CN117616231A - 用于启动燃烧设备的方法以及具有燃烧设备的加热设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于启动燃烧设备(1)的方法。在此，测量燃烧空气的温度并且预设加热棒(100)的加热能量的与温度相关的期望值。此外，本发明涉及一种具有燃烧设备(1)的加热设备。

Description

用于启动燃烧设备的方法以及具有燃烧设备的加热设备

技术领域

本发明涉及一种用于启动燃烧设备的方法。此外，本发明涉及一种具有燃烧设备的加热设备，所述燃烧设备借助所述方法启动。

背景技术

为了启动用于液态燃料的蒸发器燃烧器首先需要的是，从外部输送热能。通常，将热能通过电操控的点火机构——所谓的加热棒——引入。这种加热棒通过其欧姆内部电阻将电能转换为热能。在通常陶瓷的构件的表面处在此产生高于1000℃的温度。例如DE 102004 062 831A1或DE 19924 329A1致力于启动在加热装置中的燃烧设备。

发明内容

本发明的所基于的目的是，提出一种用于启动燃烧设备的方法，所述方法是尽可能环保的。此外，本发明涉及具有相应地启动的燃烧设备的加热设备。

本发明通过用于启动燃烧设备的方法来实现所述目的，其中在燃烧设备中燃烧由燃烧空气和燃料构成的混合物，其中燃烧设备的燃烧过程由加热棒启动，并且其中所述方法至少具有以下步骤：测量燃烧空气的温度，并且根据测量出的温度来预设加热棒的加热能量的期望值。

在现有技术中，可以在任何外部温度下启动燃烧过程的目的通过如下方式实现，即将输送给加热棒的电能设定为最低温度值。然而，本发明基于以下认识，在较高的温度下可以以较低的加热能量工作。因此，可以在存在较高外部温度的情况下节约电能。此外由此对加热棒的负荷较少。此外，在初始温度较热的情况下缩短启动过程。例如借助在燃烧设备处或在相应类型的燃烧设备处的测量来求取加热能量的与温度相关的期望值。加热棒的电功率在一个设计方案中对于加热能量补充地同样根据预设的期望值设定。

一个设计方案提出，所述方法还包括以下步骤：提高加热棒的加热能量，直至超过加热能量的期望值。替选地，仅达到期望值并且不进行进一步提高。

一个设计方案包含，所述方法还包括以下步骤：根据测量出的温度来预设加热能量的成比例的期望值，其中成比例的期望值小于期望值，并且在达到加热棒的加热能量的成比例的期望值的情况下将燃烧空气传送到燃烧设备中。在一个设计方案中，成比例的期望值处于期望值的50％和100％之间。在本设计方案中，在达到加热棒的期望值之前，燃烧空气已经事先传送到燃烧设备中。在一个设计方案中，成比例的期望值与燃烧空气鼓风机的特性和尤其与鼓风机用于达到期望转速所需的时间相关。

一个设计方案提出，所述方法还包括以下步骤：在达到加热棒的加热能量的期望值的情况下，将燃料传送到燃烧设备中。在已通过加热棒产生期望温度的时刻，在本设计方案中传送燃料，以便通过加热棒的辅助进行蒸发。如果将所述设计方案与前一设计方案组合，则首先输送燃烧空气并且随后输送燃料。因此保证，存在用于燃烧的燃烧空气。

一个设计方案包含，所述方法还包括以下步骤：在燃烧设备中监控：是否存在火焰，预设延迟时间，并且在如下时间点之后，在延迟时间期间运行加热棒，在所述时间点确定火焰的存在。在本实施方式中，加热棒也在识别火焰之后还保持激活一段时间，从而出现可靠的燃烧并且例如火焰不再熄灭，因为还没有构成足够稳定的燃烧比例。在此在一个设计方案中根据测量出的温度来预设延迟时间。在此适用，在低温下延迟时间是更长的而在高温下是更短的。因此出现以下优点，在低温下防止火焰熄灭。在高温下避免通过加热棒出现热声效应。

一个设计方案提出，所述方法还包括以下步骤：在启动开始时将加热棒接通并且以额定功率运行，并且在启动开始时用燃烧空气吹扫燃烧空气在燃烧设备中经过的路径。在本设计方案中，随着燃烧过程的启动首先用燃烧空气吹扫燃烧发生的区域、即例如燃烧室，使得从而可靠地导出烟气或未燃烧的燃料空气混合物的可能留下的残余物。还应当保证，测量被输送的空气的温度的温度传感器也完全地由所述新鲜空气包围并且不由来自燃烧设备(即例如加热设备)的系统中的空气包围。

所述方法的一个设计方案作为前面的设计方案的扩展形式包含，在吹扫路径之后测量燃烧空气的温度。燃烧空气的测量是必要的，以便求取加热功率的期望值。在此，测量在吹扫之后，即在产生用于燃烧设备的明确规定的基本状态之后发生。

一个设计方案提出，所述方法还包括以下步骤：预设稳定时间，并且在关断加热棒之后在经过稳定时间之后才开始燃烧设备的调节。例如根据要加热的水或要加温的空间的预设的温度来调节燃烧设备。在本设计方案中在经过燃烧过程稳定的一定时间之后才进行所述调节。

