DE3108670A1

DE3108670A1 - Messeinrichtung

Info

Publication number: DE3108670A1
Application number: DE19813108670
Authority: DE
Inventors: Adolf Dr. 4010 Hilden Dittrich; Lothar Ing.(grad ) 4503 Dissen Groebert
Original assignee: UNIVERSA HEIZUNGSSYSTEME GmbH
Current assignee: UNIVERSA HEIZUNGSSYSTEME GmbH
Priority date: 1981-03-07
Filing date: 1981-03-07
Publication date: 1982-09-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßgerät nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Meßgeräte dieser Art sind zur Anzeige charakteristischer Betriebswerte wie etwa der Kesselvorlauftemperatur (oder auch zu Druckanzeigen) bekannt und dienen dazu, einzelne Betriebssollwerte kontrollierbar zu machen.
Nach der eizkostenentwicklung ist in neuerer Zeit auch das Erfordernis dringender geworden, Feuerungen von Heizungsanlagen äußerst ökonomisch zu betreiben, wobei regelmäßig die Betriebswerte nur mit einer Mehrzahl verschiedener Meßwerte erfaßbar sind. In "Heizenergie-Sparbuch", A. Dittrich, Stadtplanverlag Inge Dittrich, Kiefernweg 22, 4010 Hilden, sind Meßmethoden und Rechenverfahren für die Berechnung von Verlusten und Nutzungsgraden einer Feuerung und auch Mittel zur Verbesserung von Anlagen anhand der sich ergebenden Daten beschrieben. Der Fachmann wie der Heizungsbenutze kann mit dort angegebenen Meßmethoden und Rechenverfahren-momentane oder über Tage, Wochen, Monate oder Jahre gemittelte Nutzungsgrade "von Hand" berechnen.
Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die Berechnung des Nutzungsgrades in einer Feuerung gerätetechnisch zu verwirklichen und dadurch die Möglichkeit zu einer laufenden Gesamtüberwachung des Feuerungs-Nutzungsgrades zu erstellen, so daß ein ökonomischer Betrieb der Heizung durchgeführt werden kann und Fehleinstellungen, Störungen u. dgl. frühzeitig erkennbar sind.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit einer MeB-einrichtung nach dem Anspruch 1 gelöst.
Vor den bisher üblichen Einzelanzeigen für einen oder für wenige Meßwerte abgehend schafft die Meßeinrichtung nach der Erfindung eine Anzeige miteinander in ggf.
komplexer Weise verknüpfter Meßwerte und damit eine Anzeige für den Nutzungsgrad der Feuerung, die dem Benutzer jederzeit haushälterische Kalkulationen wie auch insbesondere Nachprüfungen erlaubt, ob die Feuerung (noch) wirtschaftlich arbeitet, wobei sowohl absolute Verschlechterungen der Betriebseigenschaften einer Feuerung wie auch der Vergleich zu immer weiter vervollkmneten, moderneren Heizungsanlagen zu ungünstigen Werten führen kann. So können im Laufe der Zeit bei alten Anlagen aufgetretene Betriebsverschlechterung n erkannt und gegen ein Wiederauftreten überwacht werden.
Auch moderne Feuerungen verlangen einen Überwachungs aufwand, der um so höher anzusehen ist, je komplexer sie werden.
Eine hier in Betracht gezogene Verknüpfung der Meßwerte setzt aber auch voraus, daß diese nicht etwa in herkömmlicher Weise wie etwa bei Temperatur- oder Druckmessern mehr oder weniger direkt auf eine Zeiger-Auslenkung wirken, hier sind elektrische Signale zu einer komplexeren Verknüpfung vorauszusetzen. Dabei kommen dann eine Vielzahl von Signalformen, d. h., analoge Signale, digitale Signale, Mischformen usw. in Betracht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung anhand einer Schemazeichnung näher erläutert ist. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 Teil eines Feuerungsraums mit einerFeuenag in Draufsicht und Fig. 2 Teil des Feuerungsraums gemäß Fig. 1 in Seitenansicht.
Die in der Zeichnung dargestellte, insgesamt mit 1 bezeichnete Feuerung weist einen Brenner 2 zur Befeuerung mit öl oder Gas auf, deren Zuleitungen im Schema nichtniedeÆ sid, und steht über ein Abgasrohr 3 mit einem Schornstein 4 in Verbindung, der in üblicher Weise in eine Wand 5 eingegliedert ist. Die Zeichnung gibt eine weitere Wand 6 (Fig. 1) und eine Bodenplatte 7 des Feuerungsraums wieder.
