Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung
einer Strömungssicherung für Heizgeräte.
Bei raumluftabhängigen kamingebundenen Heizgeräten dient
eine Strömungssicherung als Zugunterbrechung zwischen Heizgerät und Kamin.
Hierdurch können einerseits mehrere Geräte unabhängig voneinander
an einem gemeinsamen Kamin betrieben werden; andererseits dient die Strömungssicherung
dazu, dass Abgasrückstau oder -rückstrom nicht den Betrieb des Heizgerätes
behindert. Kurzfristige Störungen zum Beispiel durch Druckstöße auf
den Kamin werden vom Heizgerät weitestgehend entkoppelt und führen somit
nicht unmittelbar zum Erlöschen der Flamme.
Strömungssicherungen müssen überwacht werden. So ist
es notwendig, dass in dem Fall, in dem die Abgase nicht über einen verschlossenen
Kamin abgeführt werden können, das Heizgerät abgeschaltet wird. Ist
beispielsweise ein Kamin durch ein Storchennest verschlossen, so bildet sich im
Kamin ein Stau. Die Abgase treten sodann durch seitliche Öffnungen der Strömungssicherung
aus. Ist dort ein Abgassensor platziert, so kann erkannt werden, dass die Abgas
an einem unerwünschten Ort austreten und eine Geräteabschaltung initiiert
werden. Bei den Abgassensoren handelt es sich in der Regel um Temperatursensoren
in Form von NTCs (elektrischer Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizient).
Es kann jedoch zu Situationen kommen, in denen trotz freiem Kamin Abgas in den Aufstellraum
austritt, wobei dieser Abgasaustritt nicht mittels der üblichen Sensoren festgestellt
werden kann. In diesem Fall kann über einen weiteren Sensor dieser Austritt
erfasst werden.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, in allen erdenklichen
Betriebszuständen einen sicheren Betrieb des Heizgerätes zu gewährleisten
und Abgasaustritt in den Aufstellraum zu verhindern.
Erfindungsgemäß wird dies gemäß den Merkmalen
des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1 dadurch erreicht, dass unterhalb des
Abgasrohranschlusses und oberhalb einer seitlichen Umlenkung jeweils ein Temperatursensor
angeordnet ist und im Betrieb des Heizgerätes bei Unterschreitung einer bestimmten
Temperaturdifferenz der von den beiden Temperatursensoren erfassten Temperaturen,
das Heizgerät abgeschaltet wird.
Gemäß den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs
2 wird lediglich die Temperatur unterhalb des Abgasrohranschlusses erfasst und bei
Unterschreitung einer vorgegebenen Temperatur das Heizgerät abgeschaltet.
Gemäß den Merkmalen des abhängigen Verfahrensanspruchs
3 wird das Überwachungsverfahren erst nach einer vorgegebenen Betriebszeit
des Heizgerätes aktiviert. Hierdurch wird sichergestellt, dass der instationäre
Anfahrzustand überwunden ist und die Sensoren zumindest annähernd ihre
Betriebstemperatur erreicht haben.
Gemäß den Merkmalen des Vorrichtungsanspruchs 4 wird eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 geschützt.
Gemäß den Merkmalen des abhängigen Vorrichtungsanspruchs 5 ist ein
dritter Temperatursensor vorgesehen, durch den die Funktion der beiden anderen Sensoren
überwacht werden kann.
Die Erfindung wird nun anhand der Figuren detailliert erläutert.
Hierbei zeigen
1 eine Strömungssicherung mit Temperatursensoren
gemäß dem Stand der Technik,
2 eine alternative Strömungssicherung gemäß
dem Stand der Technik und
3 eine erfindungsgemäße Strömungssicherung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt eine Strömungssicherung 1 gemäß
dem Stand der Technik mit einem unteren Abgassammler 2, welcher über
einem nicht dargestellten Wärmetauscher eines Heizgerätes angeordnet ist.
Ein oberer Abgassammler 7 mündet in einen Abgasrohranschluss
3, von welchem ein nicht dargestelltes Abgasrohr in einen Kamin führt.
Im oberen Abgassammler 7 befindet sich ein Leitblech 5 zentral
unterhalb des Abgasrohranschlusses 3. Die Strömungssicherung
1 verfügt über seitliche Öffnungen 6, in denen
sich jeweils Umlenkungen 4 befinden. Die Umlenkungen 4 haben eine
halbkreisförmige Kontur und sind derart angeordnet, dass der nach unten geschlossene
Halbkreis unterhalb der seitlichen Wände des oberen Abgassammlers
7 angeordnet ist. Im unteren Abgassammler 2 als auch oberhalb
einer in einer seitlichen Öffnung 6 befindlichen Umlenkung
4 auf der dem Aufstellraum zugewandten Seite befindet sich jeweils ein
Temperatursensor 8, 9.
Beim normalen Heizbetrieb durchströmen heiße Abgase den
unteren Abgassammler 2 und erhitzen dabei den Temperatursensor
8, der sich im unteren Abgassammler 2 befindet. Durch den thermischen
Auftrieb strömen die Abgase nach oben, passieren sowohl das Leitblech
5 als auch die beiden Umlenkungen 4 auf der jeweils dem Aufstellraum
abgewandten Seite und verlassen durch den oberen Abgassammler 7 und den
Abgasrohranschluss 3 das Heizgerät. Der Temperatursensor
9 oberhalb der in der seitlichen Öffnung 6 befindlichen Umlenkung
4 auf der dem Aufstellraum zugewandten Seite bleibt hierbei, da durch die
Umgebungsluft gekühlt, kalt. Die Temperaturdifferenz zwischen den von den Temperatursensoren
8, 9 gemessenen Temperaturen ist hierbei relativ groß.
