[0001] Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung, beispielsweise zur Erwärmung eines Wärmeträgermediums,
insbesondere Wasser. Die Heizvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, über das Wärmeträgermedium
ein Gebäude oder ein Gebäudeteil zu heizen und/oder Warmwasser bereitzustellen. Das
Warmwasser kann für eine Küche, ein Bad, usw. in einem Gebäude oder Gebäudeteil bereitgestellt
wird.
[0002] Aus
DE 10 2006 004 506 A1 geht eine Heizvorrichtung hervor, die eine Brennereinheit und ein Gebläse aufweist.
Das Gebläse ist stromabwärts hinter der Brennereinheit angeordnet. In einen Abgaskanal
kann ein Massenstromsensor eingesetzt werden, beispielsweise zur Erfassung des Wasserstoffmassenstroms
oder des Kohlendioxidmassenstroms. Auf Basis des Sensorsignals kann die Regelung zur
Zusammensetzung des Luft-Gas-Gemisches beeinflusst werden, das der Brennereinheit
zur Verbrennung zugeführt wird.
[0003] Eine ähnliche Heizvorrichtung ist auch in
DE 10 2011 010 074 A1 beschrieben. Die Regelung der Heizvorrichtung wird abhängig von einem Sensor realisiert,
der in einem Abgaskanal angeordnet ist.
[0004] EP 3 396 248 B1 beschreibt ein Verfahren zur Erkennung von Fehlern an einem Gassicherheitsventil
bei Heizvorrichtungen. Hierzu wird der Massen- oder Volumenstrom der zugeführten Verbrennungsluft
sensorisch erfasst und der Gradient des Messsignals gebildet. Der Gradient des Messsignals
wird anschließend mit abgespeicherten Gradientenverläufen verglichen, die Fehler in
der Heizvorrichtung kennzeichnen. Basierend auf dem Vergleich sollen Fehler erkannt
und gemeldet werden.
[0005] EP 3 388 756 A1 offenbart eine Heizvorrichtung mit einem Gassensor und einem Erdbebensensor, um im
Falle eines Erdbebens eine Gasleckage feststellen zu können.
[0006] Bei einer Heizvorrichtung wird einer Brennereinheit ein Gemisch aus einem Brennstoff
und ein Oxidans, beispielsweise Luft, zugeführt und verbrannt. Als Brennstoff kann
ein fossiler oder nicht fossiler und vorzugsweiser gasförmiger Brennstoff verwendet
werden. Beispielsweise kann Erdgas, Flüssiggas, Synthesegas, Biogas, Wasserstoff oder
eine beliebige Kombination davon als Brennstoff verwendet werden. Die Brennstoffzufuhr
zu einem Mischbereich, an dem der Brennstoff und das Oxidans gemischt werden, wird
über ein Brennstoffventil gesperrt oder freigegeben. Der Volumen- oder Massenstrom
des Brennstoffes kann über das Brennstoffventil eingestellt werden (gesteuert oder
geregelt).
[0007] Durch Defekte oder Verschleiß kann es am Brennstoffventil oder an anderer Stelle
der Brennstoffzufuhr zu Leckagen kommen, so dass Brennstoff austritt. Aus diesem Grund
wird das Brennstoffventil üblicherweise präventiv nach einer gewissen Betriebsdauer
und/oder nach einer vorgegebenen Anzahl von Schaltvorgängen ersetzt. Daraus folgt
ein hoher Aufwand und hohe Kosten, die ein solcher präventiver Austausch im Rahmen
einer Wartung mit sich bringt. Häufig werden Brennstoffventile ausgetauscht, die bedenkenlos
noch weiter hätten verwendet werden können. Sollte eine Leckage vor oder nach dem
Brennstoffventil auftreten (z.B. defekte Dichtungen), würde diese Leckage dann durch
den präventiven Austausch des Brennstoffventils nicht behoben werden.
[0008] Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, eine im Hinblick
auf die Kosten und den Aufwand der Wartung verbesserte Heizvorrichtung bereitzustellen
und zu betreiben.
[0009] Diese Aufgabe wird durch eine Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 sowie ein Verfahren zu deren Betrieb mit den Merkmalen des Patentanspruches 15 gelöst.
[0010] Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung weist ein Außengehäuse auf, das einen Einbauraum
umgibt. Der Einbauraum kann einen Gasaustausch mit der Umgebung des Installationsortes
zulassen, d.h. das Außengehäuse muss nicht gasdicht sein. Am und/oder im Einbauraum
sind eine Brennereinheit, ein Gebläse und ein Brennstoffventil angeordnet. Die Brennereinheit
hat einen Brenner und ein Brennergehäuse, dem Brennstoff und ein Oxidans zur Verbrennung
vorgemischt oder separat zur Mischung im Brennraum zugeführt werden. Das Oxidans und
der Brennstoff werden in einem Mischbereich gemischt, der stromaufwärts des Brennergehäuses
oder im Brennergehäuse angeordnet sein kann. Als Oxidans kann beispielsweise Luft
aus der Umgebung (Installationsort innerhalb des Gebäudes oder von außerhalb des Gebäudes)
und/oder aus dem Einbauraum angesaugt und zugeführt werden. Hierzu wird das Gebläse
verwendet, das Oxidans und/oder ein Brennstoff-Oxidans-Gemisch zuführen kann. In einer
Brennstoffleitung ist das Brennstoffventil angeordnet, um die Brennstoffzufuhr zum
Mischbereich zu beeinflussen.
[0011] Die Heizvorrichtung hat außerdem wenigstens eine Steuereinrichtung. Die wenigstens
eine Steuereinrichtung kann im Einbauraum, am Außengehäuse oder entfernt vom Außengehäuse
außerhalb des Einbauraums angeordnet sein. Beispielsweise kann die wenigstens eine
Steuereinrichtung eine Komponenten-Steuereinrichtung für das Gebläse und/oder für
das Brennstoffventil und/oder für eine andere Komponente oder Baugruppe der Heizvorrichtung
aufweisen und/oder Teil einer Bedienschnittstelle sein.
[0012] Die Heizvorrichtung weist außerdem wenigstens einen Gassensor auf. Der Gassensor
ist dazu eingerichtet, die das Außengehäuse umgebende Atmosphäre und/oder die im Einbauraum
herrschende Atmosphäre zu detektieren und ein die Atmosphäre charakterisierendes Sensorsignal
zu erzeugen. Das Sensorsignal kann beispielsweise angeben, ob die Atmosphäre einen
oder mehrere zu detektierende Gasbestandteile aufweist, wie zum Beispiel Kohlendioxid
und/oder Kohlenmonoxid und/oder unverbrannten gasförmigen Brennstoff (Erdgas und/oder
aus Flüssiggas entstandenes Gas und/oder Wasserstoff), usw. Der Gassensor kann beispielsweise
auch dazu eingerichtet sein, ein Sensorsignal zu erzeugen, das eine Bestimmung des
Anteils und/oder der Konzentration des wenigstens zu detektierenden Gasbestandteils
der Atmosphäre ermöglicht. Dadurch kann insbesondere eine normale Luftatmosphäre von
einer Atmosphäre unterschieden werden, die zusätzlich einen Gasbestandteil in einer
unzulässigen Konzentration aufweist.
