Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen von Luft.

Im Stand der Technik ist es bekannt, thermische Energie aus der Verbrennung von beispielsweise Propan, Butan, Benzin oder Dieselkraftstoff zu gewinnen und über einen Wärmetauscher auf ein Fluid, z. B. eine Flüssigkeit wie Wasser oder z. B. Luft zu übertragen (siehe z. B. die DE 10 2019 006 554 A1 , die DE 42 42 382 A1 oder die DE 11 2018 003 288 T5). Dabei werden Propan und Butan gasförmig eingeleitet. Diesel wird in flüssiger Form eingeleitet und verdampft durch Erhitzung. Es ist auch bekannt, dass solche Vorrichtungen sowohl eine Flüssigkeit erhitzen als auch Raumluft erwärmen können. Die von einem Brenner erzeugte thermische Energie wird dabei von dem Wärmetauscher auf die Luft übertragen, welche ein Umluftgebläse an dem Wärmetauscher vorbeitransportiert. Das Umluftgebläse sorgt somit auch dafür, dass von dem Wärmetauscher Wärme abgeführt wird. Funktioniert das Umluftgebläse nicht richtig, so kann der Wärmetauscher Schaden nehmen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zum Erwärmen von Luft vorzuschlagen, bei der das Funktionieren der Vorrichtung und insbesondere des Umluftgebläses überwacht wird.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Erwärmen von Luft, mit einem Gehäuse, einem Brenner, einem Verbrennungsluftgebläse, einer Verbrennungsluftzuführung, einer Brennstoffzufuhr, einer Rauchgasabführung, einem Wärmetauscher, einem Umluftgebläse, einem Temperatursensor, einem Datenspeicher und einer Überwachungseinheit, wobei das Gehäuse zumindest den Brenner, das Verbrennungsluftgebläse, die Brennstoffzufuhr, den Wärmetauscher und das Umluftgebläse umfasst, wobei der Brenner durch das Verbrennen eines Brennstoff-Verbrennungsluft-Gemischs thermische Energie erzeugt, wobei das Verbrennungsluftgebläse dem Brenner Verbrennungsluft aus der Verbrennungsluftzuführung zuführt, wobei die Brennstoffzufuhr dem Brenner Brennstoff zuführt, wobei die Rauchgasabführung durch das Verbrennen des Brennstoff-Verbrennungs- luft-Gemischs entstandenes Rauchgas abführt, wobei der Wärmetauscher die thermische Energie auf die zu erwärmende Luft überträgt, wobei das Umluftgebläse dem Wärmetauscher die zu erwärmende Luft zuführt, wobei der Temperatursensor eine Temperatur der Verbrennungsluft misst, wobei die Überwachungseinheit die Messwerte des Temperatursensors unter Anwendung von Daten, die in dem Datenspeicher hinterlegt sind, auswertet, und wobei die Überwachungseinheit ausgehend von der Auswertung die Vorrichtung - vorzugsweise das Umluftgebläse - überwacht.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Vorrichtung oder vorzugsweise speziell das Umluftgebläse überwacht, indem die Temperatur der Verbrennungsluft ausgewertet wird. Damit wird mittelbar überwacht, ob der Wärmetauscher ausreichend Kühlung durch diejenige Luft erfährt, die von dem Umluftgebläse gefördert wird. Die Verbrennungsluft ist dabei die Luft, welche in die Vorrichtung eingebracht wird, um mit dem Brennstoff dasjenige Gemisch zu bilden, welches in dem Brenner verbrannt wird.

In einer Ausgestaltung erlaubt die Vorrichtung das Erwärmen sowohl von Luft als auch von einer Flüssigkeit, z. B. Wasser.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Vorrichtung in mehreren Leistungsstufen betreibbar ist, und dass die Leistungsstufen über eine Einstellvorrichtung auswählbar sind. In dieser Ausgestaltung kann die Vorrichtung mit unterschiedlichen Leistungsstufen (z. B. 2 kW, 3 kW usw.) betrieben werden, welche von einem Benutzer auswählbar sind.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Überwachungseinheit die Messwerte in Abhängigkeit von der ausgewählten Leistungsstufe auswertet. In dieser Ausgestaltung werden die Messwerte des Temperatursensors in Abhängigkeit von der jeweiligen aktuellen Leistungsstufe ausgewertet. Daher stehen der Überwachungseinheit jeweils Daten darüber zur Verfügung, welche Leistungsstufe gewählt worden ist und welche Leistungsanforderungen die Vorrichtungen aktuell zu erfüllen hat.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Überwachungseinheit die Messwerte in Abhängigkeit von einer Außentemperatur auswertet. In dieser Ausgestaltung wird Rücksicht darauf genommen, dass die Außentemperatur eine gewisse Auswirkung auf das Verhalten der Vorrichtung hat. Die Außentemperatur bezieht sich dabei zumindest auf den Bereich außerhalb der Vorrichtung und vorzugsweise auf den Bereich um den Raum herum, dessen Raumluft die Vorrichtung erwärmt. Erwärmt die Vorrichtung beispielsweise die Raumluft eines Wohnwagens oder eines Wohnmobils, so bezieht sich die Außentemperatur auf die Umwelt um den Wohnwagen bzw. das Wohnmobil herum.

