 17 mit Brennstoff versorgt wird. Das erhitzte Heizwasser wird über eine Pumpe (nicht dargestellt) in eine Vorlauf leitung 11 zu einem Wärmetauscher 13 gepumpt und von dort über eine Rücklauf leitung 12 zur Heizung 14 zurückgeleitet, wo es erneut aufgeheizt wird. Nach Verlassen des Kessels 16 wird die Vorlauftemperatur TVL des Heizwassers gemessen, während die Rücklauftemperatur TRL des Wassers kurz vor Erreichen des Kessels 16 ebenfalls gemessen wird. Figur 2 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren mit Feuerungsautomaten 1 und Temperaturbegrenzer 2, der ein Brennerventilsignal 10 vom Feuerungsautomaten 1 erhält. Weiterhin werden die von den in Figur 1 nicht dargestellten Sensoren gemessenen Temperaturen, wie Vorlauftemperatur TVL und Rücklauftemperatur TRL.an den Temperaturbegrenzer 2 zur Plausibilitätsprüfung geleitet. Ferner umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren einen Regler 4, der ein Wärmeanforderungssignal 6 an den Feuerungsautomaten 1 sendet. Beispielsweise handelt es sich bei dem Regler
4 um einen 2.-ZModulationsregler. Der Regler 4 sendet einen der Heizungsregelung entsprechenden Vorlauftemperatur-Sollwert TVLSOII an den Temperaturbegrenzer 2, der wiederum die ihm bekannten Signale auf Plausibilität hin überprüft und ein geprüftes Vorlauftemperatursignal TVL2 an den Regler 4 und an den Temperaturwächter 5 sendet. Der Temperaturwächter 5 nutzt dieses geprüfte Vorlauftemperatursignal TVL2 zur Überwachung der ersten vorbestimmbaren maximalen Vorlauf-/Kesseltemperatur TvLmaxi und sendet ein Wächtersignal 7 an den Feuerungsautomat 1 , falls die
Vorlauftemperatur TVL die erste vorbestimmbare maximale Voriauf-ZKesseltemperatur T Lmaxi überschreitet. Gleichzeitig sendet der Temperaturwächter 5 ein Statussignal 9 an den Temperaturbegrenzer 2, der dann, wenn die Vorlauftemperatur TVL die zweite vorbestimmbare maximale Voriauf-ZKesseltemperatur TvLmax2 überschreitet, sowohl dieses Statussignal 9 als auch das Brennerventilsignal 10 testet und bei Vorliegen beider Signale kein Abschaltungssignal 8 zum Abschalten und Verriegeln des Brenners 15 sendet, da dann eine reguläre Temperaturwächterabschaltung des Brenners 15 vorliegt.
Der Temperaturbegrenzer 2 ist mit Vorteil ein elektronischer Temperaturbegrenzer, der die Vorlauftemperatur (bzw. Kesseltemperatur), eine Rücklauftemperatur TRL) einen Vorlauf-ZKesseltemperatur-Sollwert TVLSOII, ein Statussignal 9 des Temperaturwächters
5 und ggfs. das Brennerventilsignal 10 auf Plausibilität anhand von Plausibilitätskriterien prüft und dem Regler 4 undZoder dem Temperaturwächter 5 eine geprüfte Voriauf-ZKesseltemperatur TVL2 zur Verfügung stellt.