[0013] Optional kann der wenigstens eine Gassensor ein Sensorsignal erzeugen, das mindestens
einen weiteren physikalischen Parameter der Atmosphäre beschreibt, wie z.B. einen
barometrischen Druck und/oder eine relative Feuchtigkeit und/oder eine Temperatur
der Atmosphäre. Basierend auf diesem weiteren physikalischen Parameter der Atmosphäre
kann eine verbesserte Bestimmung des Anteils und/oder der Konzentration des wenigstens
zu detektierenden Gasbestandteils der Atmosphäre erreicht werden.
[0014] Der wenigstens eine Gassensor kann ein MOX-Halbleitergassensor (Metalloxid-Halbleitergassensor)
und/oder ein Wärmeleitsensor sein, mittels dem die Wärmeleitfähigkeit der Atmosphäre
ermittelt werden kann. Es können auch mehrere, mit unterschiedlichen physikalischen
Prinzipien arbeitende Gassensoren verwendet werden. Grundsätzlich können alle bekannten
Gassensortypen als Gassensoren eingesetzt werden. Abhängig von der Anwendung kann
es vorteilhaft sein, wenn mehr als ein Gassensor am Außengehäuse und/oder im Einbauraum
angeordnet wird.
[0015] Das Sensorsignal des wenigstens einen Gassensors wird der Steuereinrichtung übermittelt.
Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, das Sensorsignal auszuwerten, um festzustellen,
ob die sensorisch erfasste Eigenschaft der Atmosphäre einem zulässigen Zustand entspricht
oder davon abweicht. Diese Auswertung kann zeitgesteuert, beispielsweise zyklisch,
und/oder ereignisgesteuert durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Auswertung
auch im Sommer ohne verstärkten Brennerbetrieb mit längeren Betriebspausen durchgeführt
werden.
[0016] Wenn ein unzulässiger Zustand der Atmosphäre erkannt wird, leitet die Steuereinrichtung
eine Maßnahme ein. Beispielsweise kann ein akustisches und/oder optisches und/oder
haptisches Warnsignal bzw. Warnmeldung erzeugt werden. Dieses Warnsignal kann z.B.
über eine Kommunikationsverbindung auf eine entfernte Einheit übertragen werden, insbesondere
eine mobile Einheit, wie etwa ein Smartphone. Die Kommunikationsverbindung kann dabei
über ein lokales Netzwerk und/oder das Internet hergestellt werden. Akustische und/oder
optische Warnsignale bzw. Warnmeldungen können auch durch die Heizvorrichtung selbst
und/oder ein weiteres Gerät eines mit der Heizvorrichtung vernetzten Systems erzeugt
werden. Beispielsweise können die Lautsprecher und/oder Warnleuten von Rauchmeldern
oder von anderen Warnsystemen im Gebäude oder Gebäudeteil dazu verwendet werden, um
das Warnsignal bzw. die Warnmeldung auszugeben.
[0017] Zusätzlich oder alternativ zur Ausgabe einer Warnmeldung kann eine Maßnahme darin
bestehen, das vorhandene Gebläse dazu zu verwenden, das die Atmosphäre bildende Gasgemisch
über das Gebläse in einen Abgaskanal der Heizvorrichtung (z.B. Kamin) zu fördern.
Hierzu kann das Gebläse vorzugsweise mit der maximal möglichen Förderleistung betrieben
werden. Dadurch lässt sich beispielsweise die Gefahr vermindern, dass in der Atmosphäre
ein zündfähiges Gasgemisch entsteht oder aufrechterhalten wird. Die Steuereinrichtung
kann bei einem erkannten unzulässigen Zustand der Atmosphäre außerdem dazu eingerichtet
sein, die Brennstoffzufuhr zum Brenner durch Schließen des Brennstoffventils zu unterbrechen
und/oder den Brenner auszuschalten bzw. das Brennstoffventil im geschlossenen Zustand
zu halten bzw. den Brenner im ausgeschalteten Zustand zu halten. Durch eine oder mehrere
dieser Maßnahmen kann die Sicherheit weiter erhöht werden.
[0018] Der wenigstens eine Gassensor ermöglicht das Erkennen von wenigstens einem unerwünschten
oder unzulässig hohen Anteil Gasbestandteil in der Atmosphäre, der durch den Gassensor
oder einen der vorhandenen Gassensoren detektierbar ist. Dadurch kann beispielsweise
versehentlich austretender gasförmiger Brennstoff am, vor oder hinter dem Brennstoffventil
erkannt werden. Es ist somit nicht mehr notwendig, das Brennstoffventil frühzeitig
präventiv auszutauschen. Vielmehr kann ein präventiver Austausch zeitlich später stattfinden
oder dann einen Austausch bzw. eine Reparatur vorgenommen werden, wenn eine Leckage
am, vor oder hinter dem Brennstoffventil erkannt wurde.
[0019] Mittels des wenigstens einen Gassensors können zudem weitere Defekte oder fehlerhafte
Zustände erkannt werden, beispielsweise wenn durch einen Abgaskanal der Heizvorrichtung
Abgase zurückströmen. Dies kann bei bestimmten Fehlerfällen oder abhängig von Wetterlagen
oder dann der Fall sein, wenn mehrere Heizvorrichtungen an einen gemeinsamen Abgaskanal
bzw. Kamin angeschlossen sind und eine der Heizvorrichtungen ausgeschaltet ist, während
andere Heizvorrichtungen betrieben werden. Auch im Falle von nicht korrekt montierten
koaxialen Abgassystemen können Abgase in die Luftzufuhr (Frischluftkanal) geraten.
Es besteht auch die Möglichkeit, Ausgasungen durch Defekte vorhandener Komponenten
oder Baugruppen der Heizvorrichtung zu erkennen, beispielsweise Schmorbrände von elektrischen
und/oder elektronischen Komponenten.
[0020] Zusätzlich oder alternativ kann mittels des wenigstens einen Gassensors auch die
Qualität des der Brennereinheit zugeführten Oxidans (z.B. Luft) detektiert und durch
die Steuereinrichtung bewertet werden.
[0021] Bei einem Ausführungsbeispiel weist ein Gebläsegehäuse des Gebläses wenigstens ein
aus Kunststoff bestehendes Gehäuseteil auf. Das Gebläsegehäuse kann ausschließlich
aus einem Kunststoff-Gehäuseteil bestehen oder aus mehreren Kunststoff-Gehäuseteilen
zusammengesetzt sein. Bislang wurden metallische Materialien für das Gebläsegehäuse
des Gebläses verwendet, um Leckagen und eine dadurch möglichen Gasaustritt zu vermeiden.
