EP3896339A1 - Verfahren zur anpassung einer steuerung eines heizgeräts - Google Patents

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EP3896339A1
EP3896339A1 EP21168555.7A EP21168555A EP3896339A1 EP 3896339 A1 EP3896339 A1 EP 3896339A1 EP 21168555 A EP21168555 A EP 21168555A EP 3896339 A1 EP3896339 A1 EP 3896339A1
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EP
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heater
heating
output
control
burner
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Klaus Richter
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Vaillant GmbH
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Vaillant GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/10—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples
    • F23N5/102—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N3/00—Regulating air supply or draught
    • F23N3/002—Regulating air supply or draught using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2233/00—Ventilators
    • F23N2233/06—Ventilators at the air intake
    • F23N2233/08—Ventilators at the air intake with variable speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2241/00—Applications
    • F23N2241/04—Heating water

Definitions

  • the invention relates to a method for adapting a control of a heating device. Furthermore, a computer program, a machine-readable storage medium, a control device for a heating device and a heating device are specified, each of which is provided and set up to carry out the method. The method can be used in particular to compensate for the influences of different exhaust systems on the device output or heating output of a heater.
  • Heaters are known, each of which has a delivery device for delivering a fuel-air mixture and a burner for burning the fuel-air mixture.
  • the heat generated by means of the burner can then be transferred into a liquid circuit of a building in order to heat the building or at least a part of it.
  • the heater and the liquid circuit usually form a heating system for heating the building or part of it.
  • the thermal energy emitted by the burner per unit of time is usually referred to as heating output, device output or, if applicable, also generally as output of the heating device.
  • the heating power of corresponding heating devices is usually only controlled via the drive power of the conveyor device.
  • a specific (nominal) drive power of the conveying device is permanently assigned to a specific (nominal) heating power.
  • the mixture volume flow delivered by the delivery device does not only depend on the drive power of the delivery device. Rather, it has been found that the pressure losses in the supply air systems and / or in the exhaust systems to which the heaters are usually connected can have a significant influence on the mixture volume flow and thus the heating output. In this context, it has been shown in particular that pressure loss differences, which can result from different designs of supply air systems and / or exhaust systems and / or from different ambient conditions, can have a significant and therefore considerable influence on the heating output.
  • the pressure loss caused by the exhaust system can, for example, be significantly dependent on the position of the respective heater on the exhaust system.
  • an undesired reduction in burner output can occur, for example, due to comparatively high pressure losses in the exhaust system.
  • the object of the invention to provide a method by means of which the problems described in connection with the prior art can be at least partially solved.
  • the method should enable the influences of various supply air systems, exhaust systems and / or ambient conditions on the To be able to at least partially take into account or compensate for the heating output of a heater.
  • Steps a) to c) can, for example, be carried out at least once in the specified order to carry out the method. Furthermore, steps a) to c) can also be repeated (several times) or steps a) to c) can begin repeatedly (in the manner of a loop) with step a). At least parts of steps a) to c), in particular steps a) and b), can be carried out at least partially in parallel or simultaneously.
  • the method can be carried out, for example, during a (first) start-up of the heater in the building, in particular after the heater has been installed in the building.
  • an initial value for the drive power for determining the initial drive power can be stored in the control of the heater.
  • the method can be carried out, for example, when the heater is started up several times or even every time, in order to be able to adapt the control of the heater to changing ambient conditions, for example.
  • the stored initial value for the drive power or a value for the drive power that has been adjusted in a previous implementation of the method to achieve the predefined setpoint heating power can be used.
  • the method advantageously enables power regulation to be carried out by means of energy measurement.
  • the power control can contribute in particular to compensating for the influences of various air supply systems and / or exhaust systems and / or ambient conditions (such as ambient temperatures and / or ambient pressures) on the device output or heating output of a heater.
  • the method advantageously enables the influences of different supply air systems, exhaust systems and / or ambient conditions on the heating output of a heater to be at least partially taken into account or even at least partially compensated for.
  • the heating device is usually a heating device for a building.
  • the fuel can be, for example, a fossil fuel, such as (liquid and / or natural) gas or (petroleum) oil.
  • the liquid circuit can be a water circuit, for example.
  • One or more radiators for heating the building or part of it can be connected to the liquid circuit.
  • a heat exchanger can be provided to transfer heat from the burner into the liquid circuit. This heat exchanger can be between the Burner and the liquid circuit can be arranged.
  • the heat exchanger can be assigned to the burner or can be formed within the heater and / or in the area of the burner.
  • the control can be implemented, for example, by means of a control device of the heater.
  • the control such as a (computer) program for controlling the heating device, can be implemented in the control device.
  • the heater can preferably be a gas heater.
  • this relates in particular to a heating device which is set up to burn one or more (gaseous) fossil fuels such as liquid gas and / or natural gas, possibly with the supply of ambient air from a building or the environment, in order to generate energy to heat a building To generate water circuit for heating the building or part of it.
  • the heater can be a so-called gas condensing boiler.
  • the heater generally has at least one burner and at least one delivery device, such as a fan, which can deliver a mixture of fuel (gas) and combustion air (through a mixture duct of the heater) to the burner.
  • Exhaust gas resulting from the combustion can be routed through an (internal) exhaust pipe of the heater to a (possibly shared or multiple) exhaust system (of the building).
  • a (possibly shared or multiple) exhaust system of the building.
  • Several heaters can be connected to this (common or multiple) exhaust system.
  • Exhaust gas resulting from the combustion can (thus) be discharged from the burner via an exhaust system, for example.
  • the exhaust system can comprise an exhaust pipe (internal to the heater) and at least part of an exhaust system (external to the heater) (of the building).
  • the exhaust system can open into the area around the building via at least one chimney.
  • the heater can be connected to various exhaust systems.
  • an exhaust gas path (exhaust-gas system-specific) extending from the heater to the surroundings can be different, in particular dimensioned differently, for example of different length.
  • the methods described here can advantageously take into account the influences of various exhaust systems and / or exhaust gas paths on the device output or heating output of the heater and / or compensate for them as far as possible.
  • (Supply or combustion) air that can be used for the combustion can be supplied, for example via a supply air system, to a mixing point for mixing fuel and air to form the fuel-air mixture (and thus to the burner).
  • the mixing point is usually formed in the heater and can usually be connected to the burner via a mixture channel.
  • the supply air system can comprise a (heater-internal) supply air pipe (which opens at the mixing point) and at least part of a (heater-external) supply air system (of the building).
  • the air supply system can open into the environment around the building, for example, via at least one intake pipe.
  • the heater can be connected to various supply air systems.
  • a supply air path (specific to the supply air system) extending from the heater to the surroundings can be different, in particular differently dimensioned, for example differently long.
  • the influences of various supply air systems and / or supply air paths on the device output or heating output of the heater can advantageously be taken into account and / or compensated as far as possible.
  • the supply air can be mixed with fuel in a predeterminable and / or as constant as possible mixing ratio.
  • the mixing ratio can, for example, be fixed or adjustable (manually or by an installer or skilled craftsman). After the mixing ratio has been adjusted, it is usually kept as constant as possible (until it is adjusted again, if necessary). Thus, a deviation in the delivery volume of the delivery device usually (in particular pneumatically and / or electronically) also (directly) affects the amount of fuel supplied and thus the heating output.