An die Feuerung ist weiterhin ein Heizungskreislauf mit einem Vorlauf rohr 8, einem Rücklaufrohr 9, einem Mischer 10, je einer Heizungszu- und ableitung 11,12 und einer Vorlaufpumpe 13 darcestellt. Diese Einzelheiten sind überlicher Art und nur zur Veranschaulichung der typischen Teile einer Heizungsanlage wiedergegeben, ohne das es auf Details ankäme.
Für die Erfindung wesentlich ist demgegenüber eine Meßeinrichtung, deren Schaltungs- und Anzeigeteil 14 an der Wand 6 angebracht sein soll und die über Fühlerleitungen 15,16,17,18-mit Meßfühler 19,20,21 und 22 in Verbindung steht, wobei der Meßfühler 19 den Schaltzustand des Brenners 2 überwacht und damit einen Signal wert für die Feuerungslaufstundenzahl liefert, der Meßfühler 2 die Einschaltung der Feuerung insgesamt, d. h.
sowohl bei Betriebsbereitschaft wie bei Brennereinschaltung meldet, der Meßfühler 21 die Kesselvorlauftemperatur, nämlich die Temperatur des dem Mischer 10 über die Vorlaufleitung 8 zugeführten Wassers mißt, während schließlich der Meßfühler 22 die Abgastemperatu undUoder die Abgaszusammensetzung anhand des Sauerstoff- oder Kohlendioxid-Anteils mißt und über die zugehörige Fühlerleitung an den Schaltungs- und Anzeige teil 14 weitergibt.
Die Schaltung wertet die Signale aus, indem sie diese unter Berücksichtigung der bekannten physikalischen Gesetzmäßigkeiten bzw. trsch]agsforineln (wie sie auch in "Heizeneryie-Sparbuch" a.a.O. angegeben sind) miteinander verknüpft und somit eine Angabe für den Nutzungsgrad erstellt. Die jeweils ermittelte Angabe ist direkt anzuzeigen. Es ist aber auch möglich, die errechneten Werte zu speichern und verzögert bzw. erst nach einer Mittelwertbildung über vorgegebene Zeiträume hin anzuzeigen. Selbstverständich können auch elektronische Übermittlungen zu Auswertungszentralen und/oder Druckausgaben vorgesehen werden, wo immer dieses wie etwa bei zusammengehörigen Baukomplexen, zweckmäßig erscheint.
Der Schaltungsteil kann für die Auswertung mit analogarbeitenden Bauelementen üblicher Art ausgestattet sein, um entweder eine mit Einzelelementen "maßgeschneiderte analoge Schaltung oder auch ein System beschalteter Operationsverstärker - ähnlich dem Analogrechner - zu schaffen. Vorzugsweise jedoch arbeitet der Schaltungsteil mit Rücksicht auf die immer leistungsfähiger, vielfältiger und preisgünstiger bereitstehenden Rechnerschaltungen auf digitaler Basis, bei der sich auch die einfacheren digitalen Langzeit-Speichermöglichkeiten nutzen lassen. Angesichts der grundsätzlich bestehenden Wahlmöglichkeiten, wo die hierzu erforderlichen digitalen Signale erstellt werden sollen, etwa direkt im oder am Meßfühler oder aber im Schaltung und Anzeigeteil 14, hat letzteres den Vorzug, da Analog-Digitalwandler für mehrere Fühlerleitungen eingesetzt werden können und auch gerätetechnisch im Schaltungsteil besser unterbringbar sind.
Dem Ein-Aus-Betrieb der Feuerungen wird eine diskontinuierlich arbeitende Schaltung am besten gerecht, d. h., eine Schaltung, die die eingehenden Meßwerte nicht fortlaufend auswertet, sondern nur in z. B. durch einen Taktgenerator vorgegebenen Zeitabständen, über die eine für vernünftigen Aufschluß ausreichende-Mittelwertbildung möglich ist. Auch kann eine an die Feuerungstätigkeit gekoppelte Nutzungsgradermittlung vorgesehen werden, um eine relativ aktuelle Anzeige zu erhalten.
