Verfahren zum Steuern eines gasbeheizten Wassererhitzers

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines gasbeheizten Wassererhitzers, mit einem die Vorlauftemperatur des Wassers erfassenden Temperatursensor und einer elektronischen Steuereinrichtung, die eine Unterbrechnung der Gaszufuhr veranlaßt, wenn der Temperatursensor eine Meßgröße ermittelt, welche auf die Gefahr einer Überhitzung des Wärmeübertragers schließen läßt.
Es wird vorgeschlagen, daß die Steuereinrichtung den Gradienten eines Temperaturanstieges in der Vorlaufleitung beziehungsweise an einem vorlaufseitigen Teil des Wärmeübertragers auswertet und eine Unterbrechung beziehungsweise Drosselung der Gaszufuhr veranlaßt, wenn der Gradient einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Dadurch wird auf einfache Weise erreicht, daß ein Störfall rechtzeitig erkannt und eine Überhitzung sicher vermieden wird.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten Verfahren der gattungsgemäßen Art ist die vom Temperatursensor erfaßte Meßgröße die Vorlauftemperatur selbst, wobei eine Störabschaltung des Geräts beziehungsweise des Brenners erfolgt, wenn die Vorlauftemperatur einen über dem normalen Betriebswertebereich liegenden Grenzwert erreicht. Um ein ungewolltes Ansprechen eines solchen, als Temperaturbegrenzer oder Temperaturwächter bezeichneten Temperatursensors zu vermeiden, muß dessen Ansprechwert mit einem Sicherheitsabstand über dem Betriebswertebereich der Vorlauftemperatur liegen. Nach dem Ansprechen des Temperatursensors bei Pumpenausfall, plötzlichem Drosseln beziehungsweise Absperren des Wasserumlaufs, oder bei Trockeninbetriebnahme des Gerätes, führt die im Wärmeübertrager, in der Brennkammer und in den benachbarten Bauteilen gespeicherte Wärme zu einem weiteren Temperaturanstieg im Bereich des Wärmeübertragers, so daß dort für Dichtungen und andere Teile hochwertige Werkstoffe eingesetzt werden müssen und an die mechanischen Verbindungen der Teile hohe Anforderungen gestellt sind.

[0002] Zum Stand der Technik gehört ferner ein Verfahren (EP 0 433 215 B1) bei welchem außer einem Temperatursensor in der Vorlaufleitung ein die Heizwassertemperatur an einer weiteren Stelle am oder im Wärmeübertrager messenden zweiten Temperatursensor vorgesehen ist und die Steuereinrichtung die Meßwertdifferenz der beiden Temperatursensoren auswertet. Dadurch ist unter Zuhilfenahme eines weiteren Temperatursensors eine Überwachung der Heizwasserzirkulation möglich.

Vorteile der Erfindung

[0003] Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß ein Störfall beziehungsweise die Gefahr einer Überhitzung des Wärmeübertragers rechtzeitig vor Erreichen einer Grenztemperatur des Vorlaufwassers beziehungsweise der vorlaufseitigen Wärmeübertragerteile erkannt und der Brenner rechtzeitig zurückgeregelt beziehungsweise abgeschaltet wird, ohne daß dafür ein zweiter Temperatursensor an einer anderen Stelle des Wärmeübertragers vorgesehen ist und in die Elektronik des Steuergerätes mit einbezogen werden muß. Als Temperatursensor kann vorteilhaft der bei Geräten mit Vorlauftemperaturregelung ohnehin verwendete Temperaturfühler eingesetzt werden.

[0004] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß Hauptanspruch möglich.

[0005] Wenn der Grenzwert des Temperaturgradienden abhängig vom Verhältnis der jeweils abgerufenen Leistung zur Nennleistung des Gerätes festgelegt wird, kann im gesamten, zwischen Nennleistung und Minimalleistung liegenden Leistungsbereich die im Störfall notwendige Abschaltung zu einem optimalen Zeitpunkt erfolgen. Bei einem Abfrageintervall von 15 Sekunden kann beispielsweise der Temperaturgradient nach der Formel 25 K mal dem Quotienten aus der jeweils abgerufenen Leistung und der Nennleistung errechnet werden.

[0006] Wenn in der Anlaufphase des Geräts, beispielsweise innerhalb einer Zeit von 3 Minuten nach dem Einschalten (Netz-Ein), der Temperaturgradient den vorgegebenen Wert überschreitet, wird zweckmäßig eine Störabschaltung ausgelöst. In manchen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, als Kriterium für die Notwendigkeit einer Störabschaltung zusätzlich einen Grenzwert der Vorlauftemperatur, zum Beispiel 60° C, mit heranzuziehen, um ein allzu rasches Ansprechen der Sicherheitseinrichtung zu vermeiden.