  • the mixing ratio is in particular adjustable via a so-called fuel-air network of the heater, in particular adjustable and / or as constant as possible by means of a gas fitting of the heater.
  • the building can in principle be a residential building and / or a commercially used building.
  • the heater can in particular be used to heat only part of the building, such as an individual apartment and / or an individual room. Alternatively or cumulatively, the heater can also be used to heat a water system (e.g. heating water circuit) in the building or apartment.
  • a water system e.g. heating water circuit
  • the heater is operated with a specific, initial drive power of the delivery device.
  • Operating the heater includes, in particular, operating the burner and / or heating at least part of the fluid circuit while the delivery device is operated with the initial drive power, such as a specific electrical drive power of a motor of the delivery device and / or a specific motor speed of the delivery device.
  • the initial value for the drive power for determining the initial drive power can be stored in the control of the heater.
  • the initial value can, for example, be permanently stored (for example permanently programmed) or be manually and / or automatically adaptable or predeterminable.
  • the initial value can be adjusted or specified by an installer or skilled craftsman or a user of the heater (if necessary).
  • the initial value for the drive power to determine the initial drive power can be selected, for example, in such a way that the target heating power can be achieved as expected (for example based on experience with a reference exhaust system, a reference air supply system and / or reference ambient conditions) .
  • the initial value can be automatically, for example, from the controller themselves, for example as a function of a value for the drive power that has been adapted or specified in a previous implementation of the method to achieve the predefined setpoint heating power.
  • an actual heating power of the heater is determined, which is delivered to the liquid circuit at the initial drive power of the delivery device.
  • the heating power is determined which is entered into the liquid circuit by the heating device while the delivery device is operated with the initial drive power.
  • the determination can take place, for example, via a (sensory) energy measurement.
  • the heat output from the burner and / or the heat input into the liquid circuit can be measured (using sensors). If this energy (s) is considered in relation to a unit of time, the actual heating output can be determined or calculated from this by way of example.
  • a sensor system assigned to the burner and / or a sensor system assigned to the liquid circuit can be used for measuring.
  • temperature sensors and / or flow sensors can be used as sensors.
  • the burner output or the heating output that is emitted by the burner can also be determined as the actual heating output.
  • the control of the heater is adapted as a function of the determined actual heating output and a predefined target heating output.
  • the predefined setpoint heating output is in particular the heating output that is to be achieved with the initial drive output of the conveying device.
  • the predefined setpoint heating power can describe a specific operating point of the heater and / or a heating system (including the heater and the liquid circuit).
  • the operating point can be, for example, a maximum operating point or full load point.
  • at least one specific value for defining the predefined setpoint heating power can be stored in the control of the heater.
  • the specific value can be fixed, for example stored (for example permanently programmed) or manually adaptable or specifiable.
  • the specific value can be adjusted or specified by an installer or skilled craftsman or a user of the heater (if necessary).
  • the (actual and / or setpoint) heating output can in principle relate to the (thermal) output entered into the liquid circuit and / or the (thermal) output emitted by the burner. These (thermal) outputs can be converted into one another via a (thermal) efficiency (of the heater or the heat transfer from burner to liquid circuit).
  • control can be adapted as a function of a comparison between the determined actual heating output and the predefined target heating output and / or adapt itself.
  • control can be adapted as a function of any deviation or difference between the determined actual heating output and the predefined target heating output and / or adapt itself.
  • the drive power of the delivery device and / or a fuel component of the fuel-air mixture can be increased if the determined actual heating output is (well, for example by more than 5%) below the predefined target heating output. Power control can thus advantageously be carried out by means of energy measurement.
  • a specification stored in the control for the drive power of the conveying device is adapted.
  • the specification can be implemented, for example, in the form of a characteristic curve, a characteristic diagram, a mathematical function and / or a table (for example what is known as a “look-up table”).
  • the specification can, for example, each assign a specific drive power of the delivery device to one or more target heating powers.
  • the specification is in particular adapted overall so that, for example, all assignments of target heating power to drive power are adapted simultaneously or in parallel.
  • the default can for example, (overall) can be increased if the actual heating output determined in step b) is (significantly, for example by more than 5%) below the predefined setpoint heating output.
  • a fan of the conveying device is operated at a specific, initial speed.
  • a fan that can be driven, for example, by means of an electric motor can represent a particularly advantageous embodiment of the conveying device.
  • the drive power of the conveying device can, for example, describe the electrical power that is provided to the electric motor of the blower.
  • the delivery rate of the conveyor device or the fan can be adjusted via the speed of the fan.
  • a specification stored in the controller for the speed of the fan of the conveying device is adapted.
  • the specification can be implemented, for example, in the form of a characteristic curve, a characteristic diagram, a mathematical function and / or a table (for example so-called “look-up table”).
  • the specification can, for example, assign a specific speed of the fan to one or more target heating outputs.
  • the specification is in particular adapted overall so that, for example, all assignments of target heating power to speed are adapted simultaneously or in parallel.
  • the specification can be increased (overall), for example, if the actual heating output determined in step b) is (significantly, for example by more than 5%) below the predefined setpoint heating output.
  • the actual heating power is determined using sensor data from sensors that are assigned to the liquid circuit.
  • sensors that are assigned to the liquid circuit.
  • two temperature sensors and one flow sensor can be used as sensors.
  • the flow sensor can be, for example, a mass flow sensor or a volume flow sensor.
  • the actual heating power is determined using an efficiency, the efficiency being determined using sensor data from sensors that are assigned to the liquid circuit.
  • the actual heating output determined using the efficiency is, in particular, an actual burner output (actual thermal output emitted by the burner).
  • the control of the heater can be adapted in step c) as a function of the determined actual burner output and a predefined setpoint burner output.
  • the actual burner output can be compared with a target burner output.
  • an actual burner output is determined using an efficiency, the efficiency being determined using sensor data from sensors that are assigned to the liquid circuit, and that this actual burner output in particular in addition to a actual heating power determined in step b), which is entered into the liquid circuit, is determined.
  • the corresponding additional information about the actual burner output can contribute, for example, to the fact that burner-specific criteria, such as standardization requirements and / or approval requirements, can be checked.
  • a computer program for carrying out a method described here is proposed.
  • a machine-readable storage medium is proposed on which the computer program is stored.
  • the machine-readable storage medium is usually a computer-readable data carrier.
  • a control device for a heating device is also proposed, the control device being provided and set up to carry out a method described here.
  • the control device can be, for example, a control device of the heating device, which is set up to carry out the method.
  • the control device can comprise a processor (controller) that can execute at least part of the method.
  • the processor can, for example, execute the computer program, for which purpose the processor can access the storage medium, for example.
  • the storage medium can represent a component of the control device or can be connected to it.
  • a heating device is also proposed.
  • the heater has a control device described here.
  • the heating device or a heating system, comprising the heating device and the liquid circuit can comprise a corresponding sensor system for carrying out the method, such as two temperature sensors and a flow sensor.
  • Figure 1 shows schematically an exemplary sequence of a method described here for adapting a control of a heating device 1, in which the heating device 1 has a conveying device 2 for conveying a fuel-air mixture and a burner 3 for burning the fuel-air mixture, and by means of The heat generated by the burner 3 can be transferred into a liquid circuit 14 of a building (cf. Fig. 2 ).