Die erfindungsgemäße Erfassung von Gasleckagen mittels des wenigstens einen Gassensors
ermöglicht den Einsatz eines Kunststoff-Gebläsegehäuses und senkt dadurch die Kosten
für das Gebläse. Denn durch Fehler oder Schäden am Kunststoff austretendes Gas kann
erkannt werden. Daraufhin kann eine geeignete Maßnahme eingeleitet werden, wie z.B.
das Schließen des Gasventils und/oder das Ausgeben einer Warnmeldung.
[0022] Vorzugsweise ist der wenigstens eine Gassensor dazu eingerichtet, einen oder mehrere
der folgenden Gasbestandteile in der Atmosphäre zu erkennen: Sauerstoff, Kohlendioxid,
Kohlenmonoxid, Ethan, Methan, Propan, Propen, Butan, Buten, Isobutan, Isobuten, andere
Kohlenwasserstoffverbindungen, Wasserstoff und Gasgemische, die einen oder mehrere
der genannten Gasbestandteile enthalten.
[0023] Der Brennstoff kann dem Brenner in flüssiger oder gasförmiger Form zugeführt werden.
[0024] Vorzugsweise ist zumindest einer der vorhandenen oder Gassensoren oder sind alle
vorhandenen Gassensoren innerhalb des Einbauraums angeordnet.
[0025] Zumindest einer der vorhandenen Gassensoren oder alle vorhandenen Gassensoren sind
an einer ohnehin vorhandenen elektrischen und/oder elektronischen Komponente der Heizvorrichtung
angeordnet, beispielsweise auf einem Träger (insbesondere Leiterplatte) oder an einem
Gehäuse der elektrischen und/oder elektronischen Komponente der Heizvorrichtung. Der
Gassensor kann dabei kabellos mit der elektrischen und/oder elektronischen Komponente
verbunden sein. Unter "kabellos" ist hier keine drahtlose Verbindung, sondern eine
galvanische Verbindung ohne die Verwendung eines zusätzlichen, separaten Kabels zu
verstehen. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise durch Leiterbahnen an einem Träger
(z.B. Leiterplatte) der elektrischen und/oder elektronischen Komponente. Beispielsweise
kann der wenigstens eine Gassensor bei einem Ausführungsbeispiel direkt auf dem Träger
bzw. der Leiterplatte der elektrischen und/oder elektronischen Komponente montiert
und elektrisch mit wenigstens einer Leiterbahn verbunden sein, beispielsweise mittels
einer Lötverbindung. Der wenigstens eine Gassensor kann z.B. als sogenanntes SMD-Bauteil
("Surface Mounted Device") ausgebildet sein.
[0026] Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die elektrische und/oder elektronische Komponente
Bestandteil einer übergeordneten Steuereinrichtung oder des Gebläses oder des Brennstoffventils
oder einer optional vorhandenen Umwälzpumpe ist. Die elektrische und/oder elektronische
Komponente kann beispielsweise Bestandteil einer Komponenten-Steuereinrichtung sein,
insbesondere einer Gebläse-Steuereinrichtung oder einer Ventil-Steuereinrichtung oder
einer Pumpen-Steuereinrichtung, oder einer übergeordneten Steuereinrichtung sein.
Die übergeordnete Steuereinrichtung wiederum kommunikationsverbunden sein kann mit
der Gebläse-Steuereinrichtung und/oder der Ventil-Steuereinrichtung und/oder der Pumpen-Steuereinrichtung.
[0027] Das Anordnen des wenigstens einen Gassensors an einer bereits vorhandenen elektrischen
und/oder elektronischen Komponente vereinfacht die Installation und reduziert die
Kosten. Insbesondere entfällt eine Verkabelung des Sensors innerhalb des Einbauraums.
An einer oder mehreren separaten elektrischen und/oder elektronischen Komponenten
kann jeweils wenigstens ein Gassensor angeordnet sein.
[0028] Es kann vorteilhaft sein, mehrere Gassensoren an räumlich unterschiedlichen Positionen
am Außengehäuse oder im Einbauraum anzuordnen, so dass die Atmosphäre an unterschiedlichen
räumlichen Orten erfasst werden kann. Dadurch lassen sich beispielsweise unterschiedliche
Gasbestandteile der Atmosphäre besser bzw. schneller erkennen, die unterschiedliche
Dichten aufweisen. Gasbestandteile mit einer geringeren Dichte als Luft können sich
im Einbauraum oben sammeln und Gasbestandteile mit einer größeren Dichte als Luft
können sich im Einbauraum unten sammeln. Durch das Anordnen von mehreren Gassensoren
vertikal mit Abstand zueinander im Einbauraum, können Gasanteile mit geringerer und
höherer Dichte als Luft auf diese Weise schneller detektiert werden.
[0029] Es kann vorteilhaft sein, den Gassensor oder einen der mehreren Gassensoren in einer
vom Gebläse erzeugten Strömung anzuordnen. Diese Strömung kann insbesondere eine Luftströmung
der Umgebungsluft sein.
[0030] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Heizvorrichtung weist das Gebläse einen
Hauptrotor zur Erzeugung der Strömung des Oxidans oder eines Brennstoff-Oxidans-Gasgemisches
und einen Kühlrotor zur Erzeugung einer Kühlströmung für eine elektrische und/oder
elektronische Komponente des Gebläses auf. Sowohl bei der Strömung des Oxidans, als
auch bei der Kühlströmung kann es sich vorzugsweise um eine Luftströmung der Umgebungsluft
handeln. Durch das Gebläse kann die Atmosphäre im Einbauraum bzw. in der Umgebung
des Außengehäuses verwirbelt werden, so dass etwaige Gasbestandteile, deren Dichte
von der Dichte der Luft abweicht, besser erkannt werden.
[0031] Es ist vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, das Gebläse
vor und/oder während der Messung der Atmosphäre mittels des Gassensors einzuschalten
oder - wenn es bereits eingeschaltet ist - eingeschaltet zu lassen. Beispielsweise
kann das Gebläse eingeschaltet werden, wenn die Heizvorrichtung deaktiviert ist, beispielsweise
an einem warmen Sommertag. Die Atmosphäre im Bereich des Gassensors wird durch das
Gebläse verwirbelt und die Erfassung von unerwünschten Gasbestandteilen in der Atmosphäre
verbessert. Auch bei ausgeschalteter Heizvorrichtung kann beispielsweise durch einen
Defekt, wie etwa eine Leckage des Brennstoffventils Gas austreten, was durch den wenigstens
einen Gassensor erfasst und gemeldet werden kann.
[0032] Wie bereits erläutert, kann bei einem erkannten, unzulässigen Zustand der Atmosphäre
eine Warnmeldung erzeugt werden und/oder das Gebläse zum Absaugen der Atmosphäre in
einen Abgaskanal betrieben werden.