Daneben oder auch ersatzweise kann ein 1-Tages-Takt eine dem Tageszyklus angepaßte Auswertung im natürlichen Tageszeitraster liefern. Die täglich errechneten Nutzungsgrade können jeweils in hierzu im Schaltungsteil vorzusehenden Speichern festgehalten und ur Mittelwertbildung über Wochen, Monate und insbesondere über das Jahr hinweg festgehalten werden, wobei zweckmäßigerweise eine Abspeicherung in 365-Tages-Einheiten in einer entsprechenden Zahl von Speichern vorzusehen ist. Natürlich können auch wieder die sich jeweils über ein Jahr ergebenden Nutzungsgrad-Mittelwerte zum bedarfsweisen Abruf und Vergleich abgespeichert werden.
Neben der getakteten Arbeitsweise kann - vorzugsweise zusätzlich - auch eine Arbeitsweise auf Tastabruf vorgesehen werden, so daß auf ein besonderes Signal hin, z.B.
per Drucktaste, durch Verknüpfung gespeichert vorliegender Meßsignale ein Nutzungsgrad ausgeworfen wird. Bei Reparaturen, im Versuchsbetrieb usw. ist es allerdings oft unzweckmäßig, mit gespeicherten Werten zu arbeiten (die ggf. inzwischen abgeänderten Betriebszustände darstellen). Hier kann der Schaltungsteil einen Verzögerung;-kreis aufweisen, der auf Tastabruf eine vorgegebene Zeit oder besser noch eine vorgegebene Zahl von Brennlauf zyklen registriert und dann die Verknüpfung der Signale auslöst. Damit ist sichergestellt,-daß der auf Abruf ermittelte Nutzungsgrad nur den nach dem Abruf vorliegenden Betriebszustand berücksichtigt. Zweckmäßig -wird vom Schaltungsteil her die Ausgabe eines Quittiersignals, etwa eines Leucht- oder Tonsignals vorgesehen, damit der verzögert abgeschlossene Meßablauf frühestmöglich wahrgenommen wird.
Es versteht sich, daß die im Ausführungsbeispiel vorgesehenen Meßfühler ein Spektrum von Meßwerten erfassen, das je nach den Ansprüchen für die Präzision und den Aussagewert des ausgegebenen Nutzungsgrades sowohl verringert wie auch erweitert werden kann. Im einfache en Fall wird man mit einem bei Inbetriebnahme ermittelten Wert für den Betriebsbereitschaftsverlust, der ständig mittels der Kesselvorlauftemperatur korrigiert wird, und der Feuerungslaufstundenzahl, d. h. mit den Meßfühlern 19 und 21 einen ersten brauchbaren Anhalt für den Nutzungsgrad erlangen können. Die für die Berechnung durchaus wichtige Betriebsbereitschaftszeit erstreckt sich oft über viele Monate oder ist sogar durch Mietverträge u. dgl. vorgegeben, so daß deren Berücksichtigung auch durch eine Handeingabe erfolgen kann, um einen Jahres-Nutzungsgrad zu ermitteln.
Der Abgas fühler 22 kann Aufschluß über die Abgasverluste liefern. In dieser Hinsicht ist sowohl die Temperatur des Abgases wie auch dessenzusamxsetzung von Interesse. Für die Zusammensetzung kann z. B. der Sauerstoffanteil gemessen werden, um aus diesem den Kohlendioxid-Anteil zu ermitteln.
Weitere Daten können bei Bedarf zusätzlich herangezogen werden. Soweit es sich hierbei allerdings um nicht oder kaum veränderliche Daten einer Heizungsanlage handelt, besteht auch die Möglichkeit, diese einmalig oder nur sproradisch einzugeben und dann im Schaltungs- oder Anze igeteil 14 gespeichert zu halten. Zweckmäßig ist in dieser Hinsicht insbesondere ein Sonderschaltungsteil, der üble: einen SteckanschluS dem Anzeige- und Schaltungsteil 14 angegliedert wird und der mit Sondermeßfühlern verbunden ist. Nachdem die Sondermeßfühler in Einsatz gebracht und über einen für die Meßwerte repräsentativen Zeitraum: betrieben sind, können die Meßwerte oder sich eir aus diesen ergebener Schlüsselwert in den Anzeige- ud Schaltungsteil 14 umgespeichert werden. Danach steht der Sonderschaltungsteil zum anderweitigen Einsatz zur Verfügung.