  • the sequence of steps a), b) and c) represented by blocks 110, 120 and 130 is exemplary and can thus be run through, for example, during a regular operating sequence to carry out the method.
  • step 110 the heater 1 is operated with a specific, initial drive power of the delivery device 2.
  • step 120 an actual heating power of the heater 2 is determined, which starts at the initial drive power of the delivery device 2 the liquid circuit 14 is released.
  • step c the control of the heater 1 is adapted as a function of the determined actual heating output and a predefined setpoint heating output.
  • step c) a specification stored in the controller for the drive power of the conveyor 2 can be adapted.
  • FIG. 2 schematically shows an exemplary structure of a heater 1 described here.
  • the heater 1 has a control device 7.
  • the control device 7 is provided and set up to carry out a method described here.
  • a fan of the conveying device 2 can be operated at a specific, initial speed.
  • a specification stored in the controller for the speed of the fan of the conveying device 2 can also be adapted in step c).
  • the actual heating power can be determined using sensor data from sensors 6, 9, 11 which are assigned to the liquid circuit 14.
  • sensors 6, 9, 11 which are assigned to the liquid circuit 14.
  • two temperature sensors 6, 11 and one flow sensor 9 can be used.
  • the flow sensor 9 can be, for example, a mass flow sensor or a volume flow sensor.
  • step b) the actual heating output or additional information about the actual burner output can be determined using an efficiency, the efficiency being determined using sensor data from sensors 6, 11 assigned to the liquid circuit 14 are.
  • sensors 6, 11 assigned to the liquid circuit 14 are.
  • two temperature sensors 6, 11 can be used for this purpose. Of the two temperature sensors 6, 11, for example, one can be assigned to the flow and one to the return of the liquid circuit.
  • the heater 1 for example a gas condensing boiler
  • a burner system in which the fuel, here for example gas, and the combustion air are brought together in front of a conveyor 2, for example in the form of a fan. This mixture is then transported by the conveying device 2 or the fan via a mixture duct 12 to the burner 3, where the combustion then takes place.
  • the gas is provided by a gas fitting 5 as a function of the fan speed.
  • the exhaust gases resulting from the combustion are conducted through an internal exhaust pipe 10 to the exhaust system 15 after they have been cooled down by means of a heat exchanger 13, for example.
  • the energy is transferred through the heat exchanger 13 to a liquid circuit 14 which is formed here, for example, as a water circuit.
  • a temperature sensor 6, 11 (for example designed as an NTC) is attached in front of and behind the heat exchanger 13.
  • the temperature sensor 6 forms a flow temperature sensor and the temperature sensor 11 a return temperature sensor.
  • a water volume flow or water mass flow sensor 9 is attached in the waterway to or from the heat exchanger 13.
  • Q ab denotes the heat energy emitted, m the water mass, c pk the specific heat capacity and dT the temperature difference between the (flow) temperature sensor 6 and the (return) temperature sensor 11.
  • the power supplied or the burner output that the heater 1 enters into the heat exchanger 13 is obtained.
  • the efficiency to be expected can be derived, for example, from the mean water temperature in the heat exchanger 13 (T VL -T RL ) / 2 or only from the flow temperature or return temperature.
  • Corresponding efficiency values can, for example, be determined in advance for the respective heater 1 and stored in the control or the control device 7, for example in the form of a characteristic curve.
  • the conveyor device 2 can first be driven with the specific, initial drive power and thus, here, for example, drive the fan speed to the value stored in the control for the desired device power.
  • the actual heating power (which is entered in the liquid circuit 14) determined according to the procedure described above can then be compared with the desired value (Q setpoint ). If there is a control deviation determined in this way, the fan speed can then be increased or decreased (accordingly) until the desired output is achieved.
  • the burner output determined via the efficiency can be provided as additional information.
  • a method is thus specified by means of which the problems described in connection with the prior art can be at least partially solved.
  • the method can make it possible to at least partially take into account or compensate for the influences of various supply air systems, exhaust systems and / or ambient conditions on the heating output of a heater.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung einer Steuerung eines Heizgeräts (1), wobei das Heizgerät (1) eine Fördereinrichtung (2) zum Fördern eines Brennstoff-Luft-Gemischs und einen Brenner (3) zur Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemischs aufweist, und wobei mittels des Brenners (3) erzeugte Wärme in einen Flüssigkeitskreislauf (14) des Gebäudes übertragbar ist, umfassend zumindest folgende Schritte:a) Betreiben des Heizgeräts (1) mit einer bestimmten, initialen Antriebsleistung der Fördereinrichtung (2),b) Ermitteln einer Ist-Heizleistung des Heizgeräts (2), die bei der initialen Antriebsleistung der Fördereinrichtung (2) an den Flüssigkeitskreislauf (14) abgegeben wird,c) Anpassen der Steuerung des Heizgeräts (1) in Abhängigkeit der ermittelten Ist-Heizleistung und einer vordefinierten Soll-Heizleistung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung einer Steuerung eines Heizgeräts. Weiterhin angegeben werden ein Computerprogramm, ein maschinenlesbares Speichermedium, eine Steuereinrichtung für ein Heizgerät sowie ein Heizgerät, die jeweils zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen und eingerichtet sind. Das Verfahren kann insbesondere zum Ausgleich der Einflüsse verschiedener Abgasanlagen auf die Geräteleistung bzw. Heizleistung eines Heizgeräts zur Anwendung kommen.
  • Es sind Heizgeräte bekannt, die jeweils eine Fördereinrichtung zum Fördern eines Brennstoff-Luft-Gemischs und einen Brenner zur Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemischs aufweisen. Die mittels des Brenners erzeugte Wärme kann dann in einen Flüssigkeitskreislauf eines Gebäudes übertragen werden, um das Gebäude oder zumindest einen Teil davon zu beheizen. Das Heizgerät und der Flüssigkeitskreislauf bilden üblicherweise eine Heizungsanlage zur Beheizung des Gebäudes oder eines Teils davon. Die dabei von dem Brenner abgegebene Wärmeenergie pro Zeiteinheit wird üblicherweise als Heizleistung, Geräteleistung oder ggf. auch allgemein als Leistung des Heizgeräts bezeichnet. Die Heizleistung von entsprechenden Heizgeräten wird üblicherweise nur über die Antriebsleistung der Fördereinrichtung gesteuert. Dazu ist einer bestimmten (Soll-)Heizleistung jeweils eine bestimmte (Soll-)Antriebsleistung der Fördereinrichtung fest zugeordnet. Dies basiert auf der Annahme, dass mit einer bestimmten Antriebsleistung der Fördereinrichtung in der Regel immer ein bestimmter Gemisch-Volumenstrom förderbar ist, der die Heizleistung des Heizgeräts bestimmt. Denn über den sogenannten Brennstoff-Luftverbund entsprechender Heizgeräte wirkt sich eine Abweichung des Fördervolumens üblicherweise (insbesondere pneumatisch oder auch elektronisch) auch auf die zugeführte Brennstoffmenge und somit die Heizleistung aus.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, dass der von der Fördereinrichtung geförderte Gemisch-Volumenstrom nicht nur von der Antriebsleistung der Fördereinrichtung abhängt. Vielmehr hat sich herausgestellt, dass die Druckverluste in den Zuluftsystemen und/oder in den Abgassystemen, an welche die Heizgeräte üblicherweise angeschlossen werden, einen signifikanten Einfluss auf den Gemisch-Volumenstrom und somit die Heizleistung haben können. In diesem Zusammenhang hat sich insbesondere gezeigt, dass Druckverlust-Unterschiede, die aus voneinander verschiedenen Ausführungen von Zuluftsystemen und/oder Abgassystemen und/oder aus unterschiedlichen Umgebungsbedingungen resultieren können, einen signifikanten und damit beachtlichen Einfluss auf die Heizleistung haben können.
