[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen eines Kondensatstaus in einer
Brennkammer eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät und
ein Heizgerät.
[0002] In der Regel fällt bei einem Verbrennungsprozess (beispielsweise von Erdgas oder
Wasserstoff) in einem Heizgerät Kondensat an, insbesondere bei Brennwertgeräten, die
das wasserdampfhaltige Abgas bis unter den Taupunkt abkühlen, um die Kondensationswärme
nutzbar zu machen. Das sich in einer Brennkammer des Heizgerätes sammelnde Kondensat
wird nach dem Stand der Technik durch einen Kondensatablauf aus der Brennkammer und
dem Heizgerät einem Abfluss zugeführt. Der Kondensatablauf umfasst dabei in der Regel
einen Siphon, um ein Austreten von Abgas aus dem Kondensatablauf zu verhindern.
[0003] Nachteilig kann ein blockierter Kondensatablauf bzw. Siphon zu erheblichen Problemen
führen. So kann sich ein Kondensatstau in der Brennkammer bilden und das Kondensat
in der Brennkammer ansteigen und gegebenenfalls in den Brenner oder weiter in einen
Gemischkanal und die Fördereinrichtung des Heizgerätes fließen. Neben möglichen Schäden
am Heizgerät können hierbei auch kritische Betriebszustände desselben auftreten.
[0004] Bei Geräten mit einer ionisationsstrombasierten Flammenerkennung kann die lonisationselektrode
unterhalb des Brenners angeordnet sein. Bei einem blockierten Kondensatablauf könnte
sich das Kondensat lediglich bis zur Höhe der lonisationselektrode sammeln, weil bei
Kontakt der lonisationselektrode mit dem Kondensat der lonisationsstrom abbricht und
das Heizgerät aufgrund fehlender Flammenerkennung abschaltet. Eine derartige Lösung
wird beispielsweise in der
EP 3 081 861 A1 beschrieben. Nachteilig kann diese Lösung jedoch bei wasserstoffbetriebenen Heizgeräten
nicht eingesetzt werden, weil eine Wasserstoffflamme nicht ausreichend elektrische
Ladungsträger freisetzt, um einen lonisationsstrom zu erfassen und somit auch ein
Zusammenbrechen des lonisationsstromes aufgrund eines Masseschlusses der lonisationselektrode
durch einen gestiegenen Kondensatspiegel nicht erkennbar ist.
[0005] Die
DE 101 18 337 A1 zeigt ein Heizgerät mit einer Kondensatpumpe, die das Kondensat aus einem Kondensatsammelraum
des Heizgerätes abpumpt, wobei in der Kondensatableitung ein Absperrmittel, wie ein
Rückschlagventil, vorgesehen ist und die Kondensatpumpe bei Stillstand selbst als
Absperrmittel wirkt.
[0006] Nachteilig an dieser Lösung ist insbesondere deren Komplexität, die neben einer erhöhten
Ausfallwahrscheinlichkeit auch erhöhte Kosten für Herstellung, Montage und Betrieb
mit sich bringt. Zudem erscheint das Heizgerät nach Ausfall der Kondensatpumpe vorerst
nicht mehr nutzbar.
[0007] Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Feststellen eines
Kondensatstaus in einer Brennkammer eines Heizgerätes vorzuschlagen, das die geschilderten
Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwindet. Insbesondere soll
das Verfahren eine sehr einfache und sichere Möglichkeit schaffen, die Blockade eines
(Kondensat-)Ablaufs zu erkennen und Folgeschäden sowie kritische Betriebszustände
zu verhindern.
[0008] Zudem soll die Erfindung die Komplexität eines Heizgerätes zumindest nicht wesentlich
erhöhen, nur geringe bauliche Veränderungen an einem Heizgerät erfordern und eine
einfache Integration in einen bestehenden Produktionsprozess oder auch eine einfache
Nachrüstung an bestehenden Anlagen ermöglichen.
[0009] Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen
Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen
Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise
miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren.
Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung
näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
dargestellt werden.