[0033] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen,
der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. In den Zeichnungen
zeigen:
[0034] Figuren 1 und 2 jeweils eine schematische blockschaltbildähnliche Darstellung eines
Ausführungsbeispiels einer Heizvorrichtung,
[0035] Figur 3 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens
und
[0036] Figur 4 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels
eines Gebläses, das bei der Heizvorrichtung eingesetzt werden kann, insbesondere der
Heizvorrichtung gemäß Figur 1 oder 2.
[0037] In Figur 1 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Heizvorrichtung
10 veranschaulicht. Die Heizvorrichtung 10 weist ein Außengehäuse 11 auf, das einen
Einbauraum 12 umgibt. Das Außengehäuse 11 trennt den Einbauraum 12 von einer äußeren
Umgebung 13 am Installationsort des Außengehäuses 11 beispielsgemäß zumindest nicht
vollständig gasdicht ab. Ein Gasaustausch zwischen der äußeren Umgebung 13 und dem
Einbauraum 12 ist somit möglich.
[0038] Im Einbauraum 12 ist eine Brennereinheit 14 angeordnet. Die Brennereinheit 14 hat
ein Brennergehäuse 15, in dem sich ein Brennraum 16 befindet. In dem Brennraum 16
wird ein Gemisch aus einem Brennstoff B und einem Oxidans, beispielsgemäß Luft L,
mittels eines Brenners 17 verbrannt, wodurch ein heißer Abgasstrom entsteht. Der heiße
Abgasstrom strömt entlang zumindest einer und beispielsgemäß zweier in Reihe geschalteter
Wärmeübertragereinheiten 18, 19. Die erste Wärmeübertragereinheit 18 ist stromabwärts
des Brennraums 16 in einer ersten Zone 20 und die zweite Wärmeübertragereinheit 19
ist stromabwärts der ersten Wärmeübertragereinheit in einer zweiten Zone 21 innerhalb
des Brennergehäuses 15 angeordnet. Die Strömungsrichtung ist hierbei auf den Abgasstrom
bezogen, der im Brennraum 16 gebildet wird. Der Abgasstrom gibt über die Wärmeübertragereinheiten
18, 19 Wärme an ein Wärmeträgermedium W ab. Stromabwärts der zweiten Zone 21 mündet
ein Abgaskanal in das Brennergehäuse 15, so dass Abgase A des Abgasstromes aus der
zweiten Zone 21 über den Abgaskanal 22 aus dem Brennergehäuse 15 ausgeleitet werden.
Im unteren Bereich der zweiten Zone 21 ist eine Ablaufleitung 23 für Kondensat K an
das Brennergehäuse 15 angeschlossen, um Kondensat K aus dem Brennergehäuse 15 auszuleiten.
[0039] Die Heizvorrichtung 10 gemäß Figur 1 hat eine Brennereinheit 14, die nach dem Brennwert-Prinzip
arbeitet. Auch andere Brennereinheiten 14 können verwendet werden.
[0040] Der Brenner 17 ist fluidisch an eine Brennstoffleitung 28 angeschlossen. In der Brennstoffleitung
28 innerhalb des Einbauraums 12 befindet sich ein Brennstoffventil 29. Das Brennstoffventil
29 weist eine elektrisch ansteuerbare Ventil-Steuereinrichtung 30 auf, mittels der
die Durchgangsöffnung des Brennstoffventils 29 geöffnet oder geschlossen und vorzugsweise
der gewünschte Strömungsquerschnitt eingestellt werden kann. Die Zufuhr des Brennstoffes
B kann ermöglicht oder gesperrt und vorzugsweise die Menge des Brennstoffes B (Volumen-
oder Massenstrom) beeinflusst werden, der durch die Brennstoffleitung 28 zu einem
Mischbereich 27 fließt. Der Mischbereich 27 ist bei diesem Ausführungsbeispiel stromaufwärts
des Brennraums 16 angeordnet (Vormischung). Die Ansteuerung des Brennstoffventils
29 kann beispielsweise elektrisch und/oder pneumatisch erfolgen.
[0041] Dem Mischbereich 27 wird über eine Zufuhröffnung oder einen Zufuhrkanal 31 das Oxidans
zugeführt. Beispielsgemäß handelt es sich bei dem Oxidans um Luft L, die aus dem Einbauraum
12 und/oder der Umgebung 13 mittels eines Gebläses 32 angesaugt wird. Die Luft kann
aus der Raumluft im Gebäude oder raumluftunabhängig mittels einer externen Zuströmungsleitung
von außerhalb des Gebäudes angesaugt werden. Alternativ könnte als Oxidans auch Sauerstoff
oder ein Sauerstoff-Luft-Gemisch verwendet werden.
[0042] Das Gebläse 32 weist eine Gebläse-Steuereinrichtung 33 auf. Die Gebläse-Steuereinrichtung
33 ist beim Ausführungsbeispiel zur Steuerung eines Motorbetriebszustandes eines Gebläsemotors
34 eingerichtet. Über die Gebläse-Steuereinrichtung 33 kann wenigstens ein Parameter
der Strömung der Luft L bzw. des Brennstoff-Luft-Gemischs beeinflusst werden, beispielsweise
der Druck stromabwärts des Gebläses 32 und/oder der Volumenstrom und/oder der Massenstrom
der Strömung.
[0043] Das Gebläse 32 hat ein Gebläsegehäuse 32a, das den Strömungspfad für die Luft L bzw.
des Brennstoff-Luft-Gemischs umschließt. Bei den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen
kann das Gebläsegehäuse 32a aus einem oder mehreren Gehäuseteilen aus Kunststoff bestehen.
Das gesamte Gebläsegehäuse 32a kann somit zumindest größtenteils oder vollständig
aus Kunststoff bestehen. Gegebenenfalls verwendete Verbindungsmittel, wie z.B. Schrauben,
können auch aus einem anderen Material bestehen.
[0044] Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform strömt die Luft an einer Auslassöffnung
der Brennstoffleitung 28 vorbei und saugt dabei auch Brennstoff B an, der im Mischbereich
27 mit der Luft L (oder alternativ ein anderes Oxidans) gemischt wird. Das Brennstoff-Luft-Gemisch
wird mittels des Gebläses 32 weiter zum Brenner 17 gefördert und im Brennraum 16 verbrannt.
[0045] Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform der Heizvorrichtung 10 arbeitet ohne
Vormischung. Der Brennstoff B und die Luft L (oder alternativ ein anderes Oxidans)
werden dem Brennraum 16 separat zugeführt und im Mischbereich 27 gemischt, der hier
im Brennraum 16 angeordnet ist. Die Art der Zufuhr des Brennstoffes und/oder des Oxidans
sowie deren Mischung kann abhängig von der Ausführung der Heizvorrichtung 10 variieren
und prinzipiell beliebig gewählt werden.