  • Insbesondere bei sogenannten Mehrfachbelegungsanlagen, bei denen mehrere Heizgeräte an verschiedenen Position einer Abgasanlage an diese angeschlossen sind, kann der durch die Abgasanlage bedingte Druckverlust zum Beispiel signifikant von der Position des jeweiligen Heizgeräts an der Abgasanlage abhängig sein. Bei einem Heizgerät, das weiter von einer gemeinsamen Auslassöffnung der Abgasanlage beabstandet ist als andere Heizgeräte der Mehrfachbelegungsanlage kann es beispielsweise aufgrund vergleichsweise hoher Druckverluste in der Abgasanlage zu einer ungewollten Leistungsreduzierung des Brenners kommen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise gelöst werden können. Insbesondere soll das Verfahren ermöglichen, die Einflüsse verschiedener Zuluftsysteme, Abgassysteme und/oder Umgebungsbedingungen auf die Heizleistung eines Heizgeräts zumindest teilweise berücksichtigen oder ausgleichen zu können.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche.
  • Hierzu trägt ein Verfahren zur Anpassung einer Steuerung eines Heizgeräts bei, wobei das Heizgerät eine Fördereinrichtung zum Fördern eines Brennstoff-Luft-Gemischs und einen Brenner zur Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemischs aufweist, und wobei mittels des Brenners erzeugte Wärme in einen Flüssigkeitskreislauf eines Gebäudes übertragbar ist, umfassend zumindest folgende Schritte:
    1. a) Betreiben des Heizgeräts mit einer bestimmten, initialen Antriebsleistung der Fördereinrichtung,
    2. b) Ermitteln einer Ist-Heizleistung des Heizgeräts, die bei der initialen Antriebsleistung der Fördereinrichtung an den Flüssigkeitskreislauf abgegeben wird,
    3. c) Anpassen der Steuerung des Heizgeräts in Abhängigkeit der ermittelten Ist-Heizleistung und einer vordefinierten Soll-Heizleistung.
  • Die Schritte a) bis c) können zur Durchführung des Verfahrens beispielsweise zumindest einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Weiterhin können die Schritte a) bis c) auch (mehrfach) wiederholt werden bzw. die Schritte a) bis c) wiederholt (in der Art einer Schleife) mit Schritt a) beginnen. Zumindest Teile der Schritte a) bis c), insbesondere der Schritte a) und b) können zumindest teilweise parallel oder gleichzeitig durchgeführt werden.
  • Das Verfahren kann beispielsweise während einer (ersten) Inbetriebnahme des Heizgeräts in dem Gebäude, insbesondere nach einer Installation des Heizgerätes in dem Gebäude durchgeführt werden. Dabei kann beispielsweise ein initialer Wert für die Antriebsleistung zur Bestimmung der initialen Antriebsleistung in der Steuerung des Heizgeräts hinterlegt sein. Weiterhin kann das Verfahren zum Beispiel bei mehreren oder sogar bei jeder Inbetriebnahme des Heizgeräts durchgeführt werden, um beispielsweise die Steuerung des Heizgeräts an veränderliche Umgebungsbedingungen anpassen zu können. Zur Bestimmung der initialen Antriebsleistung kann in diesem Zusammenhang zum Beispiel auf den hinterlegten initialen Wert für die Antriebsleistung oder auf einen in einer vorhergehenden Durchführung des Verfahrens zum Erreichen der vordefinierten Soll-Heizleistung angepassten Wert für die Antriebsleistung zurückgegriffen werden.
  • Das Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass eine Leistungsregelung mittels Energiemessung durchgeführt werden kann. Die Leistungsregelung kann insbesondere zum Ausgleich der Einflüsse verschiedener Zuluftanlagen und/oder Abgasanlagen und/oder Umgebungsbedingungen (wie etwa Umgebungstemperaturen und/oder Umgebungsdrücke) auf die Geräteleistung bzw. Heizleistung eines Heizgeräts beitragen. Das Verfahren ermöglicht (somit) in vorteilhafter Weise, dass die Einflüsse verschiedener Zuluftsysteme, Abgassysteme und/oder Umgebungsbedingungen auf die Heizleistung eines Heizgeräts zumindest teilweise berücksichtigt oder sogar zumindest teilweise ausgeglichen werden können.
  • Bei dem Heizgerät handelt es sich in der Regel um ein Heizgerät für ein Gebäude. Weiterhin kann es sich bei dem Brennstoff beispielsweise um einen fossilen Brennstoff, wie etwa (Flüssig- und/oder Erd-)Gas oder (Erd-)Öl handeln. Bei dem Flüssigkeitskreislauf kann es sich zum Beispiel um einen Wasserkreislauf handeln. An den Flüssigkeitskreislauf können ein oder mehrere Heizkörper zur Beheizung des Gebäudes oder eines Teils davon angeschlossen sein. Zur Übertragung von Wärme von dem Brenner in den Flüssigkeitskreislauf kann ein Wärmetauscher vorgesehen sein. Dieser Wärmetauscher kann zwischen dem Brenner und dem Flüssigkeitskreislauf angeordnet sein. Weiterhin kann der Wärmetauscher dem Brenner zugeordnet sein bzw. innerhalb des Heizgeräts und/oder im Bereich des Brenners gebildet sein. Die Steuerung kann beispielsweise mittels einer Steuereinrichtung des Heizgeräts realisiert sein. So kann die Steuerung, wie etwa ein (Computer-)Programm zur Steuerung des Heizgeräts in der Steuereinrichtung implementiert sein.
  • Bei dem Heizgerät kann es sich vorzugsweise um ein Gasheizgerät handeln. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Heizgerät, welches dazu eingerichtet ist, einen oder mehrere (gasförmige) fossile Brennstoffe wie etwa Flüssiggas und/oder Erdgas, ggf. unter Zufuhr von Umgebungsluft aus einem Gebäude oder der Umgebung zu verbrennen, um Energie zur Erwärmung eines Wasserkreislaufs zum Heizen des Gebäudes oder eines Teils davon zu erzeugen. Beispielsweise kann es sich bei dem Heizgerät um ein sogenanntes Gas-Brennwertgerät handeln. Das Heizgerät weist in der Regel zumindest einen Brenner und zumindest eine Fördereinrichtung, wie etwa ein Gebläse auf, die ein Gemisch von Brennstoff (Gas) und Verbrennungsluft (durch einen Gemischkanal des Heizgeräts) zum Brenner fördern kann.
