Verfahren zur Überwachung eines Heizgerätes

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Sicherheitseinrichtung für ein mit einem Brenner versehenes Heizgeräte gemäß dem einleitenden Teil des Patentanspruchs.

[0002] Bei den bisherigen derartigen Verfahren wird nach dem Ansprechen des Abgassensors und Ablauf einer vorgegebenen Zeit ein Wiedereinschaltversuch für den Brenner gestartet, wobei die Zahl der Wiedereinschaltversuche unbegrenzt ist.

[0003] Dadurch ergibt sich aber der Nachteil, daß im Falle einer bleibenden Störung und einer ungünstigen Installation des Gerätes, bei dem es sich meist um ein solches handelt, das von Laien bedient wird, wie zum Beispiel Wasserheizer für den Haushalt oder Heizanlagen für Einfamilienhäuser oder Etagenheizungen, der Aufstellungsraum des Gerätes mit CO oder CO₂ erfüllt werden kann, wodurch sich entsprechende Gefahren ergeben.

[0004] Weiter sind auch Verfahren bekannt, bei denen bei einem Überschreiten eines vorgegebenen CO-Wertes im Brennraum die Energiezufuhr zum Brenner unterbrochen und verriegelt wird, wobei sich jedoch der Nachteil ergibt, daß auch eine nur vorübergehende Störung zu einem längeren Ausfall des Gerätes führt und dieses erst wieder durch einen Fachmann in Betrieb genommen werden kann, was zu einem entsprechend langen Ausfall des Gerätes führt.

[0005] Aus der DE-OS 3 020 228 ist eine brennstoffbeheizte Wärmequelle bekanntgeworden, die mit drei Temperaturfühlern ausgestattet ist. Der erste Temperaturfühler liegt unmittelbar am Abgasauslaß des Wärmetauschers, der zweite am Auslaß der Strömungssicherung zum Abgasrohr, also stromab der Raumauslaßöffnungen der Strömungssicherung, und der dritte Wärmetauscher liegt im Bereich dieser Austrittsöffnung in den Aufstellungsraum der Wärmequelle. Die Temperaturwerte dieser drei Temperaturfühler werden ausgewertet, um im kritischen Fall die Wärmequelle außer Betrieb zu setzen. Hierzu ist ein Binärzähler vorgesehen, der gesperrt oder freigegeben werden kann. Liegen die Meßwerte der Temperaturfühler innerhalb gewisser eine stabile Verbrennungslage dokumentierender Grenzen, so sperren zugehörige Komparatoren die Eingänge des Binärzählers, so daß dieser keine Signale verarbeiten kann. Bewegen sich die Betriebsbedingungen der angeschlossenen Wärmequelle in Richtung auf einen Teilstau der Anlagen, so bedeutet dies, daß bei Unterschreiten eines Grenzwertes der Komparator kippt, so daß der Binärzähler zu zählen anfängt. Hierdurch geht die Wärmequelle für eine gewisse Zeit außer Betrieb. Nach einer gewissen Verzögerungszeit geht die Wärmequelle wieder in Betrieb, wobei dann wieder die Temperaturbedingungen geprüft werden, so daß bei weiteren anhaltenden Teilstaubedingungen der Binärzähler weiterzählt und eine dann längere Betriebspause der Wärmequelle erzwingt. Dies kann sich wiederholen, was dann schlußendlich zu einem endgültigen Abschalten der Wärmequelle führt. Für die Einstellung der einzelnen Zeiten sind monostabile Kippstufen vorgesehen.

[0006] Weiterhin ist aus der EP 282 644 A2 ein Feuerungsautomat für eine brennstoffbeheizte Wärmequelle bekanntgeworden, die gleichfalls einen Zähler aufweist, dessen Zählerstand nach Erlöschen einer Flamme und erfolgendem neuem Startversuch jeweils erhöht wird. Sowie der einstellbare Maximalwert des Zählerstandes erreicht oder überschritten wird, wird die Wärmequelle gesperrt.

[0007] Ziel der Erfindung ist es, die eingangs geschilderten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art und eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben, bei dem einerseits eine Aufrechterhaltung des Betriebes des Gerätes auch bei Auftreten einer vorübergehenden Störung sichergestellt und andererseits die Gefahr einer übermäßigen beziehungsweise gefährlichen Konzentration von CO und CO₂ im Aufstellungsraum eines brennerbeheizten Heizgerätes sicher vermieden ist.

[0008] Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs erreicht.