Der Temperaturbegrenzer 2 sendet das Abschaltungssignal 8 zur Abschaltung und Verriegelung des Brenners 15 an den Feuerungsautomaten 1 , wenn eine oder mehrere der Plausibilitätskriterien nicht erfüllt sind. Nach einer Abschaltung des Brenners 15 wird dieser gegen ein selbsttätiges Wiederanlaufen verriegelt, wenn die Plausibilitätsprüfung ein entsprechendes Ergebnis lieferte.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ein sicherer und zuverlässiger Betrieb des Brenners 15 erreicht, ohne daß unnötige Abschaltungen und Verriegelungen erfolgen. Andererseits wird der Brenner 15 jedoch bei kritischen Betriebs- und Gefahrenzuständen sicher abgeschaltet und verriegelt. Der Temperaturbegrenzer 2 überwacht somit nicht nur die einzelnen Temperatursensoren 3 auf Kurzschlußunterbrechung oder Plausibilität (beispielsweise eine unnatürlich hohe Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur), sondern auch den elektronischen Temperaturwächter 5. Durch die Überwachung der einzelnen Sensoren 3 wird sichergestellt, daß dem Regler 4 und dem Temperaturwächter 5 stets verläßliche Meßwerte zur Verfügung stehen.
Ein vorteilhaftes Testverfahren zum Testen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung von Brennern erfolgt durch das sukzessive Abschalten verschiedener Funktionen des Temperaturbegrenzers 2, so daß jede einzelne Funktion separat geprüft werden kann.
Jede Funktion des Temperaturbegrenzers 2 kann somit durch Sperren oder
Abschalten der anderen Funktionen separat und beispielweise durch Aufschalten entsprechender Werte der Vorlaufkesseltemperatur TVL, der Rücklauftemperatur TRL, des Vorlauf-ZKesseltemperatur-Sollwerts TVLSOII, des Statussignals 9, des Temperaturwächters 5 undZoder des Brennerventilsignals 10 auf Plausibilität anhand von Plausibilitätskriterien geprüft werden.
Durch Sperren aller Funktionen des Temperaturbegrenzers 2, d.h. wenn weder die Temperatursensoren 3 noch der Regler 4 oder der Temperaturwächter 5 geprüft werden, wird das Abschaltungssignal 8 zur Abschaltung und Verriegelung des Brenners 15 an den Feuerungsautomaten 1 dann gesendet, wenn die vorbestimmbare zweite maximale Voriauf-ZKesseltemperatur T Lmax2 erreicht oder überschritten wird. Anhand einer Sperrung sämtlicher Funktionen des Temperaturbegrenzers 2 läßt sich somit die Schaltgrenze, d.h. das Überschreiten der vorbestimmbaren zweiten maximalen Voriauf-ZKesseltemperatur TVLmax2 testen. Somit läßt sich der Temperaturbegrenzer 2 auch dann auf seine Funktionalität hin prüfen, wenn entsprechende Funktionen vorgesehen werden, die den Brenner 15 bereits unterhalb des Erreichens der vorbestimmbaren zweiten maximalen Voriauf- ZKesseltemperatur abschalten.
Mit Vorteil wird für das Abschalten und für das Freigeben von einzelnen Funktionen bzw. Funktionsteilen des Temperaturbegrenzers 2 ein Bitmuster definiert. Durch das Setzen von „0" und „1" können einzelne Funktionen aktiviert oder gesperrt werden. Ein Beispiel für ein solches Bitmuster ist in der folgenden Tabelle dargestellt:
Figure imgf000011_0001
Die Abschaltung des Brenners 15 beim Erreichen der vorbestimmbaren zweiten maximalen Voriauf-ZKesseltemperatur T Lmax2 läßt sich anhand der oben angegebenen Tabelle nicht sperren und ist somit immer aktiv. Sind somit sämtliche Funktionen der oben angegebenen Tabelle gesperrt, so wird bei Überschreiten der vorbestimmbaren zweiten maximalen Voriauf-ZKesseltemperatur der Brenner 15 verriegelt.