  • Durch die Verbrennung entstehendes Abgas kann durch ein (internes) Abgasrohr des Heizgeräts zu einer (ggf. gemeinsamen bzw. mehrfachbelegten) Abgasanlage (des Gebäudes) geführt werden. An dieser (gemeinsamen bzw. mehrfachbelegten) Abgasanlage können mehrere Heizgeräte angeschlossen sein. Durch die Verbrennung entstehendes Abgas kann (somit) beispielsweise über ein Abgassystem von dem Brenner abgeführt werden. Das Abgassystem kann ein (heizgerät-internes) Abgasrohr und zumindest einen Teil einer (heizgerät-externen) Abgasanlage (des Gebäudes) umfassen. Die Abgasanlage kann über mindestens einen Schornstein in die Umgebung um das Gebäude münden. Das Heizgerät kann an verschiedene Abgasanlagen angeschlossen werden. Somit kann ein sich von dem Heizgerät bis hin zur Umgebung erstreckender Abgasweg (abgasanlagen-spezifisch) verschieden, insbesondere unterschiedlich dimensioniert, beispielhaft unterschiedlich lang sein. Durch das hier beschriebene Verfahren können die Einflüsse verschiedener Abgasanlagen und/oder Abgaswege auf die Geräteleistung bzw. Heizleistung des Heizgeräts in vorteilhafter Weise berücksichtigt und/oder möglichst ausgeglichen werden.
  • Für die Verbrennung einsetzbare (Zu- bzw. Verbrennungs-)Luft kann beispielsweise über ein Zuluftsystem einer Mischstelle zum Mischen von Brennstoff und Luft zu dem Brennstoff-Luft-Gemisch (und somit dem Brenner) zugeführt werden. Die Mischstelle ist üblicherweise in dem Heizgerät gebildet und in der Regel über einen Gemischkanal dem Brenner verbindbar. Das Zuluftsystem kann ein (heizgerät-internes) Zuluftrohr (das an der Mischstelle mündet) und zumindest einen Teil einer (heizgerät-externen) Zuluftanlage (des Gebäudes) umfassen. Die Zuluftanlage kann zum Beispiel über mindestens ein Ansaugrohr in die Umgebung um das Gebäude münden. Das Heizgerät kann an verschiedene Zuluftanlagen angeschlossen werden. Somit kann ein sich von dem Heizgerät bis hin zur Umgebung erstreckender Zuluftweg (zuluftanlagen-spezifisch) verschieden, insbesondere unterschiedlich dimensioniert, beispielhaft unterschiedlich lang sein. Durch das hier beschriebene Verfahren können die Einflüsse verschiedener Zuluftanlagen und/oder Zuluftwege auf die Geräteleistung bzw. Heizleistung des Heizgeräts in vorteilhafter Weise berücksichtigt und/oder möglichst ausgeglichen werden.
  • An der Mischstelle kann eine Mischung der Zuluft mit Brennstoff in einem vorbestimmbaren und/oder möglichst gleichbleibenden Mischungsverhältnis erfolgen. Das Mischungsverhältnis kann beispielsweise fest vorgegeben oder (manuell bzw. von einem Installateur oder Fachhandwerker) einstellbar sein. Nach einer Einstellung des Mischungsverhältnisses wird dieses in der Regel (bis zu einer ggf. erneuten Einstellung) möglichst konstant gehalten. Somit wirkt sich eine Abweichung des Fördervolumens der Fördereinrichtung üblicherweise (insbesondere pneumatisch und/oder elektronisch) auch (unmittelbar) auf die zugeführte Brennstoffmenge und somit die Heizleistung aus. Das Mischungsverhältnis ist insbesondere über einen sogenannten Brennstoff-Luftverbund des Heizgeräts, insbesondere mittels einer Gasarmatur des Heizgeräts einstellbar und/oder möglichst konstant haltbar.
  • Bei dem Gebäude kann es sich grundsätzlich um ein Wohngebäude und/oder ein gewerblich genutztes Gebäude handeln. Das Heizgerät kann dabei insbesondere zur Beheizung nur eines Teils des Gebäudes, wie etwa einer einzelnen Wohnung und/oder eines einzelnen Raumes genutzt werden. Alternativ oder kumulativ kann das Heizgerät auch zur Beheizung eines Wassersystems (z.B. Heizungswasserkreislauf) des Gebäudes oder einer Wohnung zum Einsatz kommen.
  • In Schritt a) erfolgt ein Betreiben des Heizgeräts mit einer bestimmten, initialen Antriebsleistung der Fördereinrichtung. Das Betreiben des Heizgeräts umfasst insbesondere ein Betreiben des Brenners und/oder ein Erwärmen zumindest eines Teils des Flüssigkeitskreislaufs, während die Fördereinrichtung mit der initialen Antriebsleistung, wie etwa einer bestimmten elektrischen Antriebsleistung eines Motors der Fördereinrichtung und/oder einer bestimmten Motordrehzahl der Fördereinrichtung betrieben wird. Beispielsweise kann mindestens ein initialer Wert für die Antriebsleistung zur Bestimmung der initialen Antriebsleistung in der Steuerung des Heizgeräts hinterlegt sein. Der initiale Wert kann beispielsweise fest hinterlegt (zum Beispiel fest einprogrammiert) sein oder manuell und/oder automatisch anpassbar bzw. vorgebbar sein. Zum Beispiel kann der initiale Wert von einem Installateur bzw. Fachhandwerker oder einem Benutzer des Heizgeräts (bedarfsweise) angepasst oder vorgegeben werden. Der initiale Wert für die Antriebsleistung zur Bestimmung der initialen Antriebsleistung kann beispielsweise so gewählt werden, dass damit erwartungsgemäß (zum Beispiel basierend auf Erfahrungen mit einer Referenz-Abgasanlage, einer Referenz-Zuluftanlage und/oder Referenz-Umgebungsbedingungen) die Soll-Heizleistung erreicht werden kann. Weiterhin kann der initiale Wert beispielhaft automatisch zum Beispiel von der Steuerung selbst, etwa in Abhängigkeit eines in einer vorhergehenden Durchführung des Verfahrens zum Erreichen der vordefinierten Soll-Heizleistung angepassten Werts für die Antriebsleistung angepasst oder vorgegeben werden.
  • In Schritt b) erfolgt ein Ermitteln einer Ist-Heizleistung des Heizgeräts, die bei der initialen Antriebsleistung der Fördereinrichtung an den Flüssigkeitskreislauf abgegeben wird. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass die Heizleistung ermittelt wird, die in den Flüssigkeitskreislauf von dem Heizgerät eingetragen wird, während die Fördereinrichtung mit der initialen Antriebsleistung betrieben wird. Das Ermitteln kann beispielsweise über eine (sensorische) Energiemessung erfolgen. Beispielsweise kann (sensorisch) der Wärmeaustrag aus dem Brenner und/oder der Wärmeeintrag in den Flüssigkeitskreislauf gemessen werden. Betrachtet man diese Energie(n) bezogen auf eine Zeiteinheit, kann daraus beispielhaft die Ist-Heizleistung ermittelt bzw. berechnet werden. Zum Messen kann beispielsweise eine dem Brenner zugeordnete Sensorik und/oder eine dem Flüssigkeitskreislauf zugeordnete Sensorik verwendet werden. Als Sensoren können beispielsweise Temperatursensoren und/oder Durchflusssensoren zur Anwendung kommen. Als Ist-Heizleistung kann alternativ oder kumulativ auch die Brennerleistung ermittelt werden bzw. die Heizleistung, die von dem Brenner abgegeben wird.