[0009] Hierdurch erreicht man den Vorteil der Doppelausnutzuns des Binärzählers, indem nämlich dieser nicht nur für die Realisierung der Wiedereinschaltverzögerungszeit ausgenutzt wird, sondern gleichzeitig als Zähler für die Wiedereinschaltungen dient.

[0010] Dadurch ist sichergestellt, daß es durch vorübergehende Störungen nur zu einem durch die vorgegebene Wartezeit bis zu einem Wiedereinschaltversuch bestimmte Zeit dauernden Ausfall des Gerätes kommt, der vom Benutzer kaum bemerkt wird. Andererseits ist eine unbegrenzte Zahl von Wiedereinschaltversuchen verhindert, die zu einem gefährlichen Anstieg der Schadstoffkonzentration im Aufstellungsraum des Gerätes führen kann. Dabei ist noch zu bemerken, daß auch wiederholte Einschaltversuche vom Benutzer kaum bemerkt werden und dieser daher den Fehler seines Gerätes nicht bemerkt.

[0011] Auf diese Weise wird auch sichergestellt, daß nicht die Zahl der störungsbedingten Abschaltungen einfach aufaddiert wird, da zum Beispiel drei Abschaltungen innerhalb einer Woche durchaus tolerierbar sind, nicht aber zum Beispiel drei Abschaltungen innerhalb einer Stunde.

[0012] Auf diese Weise wird sichergestellt, daß innerhalb einer Wärmeanforderung nur eine bestimmte Anzahl von Wiedereinschaltversuchen möglich sind und daher bei Vorliegen einer echten Störung der Betrieb des Brenners sicher unterbrochen wird.

[0013] Schaltet zum Beispiel ein Gas-Wasserheizer wegen des Ansprechens eines Abgassensors ab, so bleibt die Wärmeanforderung bestehen. War dieses Ansprechen des Abgassensors die Folge einer kurzzeitigen Störung der Abgasführung, so geht das Gerät nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit wieder in Betrieb, bis die Wärmeanforderung beendet ist.

[0014] Liegt dagegen eine dauerhafte Störung der Abgasführung vor, so wird es nicht zu einer Beendigung der Wärmeanforderung kommen, und das Gerät wird immer wieder über den Abgassensor abgeschaltet. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird auch sicher verhindert, daß ein Betrieb mit gestörter Abgasführung über längere Zeit unbemerkt bleiben und dadurch eine Gefährdung des Benutzers auftreten kann.

[0015] Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

[0016] Dabei zeigen:

Figur 1

schematisch einen Umlaufwasserheizer und

Figur 2

eine Auswerteschaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

[0017] Bei dem Umlaufwasserheizer 25 ist ein Wärmetauscher 1 von einem Brenner 2 beaufschlagt, der über eine Gasleitung 3, in dem ein Magnetventil 4 angeordnet ist, mit Brenngas versorgbar ist. Oberhalb des Wärmetauschers 1 ist eine übliche Strömungssicherung 5 angeordnet, die zu einem Abgasrohr 6 führt.

[0018] In einer Vorlaufleitung 7, die vom Wärmetauscher 1 zu einem Heizkörper 11 führt, ist ein Temperaturfühler 8 angeordnet, der über eine Meßleitung 9 mit einer Auswerteschaltung 10 verbunden ist.

[0019] In der Rücklaufleitung 13, die von den Heizkörpern 11 zum Wärmetauscher 1 zurückführt, ist eine Pumpe 12 angeordnet, die für den Umlauf des Heizwassers sorgt.

[0020] Im Bereich des Brenners 2 ist eine Überwachungselektrode 14 angeordnet, die über eine Meßleitung 15 ebenfalls mit der Auswerteschaltung 10 verbunden ist, die ihrerseits die Magnetspule 18 des Magnetventiles 4 über eine Leitung 17 ansteuert.

[0021] Oberhalb des Wärmetauschers 1 sind Temperaturfühler 19 und 22 angeordnet, die über Meßleitungen 20 beziehungsweise 23 mit einer Abgassensorschaltung 21 verbunden sind, die über eine Ausgangsleitung 24 mit der elektronischen Auswerteschaltung 10 verbunden ist. Die Abgassensorschaltung 21 wertet die Signale den zwe Temperaturfühler 19, 22 nach einem bekannten Algorithmus aus und liefert ein dem Vorhandensein eines Abgassignales entsprechendes Signal an die Auswerteschaltung 10.

[0022] Die Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Auswerteschaltung.