[0010] Hierzu trägt ein Verfahren zum Feststellen eines Kondensatstaus in einer Brennkammer
eines Heizgerätes bei, bei dem (zumindest) eine erste Temperatur in einem Bereich
unterhalb eines (montierten bzw. eingerichteten) Brenners in der Brennkammer erfasst,
mit einem Schwellwert verglichen und anhand des Vergleiches ein Kondensatstau festgestellt
wird.
[0011] Das Verfahren kann insbesondere permanent bzw. dauerhaft während des Betreibens des
Heizgerätes durchgeführt werden. Das Verfahren ist insbesondere zu einer vollständig
automatisierten Durchführung geeignet, beispielsweise mittels eines Regel- und Steuergeräts
des Heizgerätes.
[0012] Die Erfindung kann insbesondere einer automatischen Erkennung eines blockierten Kondensatablaufs
eines Heizgerätes dienen. Eine Blockade des Kondensatablaufs hätte zur Folge, dass
Kondensat aus der Brennkammer des Heizgerätes nicht mehr abfließen kann und sich in
der Brennkammer sammelt, was Schäden des Heizgerätes und kritische Betriebszustände,
beispielsweise einhergehend mit austretendem unverbrannten Brennstoff, zur Folge haben
kann. Die Erfindung basiert hierbei insbesondere auf der Idee, dass sich ansammelndes
Kondensat eine Temperatur von ca. 100 °C [Grad Celsius] aufweist, die somit deutlich
geringer als die Temperatur in der Brennkammer ist. Somit kann eine Erkennung eines
Kondensatstaus basierend auf einer erfassten Temperatur erfolgen.
[0013] Grundsätzlich ist ein hier vorgeschlagenes Verfahren in einem beliebigen Heizgerät
einsetzbar, bei deren Betrieb in erheblichem Umfang Kondensat entstehen kann.
[0014] Bei dem Heizgerät kann es sich insbesondere um ein Gasheizgerät handeln, welches
dazu eingerichtet ist, einen gasförmigen Brennstoff, wie Erdgas oder insbesondere
Wasserstoff, unter Zufuhr von Umgebungsluft zu verbrennen. Die entstehende Wärme kann
beispielsweise auf einen Heizkreislauf übertragen und/oder für eine Warmwasserversorgung
genutzt werden. Das Heizgerät weist in der Regel zumindest einen Brenner und eine
Fördereinrichtung (wie ein Gebläse) auf, die ein Gemisch von Brennstoff (insbesondere
ein Brenngas) und Verbrennungsluft durch einen Gemischkanal des Heizgerätes zum Brenner
fördert. Der Brenner kann dabei insbesondere in einer Brennkammer angeordnet sein.
Die Brennkammer kann eine Brennertür aufweisen, an der der Brenner befestigt/ angeordnet
sein kann, wobei der Gemischkanal gleichfalls derart mit der Brennertür verbunden
sein kann, dass Verbrennungsgemisch durch die Brennertür in einen Brennerhohlraum
strömen kann. Das bei der Verbrennung entstehende Abgas kann durch ein Abgasrohr des
Heizgerätes zu einer Abgasanlage geführt werden. Zudem weist das Heizgerät einen Kondensatabfluss
für bei der Verbrennung entstehendes (flüssiges) Kondensat auf. Der Abfluss kann einen
Siphon umfassen. Über den Kondensatabfluss und/oder den Siphon kann das Kondensat
zu einer geeigneten Stelle, beispielsweise einem Abwasserkanal, geleitet werden.
[0015] Das Heizgerät kann einen Brenner in Zylinderform aufweisen, beispielsweise mit einer
kreisrunden Grundfläche, mit der der Brenner in einer Brennertür der Brennkammer befestigt
sein kann. Die Mantelfläche des Brenners kann als Lochblech ausgestaltet sein, so
dass Verbrennungsgemisch durch die Löcher in die Brennkammer austreten und dort verbrannt
werden kann.