  • In Schritt c) erfolgt ein Anpassen der Steuerung des Heizgeräts in Abhängigkeit der ermittelten Ist-Heizleistung und einer vordefinierten Soll-Heizleistung. Die vordefinierte Soll-Heizleistung ist insbesondere die Heizleistung, die bei der initialen Antriebsleistung der Fördereinrichtung erreicht werden soll. Alternativ oder kumulativ kann die vordefinierte Soll-Heizleistung einen bestimmten Betriebspunkt des Heizgeräts und/oder einer Heizungsanlage (umfassend das Heizgerät und den Flüssigkeitskreislauf) beschreiben. Der Betriebspunkt kann zum Beispiel ein maximaler Betriebspunkt bzw. Voll-Lastpunkt sein. Beispielsweise kann mindestens ein bestimmter Wert zur Definition der vordefinierten Soll-Heizleistung in der Steuerung des Heizgeräts hinterlegt sein. Der bestimmte Wert kann beispielsweise fest hinterlegt (zum Beispiel fest einprogrammiert) sein oder manuell anpassbar bzw. vorgebbar sein. Zum Beispiel kann der bestimmte Wert von einem Installateur bzw. Fachhandwerker oder einem Benutzer des Heizgeräts (bedarfsweise) angepasst oder vorgegeben werden.
  • Die (Ist- und/oder Soll-)Heizleistung kann grundsätzlich die in den Flüssigkeitskreislauf eingetragene (thermische) Leistung und/oder die von dem Brenner abgegebene (thermische) Leistung betreffen. Diese (thermischen) Leistungen können über einen (thermischen) Wirkungsgrad (des Heizgeräts bzw. des Wärmeübergangs von Brenner zu Flüssigkeitskreislauf) ineinander umgerechnet werden.
  • Beispielsweise kann die Steuerung in Abhängigkeit eines Vergleichs zwischen der ermittelten Ist-Heizleistung und der vordefinierten Soll-Heizleistung angepasst werden und/oder sich selbst anpassen. Insbesondere kann die Steuerung in Abhängigkeit einer etwaigen Abweichung bzw. Differenz zwischen der ermittelten Ist-Heizleistung und der vordefinierten Soll-Heizleistung angepasst werden und/oder sich selbst anpassen. Beispielsweise können die Antriebsleistung der Fördereinrichtung und/oder ein Brennstoffanteil des Brennstoff-LuftGemisches erhöht werden, wenn die ermittelte Ist-Heizleistung (deutlich, zum Beispiel um mehr als 5%) unterhalb der vordefinierten Soll-Heizleistung liegt. Somit kann in vorteilhafter Weise eine Leistungsregelung mittels Energiemessung durchgeführt werden.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt c) eine in der Steuerung hinterlegte Vorgabe für die Antriebsleistung der Fördereinrichtung angepasst wird. Die Vorgabe kann zum Beispiel in Form einer Kennlinie, eines Kennfelds, einer mathematischen Funktion und/oder einer Tabelle (zum Beispiel sogenannte "look-up table") realisiert sein. Die Vorgabe kann beispielsweise einer oder mehreren Soll-Heizleistungen jeweils eine bestimmte Antriebsleistung der Fördereinrichtung zuordnen. Die Vorgabe wird dabei insbesondere insgesamt angepasst, sodass beispielsweise alle Zuordnungen von Soll-Heizleistung zu Antriebsleistung gleichzeitig bzw. parallel angepasst werden. Die Vorgabe kann beispielsweise (insgesamt) erhöht werden, wenn die in Schritt b) ermittelte Ist-Heizleistung (deutlich, zum Beispiel um mehr als 5%) unterhalb der vordefinierten Soll-Heizleistung liegt.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt a) ein Gebläse der Fördereinrichtung mit einer bestimmten, initialen Drehzahl betrieben wird. Ein beispielsweise mittels eines Elektromotors antreibbares Gebläse kann eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Fördereinrichtung darstellen. Die Antriebsleistung der Fördereinrichtung kann dabei beispielhaft die elektrische Leistung beschreiben, die dem Elektromotor des Gebläses bereitgestellt wird. Über die Drehzahl des Gebläses kann die Förderleistung der Fördereinrichtung bzw. des Gebläses eingestellt werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt c) eine in der Steuerung hinterlegte Vorgabe für die Drehzahl des Gebläses der Fördereinrichtung angepasst wird. Die Vorgabe kann zum Beispiel in Form einer Kennlinie, eines Kennfelds, einer mathematischen Funktion und/oder einer Tabelle (zum Beispiel sogenannte "look-up table") realisiert sein. Die Vorgabe kann beispielsweise einer oder mehreren Soll-Heizleistungen jeweils eine bestimmte Drehzahl des Gebläses zuordnen. Die Vorgabe wird dabei insbesondere insgesamt angepasst, sodass beispielsweise alle Zuordnungen von Soll-Heizleistung zu Drehzahl gleichzeitig bzw. parallel angepasst werden. Die Vorgabe kann beispielsweise (insgesamt) erhöht werden, wenn die in Schritt b) ermittelte Ist-Heizleistung (deutlich, zum Beispiel um mehr als 5%) unterhalb der vordefinierten Soll-Heizleistung liegt.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt b) die Ist-Heizleistung unter Verwendung von Sensordaten von Sensoren ermittelt wird, die dem Flüssigkeitskreislauf zugeordnet sind. Als Sensoren können in diesem Zusammenhang beispielsweise zwei Temperatursensoren und ein Durchflusssensor zum Einsatz kommen. Von den zwei Temperatursensoren kann beispielsweise einer dem Vorlauf und einer dem Rücklauf des Flüssigkeitskreislauf zugeordnet sein. Bei dem Durchflusssensor kann es sich zum Beispiel um einen Massenstromsensor oder Volumenstromsensor handeln.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt b) die Ist-Heizleistung unter Verwendung eines Wirkungsgrads ermittelt wird, wobei der Wirkungsgrad unter Verwendung von Sensordaten von Sensoren ermittelt wird, die dem Flüssigkeitskreislauf zugeordnet sind. Als Sensoren können in diesem Zusammenhang beispielsweise zwei Temperatursensoren zum Einsatz kommen. Von den zwei Temperatursensoren kann beispielsweise einer dem Vorlauf und einer dem Rücklauf des Flüssigkeitskreislauf zugeordnet sein. Bei der unter Verwendung des Wirkungsgrads ermittelten Ist-Heizleistung handelt es sich insbesondere um eine Ist-Brennerleistung (vom Brenner abgegebene thermische Ist-Leistung). In diesem Zusammenhang kann in Schritt c) ein Anpassen der Steuerung des Heizgeräts in Abhängigkeit der ermittelten Ist-Brennerleistung und einer vordefinierten Soll-Brennerleistung erfolgen. Insbesondere kann die Ist-Brennerleistung in dabei mit einer Soll-Brennerleistung verglichen werden.