[0046] Die Heizvorrichtung weist eine an die wenigstens eine Wärmeübertragereinheit 18,
19 angeschlossene Zulaufleitung 38 sowie eine Rücklaufleitung 39 auf. Beim Ausführungsbeispiel
ist die Zulaufleitung 38 stromabwärts der Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums
W an die erste Wärmeübertragereinheit 18 angeschlossen. Die Rücklaufleitung 39 ist
stromaufwärts der Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums W an die zweite Wärmeübertragereinheit
19 angeschlossen. Beim Ausführungsbeispiel kann optional eine Umwälzpumpe 40 in der
Zulaufleitung 38 oder der Rücklaufleitung 39 angeordnet sein. Die Umwälzpumpe 40 hat
einen Pumpenmotor 41 und/oder wenigstens eine andere steuerbare Pumpenkomponente,
der von einer Pumpen-Steuereinrichtung 42 angesteuert wird. Die Umwälzpumpe 40 kann
bei einem alternativen Ausführungsbeispiel auch entfallen.
[0047] Zur Bildung eines Heizkreises 43, in dem das Wärmeträgermedium W zirkulieren kann,
ist eine Wärmeabgabeanordnung 44 an die Zulaufleitung 38 und die Rücklaufleitung 39
fluidisch angeschlossen. Die Wärmeabgabeanordnung 44 kann Heizkörper und/oder Heizschlangen
einer Flächenheizung, beispielsweise einer Fußbodenheizung, und dergleichen aufweisen.
Durch den Heizkreis 43 strömt das Wärmeträgermedium W von der ersten Wärmeübertragereinheit
18 über die Zulaufleitung 38 zur Wärmeabgabeanordnung 44. Dort wird Wärme abgegeben
und das Wärmeträgermedium W kühlt sich ab. Das abgekühlte Wärmeträgermedium W strömt
über die Rücklaufleitung 39 zur zweiten Wärmeübertragereinheit 19 zurück und von dort
über eine fluidische Verbindung zur ersten Wärmeübertragereinheit 18. Die Heizvorrichtung
10 kann zusätzlich oder optional auch zum Erwärmen von Wasser, beispielsweise Trinkwasser
eingerichtet sein.
[0048] Es ist alternativ zu den dargestellten Ausführungsformen auch möglich, eine oder
mehrere Komponenten der Heizvorrichtung 10 zumindest teilweise außerhalb des Einbauraums
12 anzuordnen. Beispielsweise kann das Gebläse 32 und/oder das Brennstoffventil 29
und/oder die die Umwälzpumpe 40 am Außengehäuse 11 angeordnet sein.
[0049] Die Heizvorrichtung 10 verfügt außerdem über eine Bedienschnittstelle 45. Über die
Bedienschnittstelle 45 kann ein Bediener Informationen erhalten und/oder Daten eingeben
bzw. auswählen. Beispielsweise kann die Bedienschnittstelle 45 eine Anzeige und wenigstens
ein Eingabefeld aufweisen. Die Anzeige und das Eingabefeld können als Baueinheit in
Form eines berührungsempfindlichen Bildschirms ausgebildet sein. Die Bedienschnittstelle
45 kann auch akustische Ausgabemittel und Tasten oder Knöpfe als Eingabemittel aufweisen.
Vorzugsweise ist die Bedienschnittstelle 45 zumindest an einer Bedienseite von außen
zugänglich am Außengehäuse 11 angeordnet, wobei Teile der Bedienschnittstelle 45 im
Einbauraum 12 angeordnet sind.
[0050] Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist die Heizvorrichtung 10 außerdem
eine übergeordnete Steuereinrichtung 46 auf. Die übergeordnete Steuereinrichtung 46
ist mit der Gebläse-Steuereinrichtung 33 und/oder der Ventil-Steuereinrichtung 30
und/oder der Pumpen-Steuereinrichtung 42 und/oder der Bedienschnittstelle 45 kommunikationsverbunden,
beispielsweise über einen Datenbus. Beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel erzeugt
die übergeordnete Steuereinrichtung 46 ein erstes Ausgangssignal O1 für die Gebläse-Steuereinrichtung
33 und/oder ein zweites Ausgangssignal O2 für die Ventil-Steuereinrichtung 30 und/oder
ein drittes Ausgangssignal O3 für die Pumpen-Steuereinrichtung 42 und/oder ein viertes
Ausgangssignal O4 für die Bedienschnittstelle 45. Außerdem kann die übergeordnete
Steuereinrichtung 46 Eingangssignale empfangen, beispielsweise ein Eingangssignal
I von der Bedienschnittstelle 45.
[0051] Die übergeordnete Steuereinrichtung 46 kann auch integriert gemeinsam mit einer der
anderen Steuereinrichtungen 30, 33, 42 oder der Bedienschnittstelle 45 ausgebildet
sein.
[0052] Am Außengehäuse 11 und/oder im Einbauraum 12 ist wenigstens ein Gassensor 47 angeordnet.
In den schematisch in Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen sind in dem
Einbauraum 12 mehrere Gassensoren und beispielsweise sechs Gassensoren 47 veranschaulicht.
Die Anzahl der Gassensoren 47 und deren Installationsort am oder im Außengehäuse 11
kann variieren. Bevorzugt ist der Gassensor 47 kabellos (ohne separates Kabel) an
die Kommunikationsverbindung zwischen der übergeordneten Steuereinrichtung 46 und
der wenigstens einen weiteren Steuereinrichtung 30, 33, 42 bzw. der Bedienschnittstelle
45 angeschlossen. Dies erfolgt dadurch, dass der ein Gassensor 47 oder einer von mehreren
vorhandenen Gassensoren 47 an oder auf einer elektrischen und/oder elektronischen
Komponente 48 im Einbauraum 12 angeordnet ist. Beispielsweise kann der Gassensor 47
unmittelbar auf einem Träger, insbesondere einer Leiterplatte, einer elektrischen
und/oder elektronischen Komponente 48 angeordnet sein. Die elektrische und/oder elektronische
Komponente ist ohnehin Bestandteil der Heizvorrichtung 10 und kann beispielsweise
ein Bestandteil des Gebläses 32, des Brennstoffventils 29, der Umwälzpumpe 40, einer
oder mehreren von deren Steuereinrichtungen 30, 33, 42 oder einer beliebigen Kombination
davon sein. Der wenigstens eine Gassensor 47 kann zusätzlich oder alternativ an oder
in der Bedienschnittstelle 45 oder unmittelbar an der übergeordneten Steuereinrichtung
46 angeordnet sein. Es ist zum Beispiel möglich, den wenigstens einen Gassensor 47
als SMD-Bauteil auszuführen.
[0053] Jeder vorhandene Gassensor 47 ist dazu eingerichtet, ein Sensorsignal S1 bis S5 zu
erzeugen, das der übergeordneten Steuereinrichtung 46 bereitgestellt wird, beispielsweise
über die vorhandene Kommunikationsverbindung. Das Sensorsignal S1 bis S5 des wenigstens
einen Gassensors 47 kann einer einzigen oder mehreren oder allen vorhandenen Steuereinrichtungen
übermittelt werden. Beispielsweise können in unterschiedlichen Steuereinrichtungen
46, 30, 33, 42 jeweils andere Auswertungen des betreffenden Sensorsignals S1 bis S5
durchgeführt werden. Zusätzlich oder alternativ können Sensorsignale unterschiedlicher
Gassensoren 47 verschiedenen Steuereinrichtungen 46, 30, 33, 42 übermittelt werden.