[0016] Der Kondensatabfluss wird in der Regel am (geodätisch) tiefsten Punkt der Brennkammer
(in der Betriebsposition) angeordnet, um das möglichst vollständige Abfließen des
Kondensats zu gewährleisten. Häufig umfasst der Kondensatabfluss einen Siphon, also
einen U-förmigen Bereich, wobei in dem Siphon enthaltenes Kondensat den Kondensatabfluss
als Sperrflüssigkeit gasdicht verschließt, und so ein Eintreten von Fremdluft als
auch ein Austreten von Abgas durch den Kondensatabfluss verhindert werden kann. Eine
Blockade des Kondensatabflusses wird häufig durch den bzw. in dem Siphon verursacht.
Dabei kann eine Blockade des Kondensatabflusses ein vollständiges Verschließen desselben
zur Folge haben, oder auch eine derart geminderte Fließgeschwindigkeit, dass das Kondensat
nicht ausreichend schnell abfließen kann und sich in der Brennkammer sammelt. Unter
einer "Blockade" wird hier also insbesondere verstanden, dass das Kondensat nicht
oder in nur unzureichendem Umfang abfließen kann.
[0017] Gemäß einer Ausgestaltung kann eine erste Temperatur in einem Bereich unterhalb des
Brenners und eine zweite Temperatur in einem Bereich oberhalb des Brenners erfasst
werden. Zur Feststellung eines Kondensatstaus kann eine Differenz aus erster und zweiter
Temperatur bzw. ein Betrag der Differenz aus erster und zweiter Temperatur gebildet
und mit einem Schwellwert verglichen werden. Ein Kondensatstau kann in der Regel bei
einer Temperatur deutlich über 0 Kelvin festgestellt werden. So ist die Temperatur
in der Brennkammer regelmäßig größer 500 °C und die Temperaturverteilung bezogen auf
den Brennerumfang (der Mantelfläche eines zylindrischen Brenners) symmetrisch. Die
Temperatur des Kondensats übersteigt 100 °C nicht (oder nur aufgrund von Messfehlern
oder Toleranzen). Somit liegt die Temperaturdifferenz bei Normalbetrieb (ohne einem
Kondensatstau) bei ca. 0 Kelvin.
[0018] Die Bezeichnung im Bereich oberhalb bzw. unterhalb des Brenners bezeichnet hier einen
Bereich der von der Brenneroberfläche (Lochblech) bis zu einem definierten Abstand
zur Brenneroberfläche reichen kann. Der Abstand ist dabei in jedem Fall so gewählt,
dass die zu erfassende Temperatur nicht von einem Kondensatabfluss oder einer Wandung
der Brennkammer beeinflusst wird. Der Abstand wird in der Regel 10 cm [Zentimeter]
nicht überschreiten.
[0019] Gemäß einer Ausgestaltung kann die Temperatur an der Brenneroberfläche erfasst werden.
Hierfür kann der mindestens eine Temperatursensor an der Brenneroberfläche befestigt
werden.
[0020] Dabei können zur Erfassung der mindestens einen Temperatur beliebige, geeignete Temperatursensoren
eingesetzt werden, insbesondere widerstandsbasierte Temperatursensoren wie Kaltleiter
(PTC) oder Heißleiter (NTC). Besonders vorteilhaft kann für eine Durchführung eines
hier vorgeschlagenen Verfahrens mindestens ein ohnehin am Heizgerät vorhandener Temperatursensor
genutzt werden, beispielsweise ein Temperatursensor einer zumindest teilweise temperaturbasierten
Flammenerkennung oder ein Glühzünder (auch als Hot Surface Ignitor - HSI bezeichnet).
[0021] Zum Erfassen der mindestens einen Temperatur kann ein Sicherheitstemperaturbegrenzer,
beispielsweise umfassend einen Bimetallschalter, eingesetzt werden. Der Sicherheitstemperaturbegrenzer
kann dazu eingerichtet sein, das Heizgerät bei Erreichen einer vorgegebenen Grenztemperatur
des Sicherheitstemperaturbegrenzers abzuschalten. Vorteilhaft ist ein Sicherheitstemperaturbegrenzer
besonders einfach anzuwenden, da keine Auswertetechnik notwendig ist.