Mit der vorliegenden Erfindung ist somit eine dynamische Überwachung des Verhaltens von Kesseln 16 oder Thermen in Verbindung mit den verschiedenen Sensoren 3 möglich, so daß der Betrieb des Brenners 15 besser vorgesteuert und ggfs. auch früher abgeschaltet werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Überwachung von Brennern mit einem Feuerungsautomaten (1) zur Steuerung bzw. Regelung des Brenners (15), ggf. einem Regler (4) zur Regelung des Feuerungsautomaten (1) und einem Temperaturwächter (5), wobei mindestens die Voriauf-ZKesseltemperatur (TVL) detektiert und mittels des Temperaturwächters (5) mit einer vorbestimmbaren ersten maximalen Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmaxi) verglichen wird, und wobei der Brenner (15) abgeschaltet wird, wenn die Voriauf- ZKesseltemperatur (TVL) die vorbestimmbare erste maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmaxi) erreicht oder überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Voriauf- ZKesseltemperatur (TVL) rnit einer vorbestimmbaren zweiten maximalen Voriauf- ZKesseltemperatur (TvLmax2) verglichen wird, dass die vorbestimmbare zweite maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLma 2) höher ist als die vorbestimmbare erste maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmaxi), und dass der Brenner (15) abgeschaltet und verriegelt wird, wenn die Voriauf-ZKesseltemperatur (TVL) die vorbestimmbare zweite maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmaxδ) erreicht oder überschreitet und zusätzlich ein Fehlersignal (F) des Temperaturwächters (5) erzeugt wurde.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlersignal (F) des Temperaturwächters (5) erzeugt wird, wenn die Vorlauf-/Kesseltemperatur (TVL) die vorbestimmbare erste maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (Tvunaxi) erreicht oder überschreitet und ein Statussignal (9) des Temperaturwächters (5) keine Abschaltung des Brenners (15) signalisiert oder kein Statussignal (9) des Temperaturwächters (5) vorliegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlersignal (F) des Temperaturwächters (5) erzeugt wird, wenn die Voriauf-ZKesseltemperatur (TVL) die vorbestimmbare erste maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmaxi) erreicht oder überschreitet und ein Brennerventilsignal (10) ein offenes Brennerventil signalisiert oder kein Brennerventilsignal (10) vorliegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlersignal (F) des Temperaturwächters (5) erzeugt wird, wenn die Voriauf- ZKesseltemperatur (TVL) die vorbestimmbare zweite maximale Vorlauf-ZKessel- temperatur (TvLmax2) mehr als eine vorbestimmbare Anzahl mal erreicht oder überschreitet ohne dass eine Verriegelung des Brenners erfolgte.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlersignal (F) des Temperaturwächters (5) nicht erzeugt wird, wenn die Voriauf-ZKesseltemperatur (TVL) die vorbestimmbare zweite maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmax2) die vorbestimmbare Anzahl mal nicht innerhalb einer vorbestimmbaren Zeit erreicht oder überschreitet ohne dass eine Verriegelung des Brenners erfolgte.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (15) abgeschaltet und verriegelt wird, wenn die Voriauf-ZKesseltemperatur (TVL) die vorbestimmbare zweite maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmax2) erreicht oder überschreitet und das Fehlersignal (F) des Temperaturwächters (5) gesperrt wurde oder nicht vorliegt.