Die Außentemperatur wird in einer Ausgestaltung durch den Temperatursensor erfasst. Die Verbrennungsluft wird vorzugweise dem Außenbereich entnommen. Wird während eines Vorbereitungsschritts, bevor ein Brennvorgang gestartet wird, die Temperatur der Verbrennungsluft gemessen, so wird dies in einer Ausgestaltung als Maß für die Außentemperatur verwendet. In einer alternativen Ausgestaltung ist ein separater Temperatursensor vorhanden, welcher die Außentemperatur erfasst.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Überwachungseinheit die Messwerte dahingehend auswertet, ob ein Temperaturgrenzwert überschritten ist, wobei die Überwachungseinheit in dem Fall, dass der Temperaturgrenzwert überschritten worden ist, einen Temperaturgradienten aus den Messwerten ermittelt, wobei die Überwachungseinheit den ermittelten Temperaturgradienten mit einem Gradientengrenzwert vergleicht und ein Vergleichsergebnis erzeugt, und wobei die Überwachungseinheit in dem Fall, dass das Vergleichsergebnis bedeutet, dass der Gradientengrenzwert überschritten ist, einen Fehler signalisiert. In der Ausgestaltung wird die Überwachungseinheit dann aktiv, wenn ein Grenztemperaturwert überschritten worden ist. Hat der Temperatursensor also eine zu hohe Temperatur gemessen, so wird im nächsten Schritt ein Temperaturgradient ermittelt. Es wird also festgestellt, um welches Maß sich die Temperatur in einem vorgegebenen Zeitintervall entwickelt. Der Temperaturgradient (z. B. in der Einheit °C pro Sekunde) wird dann mit einem Gradientengrenzwert verglichen. In einer Ausgestaltung handelt es sich bei dem signalisierten Fehler um einen Fehler des Umluftgebläses. Diese Signalisierung baut auf der Erkenntnis, dass es zu einer stärkeren Temperaturerhöhung kommen, wenn das Umluftgebläse nicht oder nicht ausreichend arbeitet und daher nicht ausreichend für Abkühlung des Wärmetauschers bzw. der Vorrichtung sorgen kann. Ist der Temperaturgradient größer als der Gradientengrenzwert, so erhitzt sich die Vorrichtung offensichtlich zu schnell. Dies wird darauf zurückgeführt, dass ein Fehler, z. B. des Umluftgebläses vorliegt. Daher signalisiert die Überwachungseinheit in diesem Fall, dass ein solcher Fehler vorliegt. Die Signalisierung besteht in einer Ausgestaltung darin, dass ein Brennvorgang des Brenners unterbrochen wird.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Temperaturgrenzwert und/oder der Gradientengrenzwert abhängig von der ausgewählten Leistungsstufe und/oder der Außentemperatur sind/ist. In dieser Ausgestaltung werden die Parameterdaten für das Aktivwerden und/oder das Erkennen, dass ein Fehler der Vorrichtung oder in einer Ausgestaltung insbesondere des Umluftgebläses vorliegt, in Abhängigkeit von der aktuellen Leistungsstufe und/oder der Außentemperatur verwendet. Somit wird darauf Rücksicht genommen, dass sich die Vorrichtung in Abhängigkeit von der Leistungsstufe bzw. der Außentemperatur anders verhält und dass andere Temperaturen oder Temperaturgradienten auftreten. Somit entnimmt beispielsweise die Überwachungseinheit in Abhängigkeit von der Außentemperatur und/oder der Leistungsstufe dem Datenspeicher einen passenden Wert als Temperaturgrenzwert oder Gradientengrenzwert.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Verbrennungsluftzuführung und die Rauchgasabführung so ausgestaltet und relativ zueinander angeordnet sind, dass eine Übertragung von thermischer Energie zwischen dem Rauchgas und der Verbrennungsluft ermöglicht ist. In dieser Ausgestaltung erwärmt das aus der Vorrichtung austretende Rauchgas die Verbrennungsluft, die von außen in die Vorrichtung eingebracht wird.

Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Vorrichtung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem unabhängigen Patentanspruch nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung.