[0023] Bei der Auswerteschaltung ist die Abgassensorschaltung 21 mit dem einen Eingang eines ODER-Gatters 30 und einem Differenzierer 31 verbunden, wobei dem letzteren ein Inverter 32 nachgeschaltet ist, dessen Ausgang mit einem ODER-Gatter 33 verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang eines Inverters 34 verbunden ist, dessen Eingang mit einem dem Wärmebedarf entsprechenden Signales eines nicht dargestellten Vorlauftemperaturreglers verbunden ist.

[0024] Der zweite Eingang des ODER-Gatters 30 ist mit dem Ausgang Q_x eines Dekoders 35 verbunden, der mit den Ausgängen eines Zählers 36 verbunden ist.

[0025] Der Ausgang des ODER-Gatters 30 ist mit dem Steuereingang eines Oszillators 37 verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang eines weiteren UND-Gatters 38 verbunden ist, dessen negierter weiterer Eingang mit dem Ausgang

des Dekoders 35 verbunden ist.

[0026] Der Ausgang dieses UND-Gatters 38 ist mit dem Zähleingang des Zählers 36 verbunden.

[0027] Die Ausgänge

und Q_x des Dekoders 35 sind weiter mit den Eingängen eines ODER-Gatters 39 mit invertierendem Ausgang verbunden, dessen Ausgang auf die Magnetspule 18 des Magnetventiles 4 wirkt. Weiter ist der Ausgang des ODER-Gatters 39 mit einem Eingang eines UND-Gatters 40 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des ODER-Gatters 33 verbunden ist.

[0028] Im Normalbetrieb ist zu Beginn einer Wärmeanforderung der Zähler 36 zurückgesetzt. Damit sind alle Ausgänge dieses Zählers 36 auf Null, und die Ausgänge des Dekoders 35 sind ebenfalls auf Null, so daß der Ausgang des einen invertierenden Ausgang aufweisenden ODER-Gatters 39 "1" ist und das Signal zur Freigabe des Brenners an die restliche Steuerung und damit an ein Magnetventil des Brenners liefert.

[0029] Bei einem Abgasaustritt in den Aufstellraum liefert die Abgassensorschaltung 21, sobald die Temperaturfühler einen Abgasaustritt melden, ein Signal "1". Damit liefert auch der Ausgang des ODER-Gatters 30 ein "1"-Signal an den Steuereingang des Oszillators 37, der daraufhin anschwingt. Da der Ausgang

noch ein "0"-Signal liefert, wird das Oszillatorsignal von dem UND-Gatter 38 auf den Takteingang des Zählers 36 geschaltet, der jetzt die Schwingungen des Oszillators zählt.

[0030] Der Dekoder wertet den Stand der Zählerausgänge aus.

[0031] Endet nun der Abgasaustritt bevor der Dekoderausgang Q_x auf den Wert "1" gegangen ist, das heißt vor Ablauf der Abschaltverzögerungszeit, so bewirkt der Wechsel des Ausganges der Abgassensorschaltung 21 von "1" auf "0" über den Differenzierer 31 den Inverter 32, das ODER-Gatter 33 und das UND-Gatter 40 einen kurzzeitigen Impuls am Rücksetzeingang des Zählers 36 und damit ein Rücksetzen des Zählers 36.

[0032] Ebenso bewirkt das Ende der Wärmeanforderung über die Gatter 34, 30 und 40 ein "1"-Signal am Rücksetzeingang und damit ein Rücksetzen des Zählers 36.

[0033] Dauert der Abgasaustritt über die Dauer der Abschaltverzögerungszeit an, so wird der Ausgang Q_x des Dekoders 35 "1". Dies bewirkt zum einen, daß der Ausgang des NOR-Gatters 39 "0" wird und damit das Brennerfreigabesignal abgeschaltet wird, zum anderen, daß das Ausgangssignal des ODER-Gatters 30 unabhängig vom Ausgangssignal der Abgassensorschaltung 21 "1" wird, so daß der Oszillator schwingt, bis der Dekoder-Ausgang Q_x wieder "O" wird. Dann wird der Ausgang des NOR-Gatters 39 wieder "1" und damit der Brenner wieder freigegeben.

[0034] Bei weiterem Abgasaustritt wiederholt sich der Vorgang. Der Brenner kann n-mal wieder in Betrieb gehen. Wenn jedoch der Dekoder-Ausgang

"1" geworden ist, bewirkt er über den invertierenden Eingang des UND-Gatters 38, daß der Takteingang des Zählers 36 dauernd auf "0" bleibt und der Zähler 36 damit angehalten wird.