[0022] Gemäß einer Ausgestaltung kann die erste und zweite Temperatur seitlich versetzt
zu einer senkrechten Achse des Brenners erfasst werden. Die senkrechte Achse des Brenners
bezeichnet hier eine Achse die parallel zu einer Grundfläche eines zylinderförmigen
Brenners ausgerichtet ist und (geodätisch) senkrecht - vertikal verläuft. Mit anderen
Worten kann die erste Temperatur seitlich versetzt zum geodätisch tiefsten Punkt des
Brenners und die zweite Temperatur seitlich versetzt zum geodätisch höchsten Punkt
des Brenners erfasst werden. Durch den Umstand, dass ein ansteigender Kondensatspiegel
in der Brennkammer die Flammenausbreitung vom Brenner nach unten verhindert und die
Flamme in Richtung eines seitlich versetzt angeordneten Temperatursensors zur Erfassung
der ersten Temperatur ablenkt, kann aufgrund des seitlichen Versatzes eine deutliche
Temperaturdifferenz erfasst und ein sicheres Feststellen eines Kondensatstaus ermöglicht
werden.
[0023] Gemäß einer Ausgestaltung kann der mindestens eine Temperatursensor zur Durchführung
des Verfahrens in der Brennkammer angeordnet sein. Hierfür muss dieser für einen dauerhaften
Einsatz unter hohen Temperaturen in einer Brennkammer geeignet sein.
[0024] Alternativ oder kumulativ kann der mindestens eine Temperatursensor auch außerhalb
der Brennkammer und/ oder an einem mit der Brennkammer thermisch gekoppelten Bauteil,
beispielsweise an oder in der Brennertür angeordnet sein. Vorteilhaft ist diese somit
vor den hohen Temperaturen in der Brennkammer geschützt. Dabei sollte eine zu hohe
Trägheit der Temperaturerfassung vermieden werden.
[0025] Gemäß einer Ausgestaltung kann die mindestens eine Temperatur mittels Thermografie
erfasst werden. Beispielsweise kann hierzu mindestens eine Einrichtung zur thermografischen
Erfassung auf die Brenneroberfläche gerichtet sein.
[0026] Gemäß einer Ausgestaltung kann die Einrichtung zur thermografischen Erfassung der
Temperatur außerhalb der Brennkammer angeordnet sein und eine Temperatur, beispielsweise
durch ein Messfenster in der Brennertür, erfassen.
[0027] Gemäß einer Ausgestaltung kann die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens nach
einer Inbetriebnahme des Brenners bzw. des Heizgerätes erst nach Ablauf eines vorgegebenen
Verzögerungszeitraums erfolgen. Der Verzögerungszeitraum ermöglicht bzw. wird dazu
genutzt, die Brennkammer bzw. thermisch verbundener Bauteile (vorab) zu erwärmen bzw.
aufzuheizen. So wird die erfasste erste Temperatur und/ oder zweite Temperatur kurz
bzw. unmittelbar nach der Inbetriebnahme des Brenners bzw. des Heizgerätes zumeist
erst unterhalb des Schwellwertes liegen, weil sich die Brennkammer erst erwärmen muss.
Die Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens kann somit nicht sicher durchgeführt
werden. Der Verzögerungszeitraum kann im Vorfeld an einem Referenzheizgerät im Rahmen
von Versuchen ermittelt werden und ist insbesondere von der Position der Temperaturerfassung
abhängig. So wird bei einer Erfassung der ersten Temperatur und/ oder zweiten Temperatur
außerhalb der Brennkammer eine deutlich längerer Verzögerungszeitraum einzuhalten
sein, bevor eine besondere robuste Durchführung des Verfahrens möglich bzw. gewährleistet
ist. In die Bestimmung eines maximale zulässigen Verzögerungszeitraums kann eine Risikobetrachtung
einfließen. So sollte der Verzögerungszeitraum nicht zu lang sein, damit Beschädigungen
des Heizgerätes bzw. des Brenners aufgrund eines Kondensatstaus eintreten können.
