Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Heizungsanlage

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Heizungsanlage mit mindestens einem Regelgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Eine gattungsgemäße Heizungsanlage besitzt mindestens ein Regelgerät zum Steuern und Regeln des Betriebes. Dies betrifft in der Regel fast alle Komponenten eines Heizungssystems. Dazu gehören beispielsweise das Regelgerät selbst, Brenner, Gebläse, Vorwärmungseinrichtungen, Fernbedienungseinrichtungen, Heizkreis-, Solar-, Speicherlade- und Zirkulationspumpen sowie diverse Stellglieder. Sowohl das Regelgerät selbst als auch die Komponenten umfassen Strom verbrauchende elektrotechnische Bauteile, welche mit Netzspannung versorgt werden. Alle aktiven elektrotechnischen Komponenten sind daher an die Regeleinrichtung angeschlossen, jeweils an einen zugeordneten Eingang an einem Mikroprozessor, und können über Relais geschaltet werden. An Regelgeräten von Heizungsanlagen, aber auch an Komponenten sind außerdem Anzeige- und Bedienelemente bekannt.

[0003] Weiterhin ist aus der DE 28 56 018 A1 eine Anordnung zur Regelung der Wärmeverteilung in einem Solarhaus bekannt. Zur Überwachung und Steuerung des gesamten Funktionsablaufs des Solarheizsystems registriert dabei eine automatische Messdatenerfassungsanlage fortlaufend die Messwerte von Temperaturfühlern sowie Zählern für Betriebsstunden, Wärmemengen und Stromverbrauch.

[0004] Regelgeräte werden mit Netzspannung von beispielsweise 230 V versorgt und sind für einen Nennstrom ausgelegt. Intern arbeiten die Regelgeräte mit einer Kleinspannung und über Relais wird die Netzspannung für die angeschlossenen Komponenten geschaltet. Meistens erfolgt die Absicherung von Regelgeräten durch eine Feinsicherung, beispielsweise mit 10 A als Nennstrom. Probleme und Schäden kann es generell bei möglicherweise auftretenden Fehlern oder Störungen an Bauteilen und Komponenten geben, wenn Stromaufnahmen auftreten, die eventuell sogar das Zweifache des Nennstromes betragen können, und die Feinsicherung nicht gleich auslöst.

[0005] Weiterhin ist es bisher bei Regelgeräten üblich, angeschlossene Komponenten von Hand in einem Installationsmenü auszuwählen bzw. zu programmieren, damit diese von der Regelung erkannt und richtig angesteuert werden. Dabei ist es bisher nicht möglich, einen Plausibilitätstest bzw. Abgleich zwischen den installierten und den tatsächlich angeschlossenen Komponenten als elektrische Verbraucher durchzuführen.

[0006] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, Inbetriebnahme und Überwachung einer Heizungsanlage zu optimieren.

[0007] Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0008] Das Verfahren zur Überwachung einer Heizungsanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass im Regelgerät die Stromaufnahme der angeschlossenen Bauteile und Komponenten gemessen und ausgewertet wird. Dabei werden die über eine gemeinsame Zuleitung angeschlossenen Relais einzeln nacheinander eingeschaltet und es wird ein Fehlersignal und/oder eine Abschaltung ausgelöst, wenn der jeweils gemessene Wert für die Stromaufnahme vorgebbare Schwellwerte für die einzelnen Bauteile und Komponenten überschreitet.

[0009] Ein einziger gemeinsamer Strommesser erfasst dazu in einer gemeinsamen Zuleitung zu Strom verbrauchenden, elektrotechnischen Bauteilen und Komponenten nacheinander die Stromaufnahme der Bauteile und Komponenten. Die vorgebbaren Schwellwerte für die Stromaufnahme der einzelnen Bauteile und Komponenten sind im Regelgerät hinterlegt und/oder einzugeben bzw. zu verändern. Es wird eine Abschaltung und/oder ein Störungssignal ausgelöst, wenn ein gemessener Wert für die Stromaufnahme eines Bauteils oder einer Komponente einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet. Dieser kann wahlweise als zusätzlicher Schwellwert gegenüber einem niedrigeren Schwellwert für die Stromaufnahme eingerichtet werden, bei dem zunächst nur ein Fehlersignal ausgelöst wird.