[0035] Da der Ausgang

über das NOR-Gatter 39 gleichzeitig die Brennerfreigabe beendet, wird der Brenner blockierend abgeschaltet. Dies erfolgt über das UND-Gatter 40, dessen Ausgang wegen des "0"-Signales vom NOR-Gatter 39 ebenfalls "0" wird. Damit wird verhindert, daß von der Abgassensorschaltung 21 oder durch Beendigung der Wärmeanforderung der Zähler 36 zurückgesetzt werden kann.

[0036] Die Auswerteschaltung 10 kann daher nur durch Abschalten der Betriebsspannung, wodurch der Zähler 36 zurückgesetzt wird, und abermaliges Einschalten der Betriebsspannung wieder in Betrieb genommen werden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer Sicherheitseinrichtung für ein mit einem Brenner versehenes Heizgerät, dem ein Abgasaustritt in den Aufstellraum des Heizgerätes detektierender Abgassensor (21) zugeordnet ist, wobei die Sicherheitseinrichtung in Abhängigkeit von einem Wärmeanforderungssignal ein Brennerfreigabesignal zum Starten des Heizgerätes erzeugt, und die Sicherheitseinrichtung einen Binärzähler (36) beinhaltet, der beim Erreichen eines definierten Zählerzustandes den Brenner verriegelnd durch Unterdrückung des Brennerfreigabesignals abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgassensor (21) bei Ansprechen einen den Binärzähler (36) mit Impulsen speisenden Oszillator (37) startet, wobei bei Erreichen eines ersten Zählerstandes (Qx) des Binärzählers ein dem Binärzähler zugeordneter Dekoder (35) anspricht und das Brennerfreigabesignal unterbricht, welches bei Erreichen eines zweiten höheren vom Dekoder (35) dekodierten Zählerstandes wieder erzeugt wird, was auch bei weiterem Ansprechen des Abgassensors bei höheren vom Dekoder dekodierten Zählerständen wiederholt wird, bis der Brenner bei Erreichen des definierten Zählerstandes (

) unter Anhalten des Binärzählers verriegelnd abgeschaltet wird.

Claims

1. Process for the operation of a safety device for a heater provided with a burner, such heater being associated with a flue gas sensor (21) sensing the flue gas outlet into the room where the heater is installed, with the safety device, dependent on a heat demand signal, generating a burner enable signal for starting the heater, and with the safety device further comprising a binary counter (36) which, when a defined counter reading has been reached, interlockingly shuts off the burner by suppress-ing the burner enable signal, characterised in that the flue gas sensor (21), when responding, triggers an oscillator (37) feeding the binary counter (36) with pulses, operating in such a way that, when a first counter reading (Qx) of the binary counter is reached, a decoder (35) associated with the binary counter responds and inter-rupts the burner enable signal which latter, when a second, higher counter reading decoded by the decoder (35) is reached, is generated again, such process being repeated in the case of further responses of the flue gas sensor at higher counter readings decoded by the decoder, until the burner, when a defined counter reading (

) is reached, is shut off interlockingly with the binary counter being stopped.

Revendications

1. Procédé d'utilisation d'un dispositif de sécurité pour un appareil de chauffage muni d'un brûleur et dont la sortie des gaz brûlés dans la chaufferie est contrôlée par un analyseur de fumée (21), le dispositif de sécurité délivrant, sous l'effet d'un signal d'appel de chaleur, un signal de déblocage du brûleur pour mettre l'appareil de chauffage en marche, ledit dispositif de sécurité comprenant un compteur binaire (36) qui, au moment où il atteint un niveau déterminé, arrête définitivement le brûleur par suppression du signal de déblocage, procédé caractérisé par le fait que l'analyseur de fumée (21), au moment de réagir, lance un oscillateur (37) appliquant des impulsions au compteur binaire (36), un décodeur (35), coopérant avec le compteur binaire, réagissant, au moment où ledit compteur atteint un premier niveau (Qx), pour couper le signal de déblocage du brûleur, lequel est reproduit au moment où un deuxième niveau plus élevé défini par le décodeur (35) est atteint, ce qui se répète sous l'effet d'autres réactions de l'analyseur de fumée à des niveaux plus élevés définis par le décodeur jusqu'au moment où le brûleur est verrouillé définitivement lorsque le niveau défini (

) est atteint, le compteur binaire étant également arrêté.

Zeichnung