Die Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Vorrichtung zum Erwärmen von Luft und einer Flüssigkeit. Bei der Luft handelt es sich beispielsweise um die Raumluft eines Wohnwagens oder eines Wohnmobils. Die beiden angedeuteten Anschlüsse - hier auf der rechten Seite - sind mit der Außenwelt um den Raum herum, also um den Wohnwagen bzw. das Wohnmobil herum verbunden. Die Komponenten der Vorrichtung sind hier in ihrem funktionalen Zusammenwirken beschrieben.

Die Vorrichtung verfügt über ein Gehäuse 1 . Darin befindet sich ein Brenner 2, welcher von einem Verbrennungsluftgebläse 3 mit Verbrennungsluft und von einer Brennstoffzufuhr 5 mit einem Brennstoff, z. B. Dieselkraftstoff versorgt wird. Das sich ergebende Gemisch wird in dem Brenner 2 verbrannt, um thermische Energie freizusetzen. Die thermische Energie überträgt der Wärmetauscher 7 auf die Raumluft, die von dem Umluftgebläse 8 an ihm vorbeigeführt wird. Bei der Verbrennung erzeugt der Brenner 2 zudem ein Rauchgas, welches nach dem Wärmetauscher 7 über eine Rauchgasabführung 6 aus der Vorrichtung und auch aus dem Innenraum, dessen Luft erwärmt wird, herausgeführt wird. Die Rauchgasabführung 6 ist dabei so ausgestaltet, dass sie eine verbleibende thermische Energie auf die Verbrennungsluft in der Verbrennungsluftzuführung 4 übertragen und somit vorwärmen kann. Die Leistungsstufe der Vorrichtung kann von einem Benutzer über die Einstellvorrichtung 12 vorgegeben werden. Diese ist hier beispielhaft separat von der Vorrichtung ausgeführt.

Funktioniert im Fehlerfall das Umluftgebläse 8 nicht richtig, so wird von dem Wärmetauscher 7 die thermische Energie nicht abgeführt und er kann Schaden nehmen. Um dies zu verhindern, wird mit dem Temperatursensor 9 die Temperatur der zugeführten Verbrennungsluft 3 gemessen. Der Temperatursensor 9 ist dabei in dieser Ausgestaltung im Innenraum des Gehäuses 1 angeordnet und misst daher die Temperatur der Verbrennungsluft im Gehäuse 1.

Der Zusammenhang zwischen dem Wärmetauscher 7 und der Temperatur der Verbrennungsluft ist in der dargestellten Ausführung dadurch gegeben, dass der Wärmetauscher 7 auch den Innenraum des Gehäuses 1 erwärmt und sich damit auf die in dem Gehäuse 1 geführte Luft auswirkt. Weiterhin hat bei nicht oder nicht richtig arbeitendem Umluftgebläse 8 das Rauchgas eine höhere thermische Energie, welche durch das System aus Rauchgasabführung 6 und Verbrennungsluftzuführung 4 auf die einströmende Verbrennungsluft übertragen wird.

Die Überwachungseinheit 11 wertet die Messwerte des Temperatursensors 9 aus, wobei sie einem Datenspeicher 10 Referenzwerte entnimmt. Zudem erhält sie von der Einstellvorrichtung 12 Informationen darüber, welche Leistungsstufe aktuell ist. In der dargestellten Ausführung sind die Überwachungseinheit 11 und auch der Datenspeicher 10 vom Gehäuse 1 abgesetzt. In einer alternativen - nicht dargestellten - Ausführung befinden sich die Überwachungseinheit 11 und der Datenspeicher 10 im bzw. am Gehäuse 1.

Die Überwachungseinheit 11 benötigt aus dem Datenspeicher 10 Referenzdaten, die von der aktuellen Leistungsstufe und von der Außentemperatur außerhalb des Raumes, den die Vorrichtung erwärmt, abhängen. Die Außentemperatur beschreibt, welche Temperatur die Verbrennungsluft außerhalb des Raums und insbesondere vor einer Wechselwirkung mit der Vorrichtung und deren Komponenten hat. Die Referenzdaten sind einmal ein Temperaturgrenzwert und einmal ein Gradientengrenzwert.

Übersteigt die Temperatur den Temperaturgrenzwert, so wird die Überwachungseinheit 11 aktiv und ermittelt das Maß, um welches sich die Temperatur entwickelt. Es wird also der Gradient der Temperatur bestimmt. Liegt dieser Gradient oberhalb des Gradientengrenzwerts, so ist dies ein Zeichen dafür, dass sich die Vorrichtung zu schnell erhitzt und dass nicht ausreichend thermische Energie abgeführt wird. Daher ist dies ein Zeichen dafür, dass das Umluftgebläse 8 nicht oder nicht ausreichend arbeitet.