7. Vorrichtung zur Überwachung von Brennern mit einem Feuerungsautomaten (1) zur Steuerung bzw. Regelung des Brenners (15), ggf. einem Regler (4) zur Regelung des Feuerungsautomaten (1), mindestens einem Sensor (3) zum Detektieren einer Voriauf- ZKesseltemperatur (TVL), und einem Temperaturwächter (5), der die Vorlauf-ZKessel- temperatur (TVL) mit einer vorbestimmbaren ersten maximalen Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmaxi) vergleicht und der den Brenner (15) abschaltet, wenn die Voriauf- ZKesseltemperatur (TVL) die vorbestimmbare erste maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmaxi) erreicht oder überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturbegrenzer (2) die Voriauf-ZKesseltemperatur (TVL) mit einer vorbestimm- baren zweiten maximalen Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmaχ2) vergleicht, wobei die vorbestimmbare zweite maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (TvL ax2) höher ist als die vorbestimmbare erste maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmaxi), und dass der Temperaturbegrenzer (2) ein Abschaltungssignal (8) zur Abschaltung und Verriegelung des Brenners (15) an den Feuerungsautomat (1) sendet, wenn die Voriauf-ZKesseltemperatur (TVL) die vorbestimmbare zweite maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmaχ2) erreicht oder überschreitet und der Temperaturbegrenzer (2) zusätzlich ein Fehlersignal (F) erhält.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturbegrenzer (2) ein Fehlersignal (F) erhält, wenn die Voriauf-ZKesseltemperatur (TVL) die vorbestimmbare erste maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmaxi) erreicht oder überschreitet und der Temperaturwächter (5) ein Statussignal (9) an den Temperatur- begrenzer (2) sendet, das keine Abschaltung des Brenners (15) signalisiert.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturbegrenzer (2) ein Fehlersignal (F) erhält, wenn die Voriauf-ZKesseltemperatur (TVL) die vorbestimmbare erste maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmaxi) erreicht oder überschreitet und der Temperaturbegrenzer (2) mittels eines Brennerventilsignals (10) ein offenes Brennerventil detektiert.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturbegrenzer (2) ein Fehlersignal (F) generiert, wenn kein Brennerventilsignal (10) oder kein Statussignal (9) des Temperaturwächters (5) vorliegt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 - 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturbegrenzer (2) einen Zähler aufweist, der die Anzahl des Erreichens oder Überschreitens der vorbestimmbaren zweiten maximalen Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLma 2) zählt, ohne dass eine Verriegelung des Brenners erfolgte.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturbegrenzer (2) kein Fehlersignal (F) erhält bzw. generiert, wenn der Zähler nicht innerhalb einer vorbestimmbaren Zeit eine vorbstimmbare Zahl erreicht oder überschreitet.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturbegrenzer (2) ein elektronischer Temperaturbegrenzer (2) ist, der die Voriauf-ZKesseltemperatur (TVL), eine Rücklauftemperatur (TRL), einen Vorlauf-ZKessel- temperatursollwert (TVLSOII), ein Statussignal (9) des Temperaturwächters (5) und ggf. das Brennerventilsignal (10) auf Plausibilität anhand von Plausibilitätskriterien prüft und dem Regler (4) undZoder dem Temperaturwächter (5) eine geprüfte Voriauf-ZKesseltemperatur (TVL2) zur Verfügung stellt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturbegrenzer (2) das Abschaltungssignal (8) zur Abschaltung und Verriegelung des Brenners (15) an den Feuerungsautomaten (1) sendet, wenn eine oder mehrere der Plausibilitätskriterien nicht erfüllt sind.
15. Testverfahren zum Testen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 bzw. der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede Funktion des Temperaturbegrenzers (2) durch Sperren oder Abschalten der anderen Funktionen separat geprüft wird.
16. Testverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass jede Funktion des Temperaturbegrenzers (2) durch Sperren oder Abschalten der anderen Funktionen separat durch Aufschalten entsprechender Werte der Voriauf-ZKesseltemperatur (TVL), der Rücklauftemperatur (TRL), des Vorlauf-ZKesseltemperatursollwerts (TVLSOII), des Statussignals (9) des Temperaturwächters (5) undZoder des Brennerventilsignals (10) auf Plausibilität anhand von Plausibilitätskriterien geprüft wird.
17. Testverfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass durch Sperren aller Funktionen des Temperaturbegrenzers (2) das Abschaltungssignal (8) zur Abschaltung und Verriegelung des Brenners (15) an den Feuerungsautomaten (1) gesendet wird, wenn die vorbestimmbare zweite maximale Voriauf-ZKesseltemperatur (TvLmax2) erreicht oder überschritten wird.
18. Testverfahren nach einem der Ansprüche 15 - 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionen des Temperaturbegrenzers (2) in einem Bitmuster hinterlegt werden, die durch Setzen von „0" und „1" aktiviert oder gesperrt werden.
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