[0054] Das Sensorsignal S1 bis S5 beschreibt wenigstens eine Eigenschaft der Atmosphäre
im Einbauraum 12 und/oder in der Umgebung 13 des Außengehäuses 11. Jeder Gassensor
47 ist dazu eingerichtet, einen oder mehrere Gasarten in der Atmosphäre zu detektieren.
Im einfachsten Fall kann der Gassensor 47 das Vorhandensein einer betreffenden Gasart
in der Atmosphäre anzeigen. Es ist auch möglich, dass der Gassensor 47 zusätzlich
oder alternativ ein Sensorsignal S1 bis S5 erzeugt, das charakteristisch ist für ein
Verhältnis mehrerer Gasbestandteile der Atmosphäre zueinander und/oder einen Anteil
einer Gasart in Bezug auf die gesamte Zusammensetzung der Atmosphäre, usw. Optional
kann der wenigstens eine Gassensor 47 ein Sensorsignal S1 bis S5 erzeugen, das wenigstens
einen physikalischen Parameter der Atmosphäre beschreibt, wie z.B. einen barometrischen
Druck und/oder eine relative Feuchtigkeit und/oder eine Temperatur der Atmosphäre.
[0055] Der wenigstens eine Gassensor 47 kann an unterschiedlichen Installationsorten im
Einbauraum 12 angeordnet werden. Der Installationsort kann beispielsweise abhängig
vom Gasbestandteil der Atmosphäre gewählt werden, der durch den Gassensor 47 detektiert
werden soll. Wenn ein Gasbestandteil erkannt werden soll, dessen Dichte geringer ist
als die Dichte von Luft, wird der betreffende Gassensor 47 vorzugsweise im oberen
Bereich des Einbauraums 12 angeordnet. Wenn ein Gasbestandteil detektiert werden soll,
dessen Dichte größer ist als die Dichte von Luft, wird der Gassensor 47 vorzugsweise
im unteren Bereich des Einbauraums 12 angeordnet. Mehrere Gassensoren 47 für das Detektieren
unterschiedlicher Gasbestandteile können an unterschiedlichen Installationsorten angeordnet
werden.
[0056] Wie es schematisch in den Figuren 1 und 2 veranschaulicht ist, kann ein Gassensor
47 auch unabhängig von einer elektrischen und/oder elektronischen Komponente 48 im
oder am Außengehäuse 11 angeordnet werden.
[0057] Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass die in den Figuren 1 und 2 dargestellte
Anzahl an Gassensoren 47 und deren jeweiliger räumlicher Installationsort in Bezug
auf das Außengehäuse 11 beispielhaft ist. Vorzugsweise wird der wenigstens eine Gassensor
47 kombiniert mit einer elektrischen und/oder elektronischen Komponente 48 im Einbauraum
12 angeordnet, beispielsweise an einer vorhandenen Steuereinrichtungen, wie etwa der
Gebläse-Steuereinrichtung 33, der Ventil-Steuereinrichtung 30 oder der Pumpen-Steuereinrichtung
42.
[0058] Wie es in Figur 4 veranschaulicht ist, kann das Gebläse 32 einen Hauptrotor 52 und
optional zusätzlich einen Kühlrotor 53 aufweisen. Die beiden Rotoren 52, 53 werden
über den gemeinsamen Gebläsemotor 34 angetrieben. Bei einer Rotation erzeugt der Hauptrotor
52 die Strömung des Oxidans, beispielsgemäß der Luft L, während der Kühlrotor 53 eine
Kühlströmung C erzeugt, die zur Kühlung der Gebläse-Steuereinrichtung 33 und/oder
zur Zirkulation der Luft an einem dort angeordneten Gassensors 47 dient.
[0059] Wie es aus Figur 3 und auch aus Figuren 1 und 2 hervorgeht, kann der Gassensor 47
innerhalb der Strömung des Oxidans (Luft L) und/oder innerhalb der Kühlströmung C
angeordnet sein. Beim Betrieb des Gebläses 32 wird die Atmosphäre im Einbauraum 12
verwirbelt, so dass sich deren Gasbestandteile besser durchmischen, insbesondere wenn
sie deutlich voneinander abweichende Dichten aufweisen. Durch das Anordnen des wenigstens
einen Gassensors 47 in einer vom Gebläse 32 erzeugten Strömung können deren Gasbestandteile,
die vom betreffenden Gassensor 47 detektiert werden sollen, schneller und besser detektiert
werden. Es kann daher vorteilhaft sein, zumindest einen Gassensor 47 in der Kühlströmung
C oder in der Strömung der Luft L in das Brennergehäuse 15 bzw. in den Brennraum 16
anzuordnen. Zusätzlich können ein oder mehrere weitere Gassensoren 47 vorhanden sein.
[0060] Beispielsgemäß ist die übergeordnete Steuereinrichtung 46 zur Überprüfung eingerichtet,
ob der Zustand der Atmosphäre, die von dem wenigstens einen Gassensor 47 detektiert
wurde, zulässig oder unzulässig ist. Wenn bei einer Ausführungsform keine übergeordnete
Steuereinrichtung 46 vorhanden ist, kann diese Funktion auch von einer anderen vorhandenen
Steuereinrichtung übernommen werden, beispielsweise der Gebläse-Steuereinrichtung
33, der Ventil-Steuereinrichtung 30 oder der Pumpen-Steuereinrichtung 42. Ein zulässiger
Zustand der Atmosphäre wird erkannt, wenn die Atmosphäre keine unerwünschten Gasbestandteile
aufweist, die in einer Konzentration oberhalb eines dem Gasbestandteil zugeordneten
vorgegebenen Grenzwertes auftreten. Beispielsweise wird eine zulässige Atmosphäre
erkannt, wenn sie Bestandteile in Konzentrationen aufweist, die im Bereich der üblichen
Luftatmosphäre in einem Gebäude bzw. Gebäudeteil liegen. Wenn die Atmosphäre unerwünschte
Konzentrationen von einem oder mehreren Gasbestandteilen (z.B. CO
2, CO, unverbrannter gasförmiger Brennstoff, usw.) aufweist, kann dies erkannt werden.
[0061] In Figur 3 ist beispielhaft ein Flussdiagramm für einen Verfahrensablauf veranschaulicht,
den die übergeordnete Steuereinrichtung 46 - oder optional eine der anderen Steuereinrichtungen
- ausführen kann.
[0062] Nach dem Start des Verfahrens im ersten Verfahrensschritt V1, wird in einem zweiten
Verfahrensschritt V2 ein aktueller Messwert, der die Atmosphäre beschreibt, eingelesen.