[0007] Ferner wird vorgeschlagen, daß nach Ablauf der vorgegebenen Zeit nach dem Einschalten (Netz-Ein), zum Beispiel nach 3 Minuten, das Gerät nur abgeschaltet und nach einer vorgegebenen Sperrzeit, beispielsweise nach 3 Minuten, erneut gestartet wird. Damit wird vorübergehenden Einflüssen auf das Ansteigen der Vorlauftemperatur Rechnung getragen, die eine Störabschaltung nicht rechtfertigen. Zusätzlich kann vorgesehen werden, daß das Gerät beziehungsweise der Brenner nur dann vorübergehend still gesetzt wird, wenn auch die Vorlauftemperatur einen vorgegebenen Grenzwert, beispielsweise 60° C bereits überschritten hat.

[0008] Das erfindungsgemäße Verfahren erfaßt frühzeitig einen Störfall beziehungsweise eine mögliche Überhitzung des Wärmeübertragers und übt dabei die Funktion einer Wassermangelsicherung beziehungsweise eines Trockengehschutzes aus. Zur zusätzlichen Sicherheit kann neben dem Temperatursensor ein auf einen Grenzwert der Vorlauftemperatur ansprechender Temperaturwächter vorgesehen werden, dessen Schaltsignal ohne aufwendigen Eingriff in die Elektronik des Steuergerätes verarbeitet werden kann.

Zeichnung

[0009] Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand eines vereinfachten Schaubildes erläutert. Auf der Abszisse ist die Zeit vom Einschalten (Netz-Ein) eines Wassererhitzers und auf der Ordinate die zum jeweiligen Zeitpunkt erreichte Vorlauftemperatur dieses Gerätes aufgetragen. Die durchgezogene Linie a stellt die Funktion der Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Einschaltdauer dar, wobei davon ausgegangen wird, daß das Gerät an der unteren Grenze seines Leistungsbereiches arbeitet. Die beiden gestrichelten Linien b und c stellen die für die beiden Grenzen des Leistungsbereiches festgelegten Temperaturgradienten der Vorlauftemperatur dar, wobei die Linie b für die Nennleistung und die Linie c für die Minimalleistung gilt. Schließlich stellt eine gestrichelte Linie d eine Grenztemperatur von 60° C dar, die bei den Abschaltkriterien mit berücksichtigt wird.

[0010] Die Temperaturgradienten sind nach der Formel 25 K mal dem Quotienten aus der aktuellen Leistung zur Nennleistung des Gerätes errechnet, wodurch sich die entsprechenden linearen Steigungen der Linien b und c ergeben. Zum Zeitpunkt t₁, der ca. 3 Minuten nach dem Einschalten des Gerätes beziehungsweise nach einer Regeleinschaltung des Brenners liegt, hat der Temperaturgradient den kritischen Wert gemäß Linie c noch nicht erreicht, so daß die Aufheizung ohne Unterbrechnung weitergeht. Zum späteren Zeitpunkt t₂ ist zwar schon der kritische Wert des Temperaturgradienten, jedoch noch nicht die Grenztemperatur von 60° C erreicht, so daß erfindungsgemäß ebenfalls noch keine Abschaltung erfolgt. Wenn jedoch nach diesem Zeitpunkt der Temperaturgradient weiter ansteigt und die Vorlauftemperatur wie dargestellt die Grenztemperatur von 60° C erreicht, wird das Gerät rechtzeitig vor einer Überhitzung außer Betrieb genommen und nach einer vorgegebenen Sperrzeit erneut gestartet.

Ansprüche

1. Verfahren zum Steuern eines gasbeheizten Wassererhitzers, mit einem die Vorlaufttemperatur des Wassers erfassenden Temperatursensor und einer elektronischen Steuereinrichtung, die eine Unterbrechung der Gaszufuhr veranlaßt, wenn der Temperatursensor eine Meßgröße ermittelt, welche auf die Gefahr einer Überhitzung des Wärmeübertragers schließen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung den Gradienten eines Temperaturanstiegs in der Vorlaufleitung, oder an einem vorlaufseitigen Teil des Wärmeübertragers auswertet und eine Unterbrechung oder Drosselung der Gaszufuhr veranlaßt, wenn der Temperaturgradient einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert des Temperaturgradienten abhängig vom Verhältnis der jeweils abgerufenen Leistung zur Nennleistung des Gerätes festgelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Störabschaltung (Verriegelung) des Gerätes erfolgt, wenn der Grenzwert des Temperaturgradienten innerhalb einer vorgegebenen Zeit nach dem Einschalten des Geräts erreicht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Störabschaltung nur dann erfolgt, wenn innerhalb der vorgegebenen Zeit nach dem Einschalten des Geräts auch die Vorlauftemperatur selbst einen vorgegebenen Grenzwert erreicht.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät abgeschaltet und nach einer vorgegebenen Sperrzeit erneut gestartet wird, wenn der Grenzwert des Temperaturgradienten erst nach der vorgegebenen Zeit nach dem Einschalten des Gerätes erreicht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorübergehende Stillsetzung des Gerätes nur erfolgt, wenn die Vorlauftemperatur einen vorgegebenen Grenzwert überschritten hat.

Zeichnung