[0010] Werte für die Stromaufnahme von elektrotechnischen Bauteilen und Komponenten sind hinterlegt und werden mit dem Aktivieren von Komponenten bei der Installation aktiviert. Vorteilhafterweise wird bei der Inbetriebnahme der Heizungsanlage, automatisch nach festlegbaren Zeiten und/oder auf manuelle Veranlassung hin über die Messung der Stromaufnahme detektiert, ob und welche Bauteile und Komponenten angeschlossen sind. Sobald ein signifikanter Messwert für die Stromaufnahme oder ein Anstieg des Messwertes erfasst ist, werden diese dann automatisch im Regelgerät installiert.

[0011] Weiterhin wird bei der Inbetriebnahme der Heizungsanlage, automatisch nach festlegbaren Zeiten und/oder auf manuelle Veranlassung eine Plausibilitätsprüfung über die Messung der Stromaufnahme durchgeführt. Dabei werden anhand der eingebbaren Konfiguration benötigte Bauteile und Komponenten durch die Messung der Stromaufnahme detektiert. Die angeschlossenen Relais werden einzeln nacheinander eingeschaltet, und bei Unstimmigkeiten wird ein Fehlersignal ausgegeben.

[0012] Die Funktion von Bauteilen und Komponenten wird überwacht, indem automatisch nach festlegbaren Zeiten und/oder auf manuelle Veranlassung eine Messung der jeweiligen Stromaufnahme durchgeführt und mit dem jeweiligen Sollwert und/oder Schwellwert verglichen wird. Bei Unstimmigkeiten wird ebenfalls ein Fehlersignal ausgegeben.

[0013] Eine Plausibilitäts- und Funktionsprüfung für Bauteile und Komponenten, insbesondere Pumpen und Mischer, wird durchgeführt, indem die Messung und Auswertung der Stromaufnahme zusammen mit der bekannten Auswertung von Temperatur-Messwerten, welche über Temperaturfühler in das Regelgerät gelangen, kombiniert wird, wobei bei Unstimmigkeiten ein Fehlersignal ausgegeben wird. Somit wird nicht nur ein Fehler durch eine überhöhte Stromaufnahme erkannt, sondern auch eine möglicherweise falsche Arbeitsweise im Gesamtsystem der Regelung.

[0014] Die über Messung und Auswertung der Stromaufnahme für Bauteile und Komponenten erfassten Werte können auch gespeichert werden. Wahlweise kann daraus ein Gesamtwert für die Leistungsaufnahme der Heizungsanlage aufsummiert werden, welcher am Regelgerät abrufbar ist.

[0015] Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Strommesser in einer gemeinsamen Zuleitung zu angeschlossenen Relais von Strom verbrauchenden, elektrotechnischen Bauteilen und Komponenten vorgesehen ist. Durch Einschalten einzelner Relais bzw. Verbraucher kann daher mit einem einzigen Strommesser nacheinander die Stromaufnahme der angeschlossenen Bauteile und Komponenten gemessen werden. Die Strommessung in einer gemeinsamen Zuleitung zu Strom verbrauchenden Bauteilen und Komponenten kann über einen Shuntwiderstand, einen galvanisch getrennten, induktiven Stromaufnehmer oder einen magnetisch sensitiven Hallsensor erfolgen.

[0016] Mit der Erfindung werden Inbetriebnahme, Überwachung, Wartung sowie Sicherheit einer Heizungsanlage optimiert. Sobald der Strom zu einem Verbraucher eine bestimmte Höhe übersteigt, wird ein Betreiber oder Nutzer der Anlage auf die Unregelmäßigkeit hingewiesen. Dies kann somit auch präventiv, also vor dem Totalausfall einer noch mit erhöhtem Strom laufenden Komponente sein. Wird der Strom noch höher, dann werden die fehlerbehafteten Verbraucher abgeschaltet. Andererseits steht über die Auswertung der Stromaufnahme eine einfache Möglichkeit zur automatischen Konfiguration einer Heizungsanlage und zur Plausibilitätsprüfung zur Verfügung. Dies spart Installationsaufwand, Arbeitszeit sowie Schulungsaufwand für das Montage- und Wartungspersonal und hilft generell, Fehler schnell zu erkennen bzw. zu vermeiden.

[0017] Da die Bewertung des elektrischen Energieverbrauchs einer Heizungsanlage sowohl bei Kauf- und Auswahlentscheidungen von Heizungssystemen als auch für Abrechnungszwecke bei den Betreibern der Heizungsanlagen zunehmend Bedeutung gewinnt, steht erfindungsgemäß eine einfache Möglichkeit zur Auswertung des elektrischen Energieverbrauchs einer Heizungsanlage über die Messung der Stromaufnahme der angeschlossenen Bauteile und Komponenten zur Verfügung.