Hierfür wird ein entsprechendes Sensorsignal S1 bis S5 von einem oder mehreren Gassensoren
47 eingelesen. Basierend auf dem Sensorsignal S1 bis S5 wird dann ermittelt, ob der
Zustand der Atmosphäre zulässig ist oder nicht (dritter Verfahrensschritt V3). Dazu
kann beispielsweise ein Schwellenwertvergleich oder durch Vergleich mit einem zulässigen
Wertebereich durchgeführt werden. Bei diesem Vergleich können - sofern mehrere Gassensoren
47 vorhanden sind - den verschiedenen Sensorsignalen S1 bis S5 jeweils verschiedene
Schwellenwerte bzw. zulässige Wertebereich zugeordnet sein. Anstelle von wenigstens
einem Schwellenwert können auch Kennlinien, Kennfelder, Nachschlagetabellen oder ähnliches
eingesetzt werden, die zusätzlich zu dem Messwert bzw. Sensorsignal S1 bis S5 weitere
Parameter berücksichtigen, beispielsweise den aktuellen Betriebszustand der Heizvorrichtung
10.
[0063] Wenn im dritten Verfahrensschritt V3 festgestellt wird, dass die Atmosphäre normal
und damit in einem zulässigen Bereich ist (Verzweigung OK aus dem dritten Verfahrensschritt
V3), wird das Verfahren wieder im zweiten Verfahrensschritt V2 fortgesetzt.
[0064] Wird hingegen ein unzulässiger Zustand der Atmosphäre erkannt, beispielsweise weil
die Atmosphäre unzulässige Konzentrationen eines Gasbestandteils enthält (Verzweigung
NOK aus dem dritten Verfahrensschritt V3), wird das Verfahren in einem vierten Verfahrensschritt
V4 fortgesetzt und es wird eine Maßnahme als Reaktion auf den erkannten unzulässigen
Zustand der Atmosphäre eingeleitet.
[0065] Das Einleiten einer Maßnahme kann das Erzeugen und Übermitteln einer Warnmeldung
umfassen. Beispielsweise kann eine solche Warnmeldung an eine externe Einheit ausgegeben
werden, insbesondere eine mobile Einheit, wie etwa ein Smartphone. Die Übertragung
kann über ein lokales Netzwerk und/oder das Internet und/oder eine Telefonverbindung
erfolgen. Die Warnmeldung kann beliebiger Art sein, beispielsweise akustisch und/oder
optisch und/oder haptisch.
[0066] Eine solche Warnmeldung kann auch lokal in einem Gebäude oder Gebäudeteil ausgegeben
werden, beispielsweise durch die Bedienschnittstelle 45 der Heizvorrichtung 10. Wenn
die Heizvorrichtung 10 Bestandteil eines vernetzten Systems ist, können auch andere
Systemteilnehmer die Warnmeldung akustisch und/oder optisch ausgeben, beispielsweise
im System vorhandene Rauchmelder, Warnleuchten, Warnlautsprecher, usw.
[0067] Als alternative und vorzugsweise zusätzliche Maßnahme kann die Heizvorrichtung 10
in einen vorgegebenen Betriebszustand gebracht werden. In diesem Betriebszustand kann
das Gebläse 32 betrieben werden, jedoch die Brennereinheit außer Betrieb genommen
sein. Dazu kann das Brennstoffventil 29 geschlossen werden, so dass kein Brennstoff
B zum Brenner 17 gefördert wird. Außerdem kann das Zünden einer Verbrennung am Brenner
17 unterbunden werden. In diesem Betriebszustand wird die Gasatmosphäre im Einbauraum
12 angesaugt und über den Abgaskanal 22 nach außen gefördert. Dadurch kann die Gefahr
reduziert werden, dass sich eine zündfähige Gasatmosphäre im Einbauraum 12 bzw. der
Umgebung 13 bildet.
[0068] Die Überprüfung der Atmosphäre kann zeitgesteuert und/oder ereignisgesteuert ausgeführt
werden. Diese Überprüfung kann auch dann durchgeführt werden, wenn die Heizvorrichtung
10 außer Betrieb ist, beispielsweise an warmen Sommertagen, an denen keine Heizungswärme
benötigt wird. Es ist dabei möglich, vor und/oder während der Messung der Atmosphäre
durch den wenigstens einen Gassensor 47 das Gebläse 32 für eine vorgegebene Zeitdauer
einzuschalten, um eine Verwirbelung und Durchmischung der Atmosphäre zu erreichen,
so dass eine verbesserte Detektion gewährleistet werden kann. Dies ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn zumindest ein Gassensor im Strom der Luft L und/oder in der
Kühlströmung C angeordnet ist (Figur 4).
[0069] Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung 10 sowie ein Verfahren zu deren Betrieb.
Die Heizvorrichtung 10 hat ein Außengehäuse 11, das einen Einbauraum 12 umgibt. Die
Baugruppen der Heizvorrichtung 10 sind im oder am Außengehäuse 11 angeordnet, insbesondere
eine Brennereinheit 14, ein Gebläse 32, ein Brennstoffventil 29 und optional eine
Umwälzpumpe 40. Zumindest eine dieser Baugruppen weist wenigstens eine elektrische
und/oder elektronische Komponente 48 auf. An einer oder mehreren der ohne hin vorhandenen
elektrischen und/oder elektronischen Komponenten 48 ist am Außengehäuse 11 und/oder
im Einbauraum 12 wenigstens ein Gassensor 47 angeordnet, insbesondere auf dem Träger
bzw. der Leiterplatte der betreffenden elektrischen und/oder elektronischen Komponente
48. Der wenigstens eine Gassensor 47 ist dazu eingerichtet, ein Sensorsignal S1 bis
S5 zu erzeugen, das das Vorhandensein und/oder die Konzentration wenigstens eines
Gasbestandteils in der Atmosphäre beschreibt. Basierend darauf können Leckagen, Defekte,
unerwünschte Rückströmungen, usw. erkannt werden. Daraufhin kann eine entsprechende
Maßnahme eingeleitet werden, beispielsweise das Ausgeben einer Warnmeldung und/oder
das Absaugen der Atmosphäre mittels des Gebläses 32.