Die minimale Dauer des Verzögerungszeitraums kann durch die Startbedingung(en) in
einem Worstcase-Szenario festgelegt werden. So wird bzw. ist der Verzögerungszeitraum
beispielsweise durch die Leistung des Heizgerätes nach dem Brennerstart beeinflusst.
[0028] Gemäß einer Ausgestaltung kann bei einem Feststellen eines Kondensatstaus das Heizgerät
außer Betrieb genommen werden, um kritische Betriebszustände und Beschädigungen desselben
zu verhindern. Zudem kann eine Information über den festgestellten Kondensatstau und/
oder über die Außerbetriebnahme des Heizgerätes über eine Anzeigeeinrichtung desselben
angezeigt werden, oder auch über ein Netzwerk, insbesondere dem Internet, zum Abruf
bereitgestellt und/ oder als Nachricht versandt werden. So könnte beispielsweise vollständig
automatisiert eine Nachricht an einen betreuenden Servicebetrieb des Heizgerätes versandt
werden, der einen Termin zur Überprüfung/ Reparatur planen und durchführen kann.
[0029] Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Heizgerät vorgeschlagen, eingerichtet zur
Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Das Heizgerät kann insbesondere
zu Nutzung von Wasserstoff als Brennstoff eingestellt sein und ein Regel- und Steuergerät
umfassen. Zudem kann das Heizgerät mindestens eine Einrichtung zur Erfassung einer
ersten Temperatur umfassen. Die Einrichtung kann dabei ein Temperatursensor, ein Sicherheitstemperaturbegrenzer
und/ oder eine Einrichtung zur thermografischen Erfassung einer Temperatur sein.
[0030] Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Computerprogramm vorgeschlagen, welches
zur (zumindest teilweisen) Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens eingerichtet
ist. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Computerprogramm (-produkt),
umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen
veranlassen, ein hier beschriebenes Verfahren auszuführen.
[0031] Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Regel- und Steuergerät für ein Heizgerät
vorgeschlagen, eingerichtet zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens.
Das Regel- und Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen bzw.
über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das
auf einem Speicher (des Regel- und Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen.
Zudem können auf einem Speicher des Regel- und Steuergeräts auch eine oder mehrere
Schwellwerte zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens hinterlegt sein.
[0032] Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften
Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Computerprogramm,
dem Regel- und Steuergerät und/ oder dem Heizgerät auftreten und umgekehrt. Insoweit
wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich
Bezug genommen.
[0033] Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter ("erste", "zweite",
...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen
oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser
Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit
und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt
sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann ("mindestens ein"), kann die Beschreibung
zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen
gelten, dies ist aber nicht zwingend.
[0034] Hier werden somit ein Verfahren zum Feststellen eines Kondensatstaus in einer Brennkammer
eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät und ein Heizgerät
angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest
teilweise lösen. Insbesondere tragen das Verfahren, das Computerprogramm, das Regel-
und Steuergerät sowie das Heizgerät zumindest dazu bei, ein sicheres Feststellen eines
Kondensatstaus bzw. einer Blockade des Kondensatablaufs eines Heizgerätes zu ermöglichen.
[0035] Besonders vorteilhaft kann das Verfahren mit nur sehr wenigen bzw. geringen baulichen
Änderung an einem Heizgerät umgesetzt werden.
[0036] Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden
Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten
Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht
explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten
Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der
vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass
die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch
sind. Es zeigen:
Fig. 1: ein hier vorgeschlagenes Heizgerät,
Fig. 2a) und b): eine erste Anordnung zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens,
Fig. 3a) und b): eine zweite Anordnung zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens,
und
Fig. 4a) und b): eine dritte Anordnung zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens.