  • Es kann alternativ oder kumulativ jedoch auch vorgesehen sein, dass eine Ist-Brennerleistung unter Verwendung eines Wirkungsgrads ermittelt wird, wobei der Wirkungsgrad unter Verwendung von Sensordaten von Sensoren ermittelt wird, die dem Flüssigkeitskreislauf zugeordnet sind, und dass diese Ist-Brennerleistung insbesondere zusätzlich zu einer in Schritt b) ermittelten Ist-Heizleistung, die in den Flüssigkeitskreislauf eingetragen wird, ermittelt wird. Die entsprechende zusätzliche Information über die Ist-Brennerleistung kann beispielsweise dazu beitragen, dass brennerspezifische Kriterien, wie etwa Normierungserfordernisse und/oder Zulassungsanforderungen geprüft werden können.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens vorgeschlagen. 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.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch eine Steuereinrichtung für ein Heizgerät vorgeschlagen, wobei die Steuereinrichtung zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens vorgesehen und eingerichtet ist. Bei der Steuereinrichtung kann es sich zum Beispiel um ein Steuergerät des Heizgeräts handeln, welches zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist. Beispielhaft kann das Steuergerät einen Prozessor (Controller) umfassen, der zumindest einen Teil des Verfahrens ausführen kann. Hierzu kann der Prozessor beispielsweise das Computerprogramm ausführen, wozu der Prozessor etwa auf das Speichermedium zugreifen kann. Dazu kann das Speichermedium einen Bestandteil des Steuergeräts darstellen oder mit diesem verbindbar sein.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Heizgerät vorgeschlagen. Dabei weist das Heizgerät eine hier beschriebene Steuereinrichtung auf. Weiterhin kann das Heizgerät oder eine Heizungsanlage, umfassend das Heizgerät und den Flüssigkeitskreislauf, zur Durchführung des Verfahrens eine entsprechende Sensorik umfassen, wie etwa zwei Temperatursensoren und eine Durchflusssensor.
  • Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Computerprogramm, dem Speichermedium, der Steuereinrichtung und/oder dem Heizgerät auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Figuren detailliert erläutert. Es stellen dar:
    • Figur 1: schematisch einen beispielhaften Ablauf eines hier beschriebenen Verfahrens, und
    • Figur 2: schematisch einen beispielhaften Aufbau eines hier beschriebenen Heizgeräts.
  • Figur 1 zeigt schematisch einen beispielhaften Ablauf eines hier beschriebenen Verfahrens zur Anpassung einer Steuerung eines Heizgeräts 1, bei dem das Heizgerät 1 eine Fördereinrichtung 2 zum Fördern eines Brennstoff-Luft-Gemischs und einen Brenner 3 zur Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemischs aufweist, und wobei mittels des Brenners 3 erzeugte Wärme in einen Flüssigkeitskreislauf 14 eines Gebäudes übertragbar ist (vgl. Fig. 2). Die mit den Blöcken 110, 120 und 130 dargestellte Reihenfolge der Schritte a), b) und c) ist beispielhaft und kann so zum Beispiel während eines regulären Betriebsablaufs zur Durchführung des Verfahrens durchlaufen werden.
  • In Block 110 erfolgt gemäß Schritt a) ein Betreiben des Heizgeräts 1 mit einer bestimmten, initialen Antriebsleistung der Fördereinrichtung 2. In Block 120 erfolgt gemäß Schritt b) ein Ermitteln einer Ist-Heizleistung des Heizgeräts 2, die bei der initialen Antriebsleistung der Fördereinrichtung 2 an den Flüssigkeitskreislauf 14 abgegeben wird. In Block 130 erfolgt gemäß Schritt c) ein Anpassen der Steuerung des Heizgeräts 1 in Abhängigkeit der ermittelten Ist-Heizleistung und einer vordefinierten Soll-Heizleistung.
  • Beispielsweise kann in Schritt c) eine in der Steuerung hinterlegte Vorgabe für die Antriebsleistung der Fördereinrichtung 2 angepasst werden.
  • Figur 2 zeigt schematisch einen beispielhaften Aufbau eines hier beschriebenen Heizgeräts 1. Das Heizgerät 1 weist eine Steuereinrichtung 7 auf. Die Steuereinrichtung 7 ist zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens vorgesehen und eingerichtet.
  • Beispielsweise kann in Schritt a) ein Gebläse der Fördereinrichtung 2 mit einer bestimmten, initialen Drehzahl betrieben wird. In diesem Zusammenhang kann weiterhin in Schritt c) eine in der Steuerung hinterlegte Vorgabe für die Drehzahl des Gebläses der Fördereinrichtung 2 angepasst werden.
  • In Figur 2 ist weiterhin veranschaulicht, dass in Schritt b) die Ist-Heizleistung unter Verwendung von Sensordaten von Sensoren 6, 9, 11 ermittelt werden kann, die dem Flüssigkeitskreislauf 14 zugeordnet sind. Hierzu können beispielsweise zwei Temperatursensoren 6, 11 und ein Durchflusssensor 9 zum Einsatz kommen. Von den zwei Temperatursensoren 6, 11 kann beispielsweise einer dem Vorlauf und einer dem Rücklauf des Flüssigkeitskreislauf zugeordnet sein. Bei dem Durchflusssensor 9 kann es sich zum Beispiel um einen Massenstromsensor oder Volumenstromsensor handeln.
  • In Figur 2 ist auch veranschaulicht, dass in Schritt b) die Ist-Heizleistung oder eine zusätzlich Information über die Ist-Brennerleistung unter Verwendung eines Wirkungsgrads ermittelt werden kann, wobei der Wirkungsgrad unter Verwendung von Sensordaten von Sensoren 6, 11 ermittelt wird, die dem Flüssigkeitskreislauf 14 zugeordnet sind. Hierzu können beispielsweise zwei Temperatursensoren 6, 11 zum Einsatz kommen. Von den zwei Temperatursensoren 6, 11 kann beispielsweise einer dem Vorlauf und einer dem Rücklauf des Flüssigkeitskreislauf zugeordnet sein.
  • Eine beispielhaft und besonders vorteilhafte Ausführungsvariante des Verfahrens und des Heizgeräts 1 wird nachfolgend anhand der Darstellung nach Figur 2 näher beschrieben:
  • Das Heizgerät 1 (zum Beispiel ein Gas-Brennwertgerät) ist mit einem Brennersystem ausgerüstet, bei dem vor einem beispielhaft in der Form eines Gebläses ausgeführten Fördereinrichtung 2 der Brennstoff, hier beispielhaft Gas und die Verbrennungsluft zusammengeführt werden. Dieses Gemisch wird dann von Fördereinrichtung 2 bzw. dem Gebläse über einen Gemischkanal 12 zum Brenner 3 transportiert, wo dann die Verbrennung stattfindet.
  • Das Gas wird von einer Gasarmatur 5 in Abhängigkeit der Gebläsedrehzahl bereitgestellt. Die durch die Verbrennung entstehenden Abgase werden durch ein internes Abgasrohr 10 zur Abgasanlage 15 geführt, nachdem sie beispielsweise mittels eines Wärmetauschers 13 heruntergekühlt worden sind. Die Energie wird durch den Wärmtauscher 13 an einen hier beispielhaft als Wasserkreislauf gebildeten Flüssigkeitskreislauf 14 übertragen. Vor und hinter dem Wärmetauscher 13 ist jeweils ein Temperatursensor 6, 11 (zum Beispiel ausgeführt als NTC) angebracht. Der Temperatursensor 6 bildet einen Vorlauftemperatursensor und der Temperatursensor 11 einen Rücklauftemperatursensor. Im Wasserweg zum oder vom Wärmetauscher 13 ist zudem ein Wasservolumenstrom oder Wassermassenstromsensor 9 angebracht.