Bezugszeichenliste:
[0070]
- 10
- Heizvorrichtung
- 11
- Außengehäuse
- 12
- Einbauraum
- 13
- äußeren Umgebung
- 14
- Brennereinheit
- 15
- Brennergehäuse
- 16
- Brennraum
- 17
- Brenner
- 18
- erste Wärmeübertragereinheit
- 19
- zweite Wärmeübertragereinheit
- 20
- erste Zone
- 21
- zweite Zone
- 22
- Abgaskanal
- 23
- Ablaufleitung
- 27
- Mischbereich
- 28
- Brennstoffleitung
- 29
- Brennstoffventil
- 30
- Ventil-Steuereinrichtung
- 31
- Zufuhrkanal
- 32
- Gebläse
- 32a
- Gebläsegehäuse
- 33
- Gebläse-Steuereinrichtung
- 34
- Gebläsemotor
- 38
- Zulaufleitung
- 39
- Rücklaufleitung
- 40
- Umwälzpumpe
- 41
- Pumpenmotor
- 42
- Pumpen-Steuereinrichtung
- 43
- Heizkreis
- 44
- Wärmeabgabeanordnung
- 45
- Bedienschnittstelle
- 46
- übergeordnete Steuereinrichtung
- 47
- Gassensor
- 48
- elektrische und/oder elektronische Komponente
- 52
- Hauptrotor
- 53
- Kühlrotor
- A
- Abgas
- B
- Brennstoff
- C
- Kühlströmung
- I
- Eingangssignal
- K
- Kondensat
- L
- Luft
- O1
- erstes Ausgangssignal
- O2
- zweites Ausgangssignal
- O3
- drittes Ausgangssignal
- O4
- viertes Ausgangssignal
- S1
- erstes Sensorsignal
- S2
- zweites Sensorsignal
- S3
- drittes Sensorsignal
- S4
- viertes Sensorsignal
- S5
- fünftes Sensorsignal
- V1
- erster Verfahrensschritt
- V2
- zweiter Verfahrensschritt
- V3
- dritter Verfahrensschritt
- V4
- vierter Verfahrensschritt
- W
- Wärmeträgermedium
1. Heizvorrichtung (10) aufweisend:
- ein Außengehäuse (11), das einen Einbauraum (12) umschließt,
- eine am Außengehäuse (11) und/oder im Einbauraum (12) angeordnete Brennereinheit
(14) aufweisend einen Brenner (17) und ein Brennergehäuse (15),
- ein am Außengehäuse (11) und/oder im Einbauraum (12) angeordnetes Brennstoffventil
(29), das in einer Brennstoffleitung (28) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist,
eine Zufuhr eines Brennstoffes (B) über die Brennstoffleitung (28) in einen Mischbereich
(27) zu beeinflussen,
- ein am Außengehäuse (11) und/oder im Einbauraum (12) angeordnetes Gebläse (32),
das dazu eingerichtet ist, eine Strömung eines Oxidans (L) und/oder eines Brennstoff-Oxidans-Gemisches
in den Mischbereich (27) zu erzeugen,
- wenigstens eine Steuereinrichtung (46, 30, 33, 42),
- wenigstens einen Gassensor (47), der an einer elektrischen und/oder elektronischen
Komponente (48) der Heizvorrichtung (10) am Außengehäuse (11) und/oder im Einbauraum
(12) angeordnet und dazu eingerichtet ist, ein Sensorsignal (S1-S5) zu erzeugen, das
eine das Außengehäuse (11) umgebende Atmosphäre und/oder eine im Einbauraum (12) herrschende
Atmosphäre beschreibt, und das Sensorsignal (S1-S5) der Steuereinrichtung (46, 30,
33, 42) bereitzustellen, die dazu eingerichtet ist, eine Maßnahme einzuleiten, wenn
basierend auf dem Sensorsignal (S1-S5) festgestellt wird, dass die Atmosphäre von
einem zulässigen Zustand abweicht.
2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektrische und/oder elektronische Komponente
(48) einen Träger aufweist, an dem der Gassensor (47) angeordnet ist.
3. Heizvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Gassensor (47) kabellos mit der elektrischen
und/oder elektronischen Komponente (48) verbunden ist.
4. Heizvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die elektrische und/oder elektronische
Komponente (48) im Einbauraum (12) angeordnet ist.
5. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrische und/oder
elektronische Komponente (48) Bestandteil der wenigstens einen Steuereinrichtung (46,
30, 33, 42) ist.
6. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrische und/oder
elektronische Komponente (48) Bestandteil des Gebläses (32) ist.
7. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrische und/oder
elektronische Komponente (48) Bestandteil des Brennstoffventils (29) ist.
8. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem aufweisend eine
Umwälzpumpe (40), wobei die elektrische und/oder elektronische Komponente (48) Bestandteil
der Umwälzpumpe (40) ist.
9. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gebläse (32) einen
Hauptrotor (52) zur Erzeugung der Strömung des Oxidans (L) und einen Kühlrotor (53)
zur Erzeugung einer Kühlströmung (C) für eine elektrische und/oder elektronische Komponente
(48) des Gebläses (32) aufweist.
10. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest einer der
vorhandenen Gassensoren (47) in der von dem Gebläse (32) erzeugten Strömung (L, C)
angeordnet ist.
11. Heizvorrichtung nach Anspruch 10, wobei zumindest einer der vorhandenen Gassensoren
(47) in der von dem Gebläse (32) erzeugten Strömung des Oxidans (L) angeordnet ist
und die Steuereinrichtung (46, 30, 33, 42) dazu eingerichtet ist, die Qualität des
Oxidans (L) zu beurteilen.
12. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung
(46, 30, 33, 42) dazu eingerichtet ist, das Gebläse (32) vor und/oder während der
Messung der Atmosphäre mittels des Gassensors (47) einzuschalten oder eingeschaltet
zu lassen, unabhängig davon, ob der Brenner (17) in Betrieb ist.
13. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung
(46, 30, 33, 42) dazu eingerichtet ist, als Maßnahme bei einem unzulässigen Zustand
der Atmosphäre eine Warnmeldung auszugeben.
14. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung
(46, 30, 33, 42) dazu eingerichtet ist, als Maßnahme bei einem unzulässigen Zustand
der Atmosphäre das Gebläse (32) zu betreiben, um eine Absaugströmung der Atmosphäre
aus dem Einbauraum (12) in einen Abgaskanal (22) zu bewirken.
15. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gebläse (32) ein
Gebläsegehäuse (32a) aufweist, das einen Strömungspfad durch das Gebläse (32) umschließt,
und das wenigstens ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuseteil aufweist.
16. Verfahren zum Betreiben einer Heizvorrichtung (10), wobei die Heizvorrichtung (10)
ein einen Einbauraum (12) umschließendes Außengehäuse (11), eine Brennereinheit (14)
mit einem Brenner (17) und einem Brennergehäuse (15), ein Gebläse (32), ein Brennstoffventil
(29), wenigstens eine Steuereinrichtung (46, 30, 33, 42), und wenigstens einen Gassensor
(47), der an einer elektrischen und/oder elektronischen Komponente (48) der Heizvorrichtung
(10) am Außengehäuse (11) und/oder im Einbauraum (12) angeordnet ist, wobei das Verfahren
umfasst:
- Erzeugen eines Sensorsignals (S1-S5) mittels des wenigstens einen Gassensors (47),
das eine das Außengehäuse (11) umgebende Atmosphäre und/oder eine im Einbauraum (12)
herrschende Atmosphäre beschreibt,
- Bereitstellen des Sensorsignals (S1-S5) für die Steuereinrichtung (46, 30, 33, 42),
- Auswerten des Sensorsignals (S1-S5) mittels der Steuereinrichtung (46, 30, 33, 42)
und Einleiten einer Maßnahme, wenn basierend auf dem Sensorsignal (S1-S5) festgestellt
wird, dass die Atmosphäre von einem zulässigen Zustand abweicht.