[0037] Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch ein hier vorgeschlagenes Heizgerät 1. Das
Heizgerät 1 kann eine Zuführung Verbrennungsluft 4 aufweisen, der über ein Gasventil
5 Verbrennungsgas zugesetzt werden kann. Das entstehende Verbrennungsgemisch kann
über einen Gemischkanal 11, in dem eine Fördereinrichtung 2 angeordnet sein kann,
einem in einer Brennkammer 8 angeordneten, Brenner 3 zugeführt und dort verbrannt
werden. Eine Flammenüberwachung 6, hier ausgeführt als Sensor zum Erfassen von der
Flamme emittierter ultravioletter Strahlung (UV-Sensor), aufweisen. Die Flammenüberwachung
6 kann zum Feststellen des Vorhandenseins einer Flamme als auch zur Einstellung des
Verbrennungsluftverhältnisses (Lambda) eingesetzt werden.
[0038] Entstehende Verbrennungsprodukte können aus der Brennkammer 8 über ein Abgasrohr
9 des Heizgerätes 1 und eine Abgasanlage 10 abgeführt werden. Zur Durchführung eines
hier vorgeschlagenen Verfahrens kann das Heizgerät 1 einen Temperatursensor 12 umfassen,
der geodätisch unterhalb des Brenners 3 angeordnet sein kann.
[0039] Der Brenner 3 des Heizgerätes 1 kann an einer Brennertür 13 der Brennkammer 8 angeordnet
sein. An bzw. in der Brennertür 13 können zudem die Flammenüberwachung 6 und der Temperatursensor
12 befestigt, durchgeleitet bzw. angeordnet sein. Die Brennkammer 8 kann zudem einen
Kondensatablauf 14 aufweisen mit einem Siphon 15, der Kondensat als Sperrflüssigkeit
enthalten kann und so einen Gasaustauch mit die Umgebung verhindern kann.
[0040] Das Heizgerät 1 kann zudem ein Regel- und Steuergerät 7 aufweisen, das mit der Flammenüberwachung
6, dem Gasventil 5, der Fördereinrichtung 2 und dem Temperatursensor 12 elektrisch
verbunden sein kann. Zudem kann das Regel- und Steuergerät 7 mit dem Gasventil 5,
der Fördereinrichtung 2 und einer Zündeinrichtung 6 elektrisch verbunden sein. Zudem
kann das Regel- und Steuergerät 7 mit einem Netzwerk 18, insbesondere dem Internet,
verbunden sein und so Software- Updates empfangen, Informationen zum Abruf bereitstellen
und Nachrichten versenden.
[0041] Fig. 2a) zeigt beispielhaft und schematisch eine Schnittdarstellung durch die Brennkammer
8 und den Brenner 3 und eine erste Anordnung zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen
Verfahrens. Erkennbar ist die Position des ersten Temperatursensors 12 seitlich versetzt
bezogen auf eine senkrechte Achse 19 des Brenners 3 in einem Bereich unter dem Brenner
3. Der Brenner 3 weist eine Brenneroberfläche 20 auf. Der erste Temperatursensor 12
ist beabstandet zum Brenner 3 angeordnet und erfasst bei einem regulären Betrieb gemäß
Fig. 2a) die in der Brennkammer 8 sich einstellende (erste) Temperatur von häufig
mehr als 500 °C [Grad Celsius].
[0042] Fig. 2b) zeigt gleichfalls beispielhaft und schematisch die Anordnung gemäß Fig.
2a) bei einem auftretenden Kondensatstau 17, bei dem der erste Temperatursensor 12
die (erste)Temperatur des Kondensats erfasst. Diese ist in einem Bereich von ca. 100
°C. Somit kann ein auftretender Kondensatstau 17 deutlich vom regulären Betrieb unterschieden
werden.