  • Durch eine Auswertung der Messdaten des (Vorlauf-)Temperatursensors 6, des (Rücklauf-)Temperatursensors 11 und des Wassermassenstromsensors 9 kann man dann die aktuelle Leistung, die in das Heizsystem bzw. von dem Heizgerät 1 in den Flüssigkeitskreislauf 14 abgebeben wird, berechnen. Hierzu kann beispielsweise folgende Formel aus der Wärmeübertragungslehre verwendet werden: Q ab = m * c pk * dT
    Figure imgb0001
  • Dabei bezeichnet Qab die abgegebene Wärmeenergie, m die Wassermasse, cpk die spezifische Wärmekapazität und dT den Temperaturunterschied zwischen dem (Vorlauf-)Temperatursensor 6 und dem (Rücklauf-)Temperatursensor 11. Durch zeitliche Ableitung erhält man hieraus die Heizleistung, die in den Flüssigkeitskreislauf 14 eingetragen bzw. abgegeben wird.
  • Teilt man diesen Wert durch den zu erwartenden Wirkungsgrad des Heizgeräts 1 bzw. des Wärmeübergangs im Wärmetauscher 13 von dem Heizgerät 1 in den Flüssigkeitskreislauf 14, so erhält man die zugeführte Leistung bzw. die Brennerleistung, die das Heizgeräts 1 in den Wärmetauscher 13 einträgt. Der zu erwartende Wirkungsgrad kann beispielsweise abgeleitet werden aus der mittleren Wassertemperatur im Wärmetauscher 13 (TVL-TRL)/2 oder nur von der Vorlauftemperatur oder Rücklauftemperatur. Entsprechende Wirkungsgradwerte können zum Beispiel vorab für das jeweilige Heizgerät 1 ermittelt und in der Steuerung bzw. der Steuereinrichtung 7 beispielsweise in der Art einer Kennlinie hinterlegt werden.
  • Zur Durchführung des Verfahrens kann man zunächst die Fördereinrichtung 2 mit der bestimmten, initialen Antriebsleistung antreiben und so hier beispielhaft die Gebläsedrehzahl auf den für die gewünschte Geräteleistung in der Steuerung hinterlegten Wert fahren. Dann kann man die nach oben beschriebener Vorgehensweise ermittelte, tatsächliche Heizleistung (die in den Flüssigkeitskreislauf 14 eingetragen wird) mit dem gewünschten Wert (Qsoll) vergleichen. Bei Vorliegen einer so ermittelten Regelabweichung kann dann die Gebläsedrehzahl (dementsprechend) angehoben oder abgesenkt werden, bis die gewünschte Leistung erreicht ist. Die über den Wirkungsgrad ermittelte Brennerleistung kann als zusätzliche Information bereitgestellt werden.
  • Durch das hier beschriebene Verfahren können in vorteilhafter Weise unterschiedliche Varianten bzw. Ursachen von Druckverlusten in der Zuluftanlage und/oder der Abgasanlage, insbesondere hervorgerufen durch unterschiedliche Längen, Einbauten, Wind bzw. Wetterverhältnisse, möglichst kompensiert werden.
  • Somit wird ein Verfahren angegeben, mittels welchem die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise gelöst werden können. Insbesondere kann das Verfahren ermöglichen, die Einflüsse verschiedener Zuluftsysteme, Abgassysteme und/oder Umgebungsbedingungen auf die Heizleistung eines Heizgeräts zumindest teilweise berücksichtigen oder ausgleichen zu können.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Heizgerät
    2
    Fördereinrichtung
    3
    Brenner
    4
    Luftansaugrohr
    5
    Gasventil
    6
    Temperatursensor
    7
    Steuereinrichtung
    8
    Gaszuführungsrohr
    9
    Wassermassenstromsensor
    10
    Abgasrohr
    11
    Temperatursensor
    12
    Gemischkanal
    13
    Wärmetauscher
    14
    Flüssigkeitskreislauf
    15
    Abgasanlage

Claims (14)

  1. Verfahren zur Anpassung einer Steuerung eines Heizgeräts (1), wobei das Heizgerät (1) eine Fördereinrichtung (2) zum Fördern eines Brennstoff-Luft-Gemischs und einen Brenner (3) zur Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemischs aufweist, und wobei mittels des Brenners (3) erzeugte Wärme in einen Flüssigkeitskreislauf (14) eines Gebäudes übertragbar ist, umfassend zumindest folgende Schritte:
    a) Betreiben des Heizgeräts (1) mit einer bestimmten, initialen Antriebsleistung der Fördereinrichtung (2),
    b) Ermitteln einer Ist-Heizleistung des Heizgeräts (2), die bei der initialen Antriebsleistung der Fördereinrichtung (2) an den Flüssigkeitskreislauf (14) abgegeben wird,
    c) Anpassen der Steuerung des Heizgeräts (1) in Abhängigkeit der ermittelten Ist-Heizleistung und einer vordefinierten Soll-Heizleistung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren während einer ersten Inbetriebnahme des Heizgeräts in einem Gebäude durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei dem Brennstoff um ein FlüssigGas handelt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei dem Brennstoff um ein Erd-Gas handelt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt c) eine in der Steuerung hinterlegte Vorgabe für die Antriebsleistung der Fördereinrichtung (2) angepasst wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt a) ein Gebläse der Fördereinrichtung (2) mit einer bestimmten, initialen Drehzahl betrieben wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei in Schritt c) eine in der Steuerung hinterlegte Vorgabe für die Drehzahl des Gebläses der Fördereinrichtung (2) angepasst wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln gemäß Schritt b) über eine Energiemessung erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt b) die Ist-Heizleistung unter Verwendung von Sensordaten von Sensoren (6, 9, 11) ermittelt wird, die dem Flüssigkeitskreislauf (14) zugeordnet sind.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt b) die Ist-Heizleistung unter Verwendung eines Wirkungsgrads ermittelt wird, wobei der Wirkungsgrad unter Verwendung von Sensordaten von Sensoren (6, 11) ermittelt wird, die dem Flüssigkeitskreislauf (14) zugeordnet sind.
  11. Computerprogramm zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  12. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 11 gespeichert ist.
  13. Steuereinrichtung (7) für ein Heizgerät (1), wobei die Steuereinrichtung (7) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgesehen und eingerichtet ist.
  14. Heizgerät (1) mit einer Steuereinrichtung (7) nach Anspruch 13.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030005892A1 (en) * 2000-01-10 2003-01-09 Baese David C. Water heater with continuously variable air and fuel input
US20030234296A1 (en) * 2002-05-14 2003-12-25 Rixen James M. Heating system
AU2012202470A1 (en) * 2005-09-08 2012-05-17 Primo-Tech Pty Ltd Fluid Heater

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2504807B (en) 2012-05-11 2020-02-12 Fisher Rosemount Systems Inc Methods and apparatus to control combustion process systems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030005892A1 (en) * 2000-01-10 2003-01-09 Baese David C. Water heater with continuously variable air and fuel input
US20030234296A1 (en) * 2002-05-14 2003-12-25 Rixen James M. Heating system
AU2012202470A1 (en) * 2005-09-08 2012-05-17 Primo-Tech Pty Ltd Fluid Heater

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