Ansprüche

1. Verfahren zur Überwachung einer Heizungsanlage mit mindestens einem Regelgerät, welches an Netzspannung angeschlossen ist und Strom verbrauchende elektrotechnische Bauteile einschließt, mit weiteren, Strom verbrauchenden, elektrotechnischen Bauteilen in an das Regelgerät angeschlossenen Komponenten, sowie mit mindestens einem Anzeige- und Bedienelement im Regelgerät, wobei die mit Netzspannung versorgten Bauteile in Komponenten über Relais geschaltet werden,
dadurch gekennzeichnet, dass im Regelgerät die Stromaufnahme der angeschlossenen Bauteile und Komponenten gemessen und ausgewertet wird, indem die über eine gemeinsame Zuleitung angeschlossenen Relais einzeln nacheinander eingeschaltet werden und indem ein Fehlersignal und/oder eine Abschaltung ausgelöst wird, wenn der jeweils gemessene Wert für die Stromaufnahme vorgebbare Schwellwerte für die einzelnen Bauteile und Komponenten überschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Strommesser in einer gemeinsamen Zuleitung zu Strom verbrauchenden, elektrotechnischen Bauteilen und Komponenten nacheinander die Stromaufnahme der Bauteile und Komponenten erfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass vorgebbare Schwellwerte für die Stromaufnahme der einzelnen Bauteile und Komponenten im Regelgerät hinterlegt und/oder einzugeben sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Abschaltung und/oder ein Störungssignal ausgelöst wird, wenn ein gemessener Wert für die Stromaufnahme eines Bauteils oder einer Komponente einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet, welcher wahlweise als zusätzlicher Schwellwert gegenüber einem niedrigeren Schwellwert eingerichtet wird, bei dem zunächst nur ein Fehlersignal ausgelöst wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass Werte für die Stromaufnahme von elektrotechnischen Bauteilen und Komponenten hinterlegt sind und mit dem Aktivieren von Komponenten bei der Installation aktiviert werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass bei der Inbetriebnahme der Heizungsanlage, automatisch nach festlegbaren Zeiten und/oder auf manuelle Veranlassung hin, über die Messung der Stromaufnahme detektiert wird, ob und welche Bauteile und Komponenten angeschlossen sind, und dass diese bei einem signifikanten Messwert für die Stromaufnahme oder einem detektierten Anstieg des Messwertes im Regelgerät installiert werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass bei der Inbetriebnahme der Heizungsanlage, automatisch nach festlegbaren Zeiten und/oder auf manuelle Veranlassung eine Plausibilitätsprüfung über die Messung der Stromaufnahme durchgeführt wird, indem anhand der eingebbaren Konfiguration benötigte Bauteile und Komponenten durch die Messung der Stromaufnahme detektiert werden, wobei die angeschlossenen Relais einzeln nacheinander eingeschaltet werden, und wobei bei Unstimmigkeiten ein Fehlersignal ausgegeben wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion von Bauteilen und Komponenten überwacht wird, indem automatisch nach festlegbaren Zeiten und/oder auf manuelle Veranlassung eine Messung der jeweiligen Stromaufnahme durchgeführt und mit dem jeweiligen Sollwert und/oder Schwellwert verglichen wird, wobei bei Unstimmigkeiten ein Fehlersignal ausgegeben wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Plausibilitäts- und Funktionsprüfung für Bauteile und Komponenten, insbesondere Pumpen und Mischer, durchgeführt wird, indem die Messung und Auswertung der Stromaufnahme zusammen mit der bekannten Auswertung von Temperatur-Messwerten kombiniert wird, wobei bei Unstimmigkeiten ein Fehlersignal ausgegeben wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die über Messung und Auswertung der Stromaufnahme für Bauteile und Komponenten erfassten Werte gespeichert, wahlweise zu einem Gesamtwert für die Leistungsaufnahme der Heizungsanlage aufaddiert werden und abrufbar sind.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Strommesser in einer gemeinsamen Zuleitung zu angeschlossenen Relais von Strom verbrauchenden, elektrotechnischen Bauteilen und Komponenten vorgesehen ist.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Shunt-Widerstand zur Strommessung in einer gemeinsamen Zuleitung zu Strom verbrauchenden Bauteilen und Komponenten vorgesehen ist.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass ein galvanisch getrennter, induktiver Stromaufnehmer zur Strommessung in einer gemeinsamen Zuleitung zu Strom verbrauchenden Bauteilen und Komponenten vorgesehen ist.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass ein magnetisch sensitiver Hallsensor zur Strommessung in einer gemeinsamen Zuleitung zu Strom verbrauchenden Bauteilen und Komponenten vorgesehen ist