[0043] Fig. 3a) zeigt analog zu Fig, 2a) beispielhaft und schematisch eine Schnittdarstellung
durch die Brennkammer 8 und den Brenner 3 mit einer zweiten Anordnung zur Durchführung
eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Dabei sind beabstandet zum Brenner 3 ein erster
Temperatursensor 12 in einem Bereich unterhalb des Brenners 3 und ein zweiter Temperatursensor
16 in einem Bereich oberhalb des Brenners 3 angeordnet. Erster und zweiter Temperatursensor
12, 16 sind zudem seitlich versetzt bezogen auf eine senkrechte Achse 18 des Brenners
3 positioniert. Dabei erfasst der erste Temperatursensor 12 eine erste Temperatur
und der zweite Temperatursensor 16 eine zweite Temperatur. Bei einem regulären Betrieb
gemäß Fig. 3a) entsprechen die erfasste erste und zweite Temperatur der in der Brennkammer
8 sich einstellenden Temperatur von häufig mehr als 500 °C. Die Differenz von erster
und zweiter Temperatur liegt in einem Bereich von 0 Kelvin.
[0044] Fig. 3b) zeigt die Anordnung gemäß Fig. 3a) bei einem auftretenden Kondensatstau
17, bei dem der erste Temperatursensor 12 die (erste) Temperatur des Kondensats erfasst
und der zweite Temperatursensor 16 die (zweite), vom Kondensatstau 17 unbeeinflusste
Temperatur in der Brennkammer 8 bzw. am Brenner 3. Die Differenz von erster und zweiter
Temperatur bzw. der Betrag der Differenz ist somit deutlich höher und kann in einem
Bereich von mehr als 400 Kelvin liegen, so dass ein Auftreten eines Kondensatstaus
17 sehr gut anhand der Temperaturdifferenz von erster und zweiter Temperatur festgestellt
werden kann.
[0045] Fig. 4a) zeigt analog zu Fig. 3a) beispielhaft und schematisch eine Schnittdarstellung
durch die Brennkammer 8 und den Brenner 3 mit einer dritten Anordnung zur Durchführung
eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Erster und zweiter Temperatursensor 12, 16
sind entsprechend der zweiten Anordnung gemäß Fig. 3 angeordnet, jedoch nunmehr an
der Brenneroberfläche 20 positioniert bzw. an dieser befestigt. Auch hier können erster
und zweiter Temperatursensor 12, 16seitlich versetzt bezogen auf eine senkrechte Achse
19 des Brenners 3 sein. Bei einem regulären Betrieb gemäß Fig. 3a) entsprechen die
erfasste erste und zweite Temperatur der an der Brenneroberfläche 20 sich einstellenden
Temperatur von häufig mehr als 1000 °C. Die Differenz von erster und zweiter Temperatur
bzw. der Betrag der Differenz liegt in einem Bereich von unter 300 Kelvin, abhängig
von der konkreten Ausgestaltung des Brenners 3 und dem Betriebspunkt des Heizgerätes
1.
[0046] Fig. 4b) zeigt die Anordnung gemäß Fig. 4a) bei einem auftretenden Kondensatstau
17. Der Kondensatstau 17 bewirkt dabei eine Ablenkung einer Flamme 21 im unteren Bereich
des Brenners 3 in Richtung des ersten Temperatursensors 12. Der zweite Temperatursensor
16 erfasst dabei gegenüber dem regulären Betrieb (Fig. 4a) eine weitgehend unveränderte
(zweite) Temperatur. Der erste Temperatursensor 12 erfasst jedoch durch die Ablenkung
der Flamme 21 eine erhöhte (erste) Temperatur. Somit steigt auch hier die Differenz
von erster und zweiter Temperatur gegenüber dem regulären Betrieb, so dass ein Auftreten
eines Kondensatstaus 17 sehr gut anhand der Temperaturdifferenz von erster und zweiter
Temperatur festgestellt werden kann.
[0047] Ein hier vorgestelltes Verfahren kann vorteilhaft als Computerprogramm auf einem
hier vorgestellten Regel- und Steuergerät 7 durchgeführt werden.