Es versteht sich, daß bei der Zahl der so ermittelten Meßdaten nicht nur der Nutzungsgrad, sondern auch andere Kennwerte für die Anlage gespeichert, errechnet und/oder angezeigt werden können. Insbesondere können Grenzwerte überwacht und auf diese Weise Störungen oder Fehler einer Heizungsanlage zur Anzeige gebracht werden. Hinsichtlich der Anzeige ist es dabei zweckmäßig, wenn die Schaltung mit einem digitalen Anzeigegeräte verbunden ist, so daß sich neben der Genauigkeit einer solchen Anzeige auch zusätzliche Anzeigemöglichkeiten durch die Art der Kodierung ergeben. So kann die Anzeigeeinrichtung neben den Nutzungsgrad oder Störungsmeldungen auch die Meßwerte auf Abruf oder in einem Anzeigezyklus ausgeben, um ein vollständiges Bild des Betriebs der Feuerung zu erhalten.

Claims

Patentansprüche: Meßeinrichtung für im Ein-Aus-Betrieb arbeitende Feuerungen von Heizungsanlagen mit zumindest einem Meßfühler für die Kesselvorlauftemperatur und einer mit dem Meßfühler verbundenen Anzeigeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (14 bis 22) mehrere, jeweils elektrische Signale liefernde Meßfühler (19 bis 22) aufweist, mit denen zumindest der Meßwert für die Kesselvorlauft-emperatur und zumindest ein Meßwert für die Feuerungslaufstundenzahl erfaßt und zu einem Anzeigewert für den Nutzungsgrad der Feuerung miteinander verknüpft werden.
2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfühler einen Zeitmeßfühlei (20) für die Betriebsbereitschaftszeit umfassen.
3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfühler zumindest einen Temperatur meßfühler (22) für die Abgastemperatur umfassen.
4. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfühler zumindest einen Fühler (22) für eine Abgasanalyse umfassen.
5. Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (22) zur Abgasanalyse ein Meßfühler für den Sauerstoffgehalt ist.
6. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einem Teil der Meßfühler (19 bis 22) eine Speichereinrichtung für eine Mittelwert- bzw. Summenbildung zugeordnet ist.
7. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine diskontinuierlich arbeitende elektronische Schaltung (14) zur Verknüpfung der elektrischen Signale der Meßfühler aufweist.
8. Meßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (14) im Taktbetrieb arbeitet.
9. Meßeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichent, daß die Schaltung (14)- in einem Takt von 1 1 bis 2 Stunden arbeitet.
10. Meßeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (14) zumindest teilweise in einem 1-Tages-Takt arbeitet.
11. Meßainrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schaltung (14) eine Verknüpfung der Meßsignale auf Tastabruf ausführt.
12. Meßeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schaltung (14) einen Verzögerungskreis aufweist, der auf Tastabruf eine vorgeqebe?e Zahl von Brennerlaufzyklen registriert und dann die Verknüpfung der Signale auslöst.
13. Meßeinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (14) bei Abschluß der Signalverknüpfung ein Quittiersignal ausgibt.
14. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest einen Speicher für das VerknüpunqssignaI aufweist.
15. Meßeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichent, daß der Speicher zur Ermittlung eines Jahresnutzungsgrades zumindest 365 (Tages-) Speicherplätze aufweist.
16. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sondermeßfühler, einer diesen Meßfühlern zugeDineten Sonderschaltungsteil und zumindest einen Speicher für von dem Sonderschaltung -teil ausgegebene Werte umfaßt, wobei der Sonderschaltung -teil mit seinen Meßfühlern im Normalbetrieb abgeschaltet ist.
17. Meßeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß der Sonderschaltungsteil mitsamt den Sondermeßfühlern als abtrennbare Baueinheit ausgebildet ist.
18. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16 dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (14) als digitale Schaltung ausgeführt ist.
19. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18 dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung besondere Störungsund Fehlermeldungen an ein zur Wiedergabe solcher Meldungen Anzeigegerät ausgibt.
20. Meßeinrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (14) mit einem digitalen Anzeigegerät verbunden ist.
21. Meßeinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eine Abrufeinrichtung zu Anz r -r- chorten MaXwerte aufweist.