Können die Abgase nicht durch den Kamin entweichen, so strömen
die Abgase aus dem oberen Abgassammler 7 und die Umlenkungen
4 in den Aufstellraum. Hierbei passieren Teile der Abgase den Temperatursensor
9, welcher dadurch erhitzt wird. Die Temperaturdifferenz, welche zwischen
den zwei Temperatursensoren 8, 9 nun besteht, ist relativ gering.
Eine Regelung, welche diese zwei Temperaturen erfasst, schaltet das Heizgerät
ab, um eine Gefährdung von Menschen im Aufstellraum zu verhindern.
Unter besonderen Randbedingungen kann es zu einem nicht detektierten
Abgasaustritt in den Aufstellraum kommen, obwohl der Kamin frei ist. Befindet sich
beispielsweise im Aufstellraum eine Dunstabzugshaube, welche Luft aus dem Aufstellraum
in die Umgebung befördert, so entsteht im Aufstellraum ein Unterdruck. Unter
besonders ungünstigen Rahmenbedingungen kann es nun vorkommen, dass die heißen
Abgase des Heizgerätes nicht mehr durch den thermischen Auftrieb in den Kamin
entweichen, sondern durch den Unterdruck im Aufstellraum unterhalb der Umlenkungen
4 in den Aufstellraum durch die Öffnungen 6 geleitet wird.
Der Temperatursensor 9 bleibt hierbei kühl, so dass der Abgasaustritt
nicht erfasst wird.
2 zeigt eine alternative Vorrichtung zur Überwachung
der Strömungssicherung 1 gemäß dem Stand der Technik, bei
der lediglich die Temperatur oberhalb der Umlenkung 4 mittels des Temperatursensors
9 erfasst wird. Überschreitet die mittels des Temperatursensors
9 erfasste Temperatur einen vorgegebenen Schwellwert, so ist dies ein Signal
dafür, dass Abgas in den Aufstellraum austritt. Das Heizgerät wird abgeschaltet.
Auch in diesem Fall wird nicht der Fall erfasst, in dem Abgas durch die seitliche
Öffnung 6 unterhalb der Umlenkung 4 in den Aufstellraum austritt.
3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
welche sich von der Vorrichtung gemäß 1 dadurch
unterscheidet, dass der eine Temperatursensor 8 sich nicht innerhalb des
unteren Abgassammlers 2, sondern im oberen Abgassammler 7 befindet.
Im normalen Heizbetrieb strömen die heißen Abgase durch
den oberen Abgassammler 7, ehe sie in den Kamin entweichen und erhitzen
dabei den Temperatursensor 8, der sich zentral unterhalb des Abgasrohranschlusses
3 befindet. Währenddessen verbleibt der Temperatursensor
9 oberhalb der einen in der seitlichen Öffnung 6 befindlichen
Umlenkung 4 auf der dem Aufstellraum zugewandten Seite kühl. Aufgrund
der großen Temperaturdifferenz der mittels der zwei Temperatursensoren
8, 9 erfassten Temperaturen bleibt das Heizgerät eingeschaltet.
Können die Abgase nicht durch den Kamin entweichen, so strömen
die im oberen Abgassammler angestauten Abgase in die Umlenkungen 4 und
entweichen in den Aufstellraum. Hierbei wird der Temperatursensor 9 erhitzt,
die Temperaturdifferenz zwischen den beiden, mittels der Temperatursensoren
8, 9 erfassten Temperaturen wird geringer, das Heizgerät
wird abgeschaltet.
Herrscht im Aufstellraum ein derartiger Unterdruck, dass die Abgase
nicht in den Kamin strömen, sondern durch die seitlichen Öffnungen
6 unterhalb der Umlenkungen 4 in den Aufstellraum gelangen, so
bleibt die mittels des Temperatursensors 9 erfasste Temperatur niedrig.
Auch gelangen keine Abgase mehr zum Temperatursensor 8 im oberen Abgassammler,
so dass dieser ebenfalls abkühlt. Somit ist die Temperaturdifferenz zwischen
den beiden von den Temperatursensoren 8, 9 erfassten Temperaturen
wiederum relativ gering. Eine Regelung, welche diese beiden Temperaturen erfasst,
schaltet den Brenner der Heizung ab, um einen Abgasaustritt in den Aufstellraum
zu vermeiden.
Es ist auch möglich, lediglich aus der Erfassung der mittels
des Temperatursensors 8 im oberen Abgassammler 7 erfassten Temperatur,
den nicht erwünschten Fall des Abgasaustritts durch Rückstrom in den Aufstellraum
festzustellen. Befindet sich das Heizgerät in Betrieb, so ist im Normalfall
davon auszugehen, dass der Temperatursensor 8 im oberen Abgassammler erhitzt
wird. Ist dieser hingegen kühl, so muss der Sensor durch Rückstrom durch
den Kamin gekühlt worden sein und die Abgase müssen einen anderen Weg
gefunden haben. Das Heizgerät wird sodann abgeschaltet.
War das Heizgerät längere Zeit abgeschaltet, so befinden
sich die Temperatursensoren 8, 9 zunächst auf dem Niveau
der Temperatur des Aufstellraums. Würde das Überwachungsprogramm sofort
mit Freigabe des Brenngases aktiviert, so könnte der Brenner nicht gestartet
werden. Daher ist vorgesehen, dass der Brenner zunächst für einige Sekunden
in Betrieb ist, bevor das Überwachungsprogramm mittels der detektierten Temperaturen
die Funktionsfähigkeit der Strömungssicherung überprüft.