[0048] Die Erfindung kann insbesondere einer automatischen Erkennung eines blockierten Kondensatablaufs
14 bzw. eines Kondensatstaus 17 eines Heizgerätes 1 dienen und basiert hierbei insbesondere
auf der Idee, eine auftretende Temperaturdifferenz zwischen dem Kondensat und der
regulären Temperatur in der Brennkammer 8 zur Detektion zu nutzen.
Bezugszeichenliste
[0049]
- 1
- Heizgerät
- 2
- Fördereinrichtung
- 3
- Brenner
- 4
- Zuführung Verbrennungsluft
- 5
- Gasventil
- 6
- Flammenüberwachung
- 7
- Regel- und Steuergerät
- 8
- Brennkammer
- 9
- Abgasrohr
- 10
- Abgasanlage
- 11
- Gemischkanal
- 12
- erster Temperatursensor
- 13
- Brennertür
- 14
- Kondensatablauf
- 15
- Siphon
- 16
- zweiter Temperatursensor
- 17
- Kondensatstau
- 18
- Netzwerk
- 19
- senkrechte Achse
- 20
- Brenneroberfläche
- 21
- Flamme
1. Verfahren zum Feststellen eines Kondensatstaus (17) in einer Brennkammer (8) eines
Heizgerätes (1), wobei eine erste Temperatur in einem Bereich unterhalb eines Brenners
(3) in der Brennkammer (8) erfasst und mit einem Schwellwert verglichen wird und anhand
des Vergleiches ein Kondensatstau (17) festgestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Temperatur an einem Brenner (3) mit einer Zylinderform
erfasst wird.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine erste Temperatur in einem
Bereich unterhalb des Brenners (3) und eine zweite Temperatur in einem Bereich oberhalb
des Brenners (3) erfasst, eine Differenz aus erster Temperatur und zweiter Temperatur
gebildet und die Differenz mit einem Schwellwert verglichen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei erste Temperatur und/ oder zweite Temperatur seitlich
versetzt zu einer senkrechten Achse (19) des Brenners (3) erfasst werden.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei erste Temperatur und/ oder
zweite Temperatur an der Brenneroberfläche (20) erfasst werden.
6. Verfahren nach einem Ansprüche 3 bis 5, wobei die erste Temperatur und/ oder die zweite
Temperatur mittels mindestens einem Element der folgenden Gruppe erfasst wird: ein
erster Temperatursensor (12), ein zweiter Temperatursensor (16), und ein Sicherheitstemperaturbegrenzer.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei erster Temperatursensor (12) und/ oder zweiter Temperatursensor
(16) in der Brennkammer (8) angeordnet sind.
8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei mindestens einem Element der folgenden Gruppe erster
Temperatursensor (12), zweiter Temperatursensor (12) und Sicherheitstemperaturbegrenzer
außerhalb der Brennkammer (8) an oder in einer Brennertür (13) der Brennkammer (8)
angeordnet ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Temperatur und/ oder die
zweite Temperatur mittels Thermografie erfasst werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die erste Temperatur und/ oder die zweite Temperatur
mittels mindestens einer thermografischen Erfassungseinrichtung, angeordnet außerhalb
der Brennkammer (8), erfasst werden.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Heizgerät (1) bei Feststellen
eines Kondensatstaus (17) außer Betrieb genommen wird und/ oder eine Information über
den festgestellten Kondensatstau (17) über eine Anzeigeeinrichtung angezeigt wird,
und/ oder über ein Netzwerk (18) zum Abruf bereitgestellt oder als Nachricht versandt
wird.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Durchführung des Verfahrens
erst nach Ablauf eines Verzögerungszeitraums im Anschluss an einem Start des Brenners
erfolgt.
13. Heizgerät (1), umfassend mindestens eine Einrichtung zur Erfassung einer Temperatur
unterhalb eines Brenners (3) und Mittel, eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens
nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
14. Computerprogramm, umfassend Befehle, die ein Heizgerät (1) nach Anspruch 13 dazu veranlassen
ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen.
15. Regel- und Steuergerät (7), eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 12.