根据另一教导，本发明涉及一种用于将空气加温和/或用于将液体加热的加热设备，所述加热设备具有燃烧设备，所述燃烧设备通过燃烧燃料空气混合物来产生热能：具有热交换器，热交换器将由燃烧设备产生的热能传递到空气和/或液体上；并且具有控制设备，其中燃烧设备具有加热棒、燃烧空气鼓风机、燃料泵和用于测量燃烧空气的温度的温度传感器，并且其中控制设备设计为，使得所述控制设备实施根据前述或下面设计方案之一的方法。

加热设备的一个设计方案提出，燃烧设备还具有用于识别在燃烧设备中的火焰的传感器。

关于方法的前述和下面的设计方案和实施方案相应地也适用于实施所述方法的加热设备。为了避免重复，因此参照其余的描述。

附图说明

详细地，存在设计和改进根据本发明的方法以及加热设备的多种可能性。为此一方面参照从属于独立权利要求的权利要求，另一方面参照如下结合附图对实施例的描述。附图示出：

图1示出加热设备的示意图；

图2示出燃烧设备的示意图；以及

图3示出燃烧设备的启动过程的流程的示意图。

具体实施方式

在图1中极其示意地示出加热设备。在燃烧设备1中燃烧燃料空气混合物并且将在此释放的热能在热交换器2中传递到空气或介质，例如工业用水上。尤其，在此将在燃烧设备1中产生的烟气输送给热交换器2。燃烧设备1的下面所描述的启动过程由控制设备3控制。

在图2中示意地示出的燃烧设备具有燃烧室，在所述燃烧室中燃烧燃料空气混合物并且在此得到的烟气(参见右侧的箭头)在此向右引出，以便经由热交换器传递到室内空气或例如工业用水上。燃烧过程通过加热棒100启动。在此表明，加热棒100加载有脉冲调制的电压。随后在加热棒100处出现的温度引起燃料，例如柴油蒸发，进而引起产生燃料空气混合物。所需的燃烧空气(由左箭头表明)通过燃烧空气鼓风机101输送。燃料通过燃料泵102引入燃烧室中。这在此尤其紧邻加热棒100发生，使得液态燃料在——由加热棒100——产生的温度环境中蒸发。在一定的持续时间之后，已经形成自维持的火焰(在此象征性地表明)并且可以关断加热棒100。传感器104用于在燃烧室中识别火焰。

对于在下文中所描述的启动过程存在温度传感器103，所述温度传感器测量输送的燃烧空气的温度。用于火焰的传感器104和用于燃烧空气的温度的传感器103的信号输送给图1中示出的控制设备3。此外，控制设备3控制加热棒100——或更准确地：操控加热棒100——、燃料泵102以及燃烧空气鼓风机101。

在图3中示意地示出用于启动燃烧设备的流程的一个示例。启动阶段在此在时间点1和7之间发生。

在最上行a)中关于时间t示出加热棒的额定功率。在方法开始时，在时间点1将加热棒接通并且以其额定功率运行，所述额定功率通过测量电流和电压以及设置PWM电压(通过脉冲宽度调制调节的电压)来调节。在时间点6，即已经在启动阶段结束之前关断加热棒。

在行b)中示出与时间t相关的加热棒的加热能量的曲线分布。能量计算例如通过功率的数值积分进行。能看到斜坡式的曲线分布，所述曲线分布出现直至在时间点6处的最大值。只要将加热棒的功率在时间点3和4之间恒定地调节，就可以假设，能量增长是线性的。还示出加热能量的成比例的期望值和期望值。

行c)示出燃烧空气鼓风机关于期望转速的操控。鼓风机首先在时间点1和2之间运行并且随后关断。在时间点3才再接通鼓风机，以便随后持久地运行。在此表明，在时间点1和2之间的鼓风机的转速从而速度与在时间点3之后，即在燃烧设备的正常运行中的相比更高。对于正常运行而言，在此预设期望转速。在一个设计方案中，在此根据燃烧空气的测量出的温度来预设期望转速。

行d)示出燃料供给的激活。从时间点4起并且也超过启动阶段的结束将燃料引入到燃烧室中。

行e)涉及用于识别火焰的传感器。在此，识别到火焰从而识别到燃烧阶段的开始的时间点被称为时间点5。因此，从时间点5起，持续地进行燃烧或持续地存在火焰。

下面，描述在启动燃烧过程时的各个部件或事件的共同作用。

与在时间点1接通加热棒同时地，将燃烧空气鼓风机启动并且运行，直至燃烧路径，即尤其燃烧室已被新鲜空气吹扫。因此，在时间点2关断鼓风机。在时间点1和2之间的持续时间可设定成，使得保证新鲜空气到达温度传感器。因此，预设的时间与传送新鲜空气所持续的时长相关。因此，可以根据例如在加热设备中安装的燃烧设备的条件测量持续时间。替选地，与最大排气路径或新鲜空气路径相关地，与管路横截面和新鲜空气鼓风机的相应的特性、例如鼓风机转速和/或可产生的体积流相关地预设持续时间。

在关断鼓风机之后，基于温度传感器的测量求取燃烧空气的温度。这在时间点2发生。基于所述温度——优选在使用数据表格和/或例如通过数学公式描述的相互关系的条件下——求取用于操控加热棒的三个期望值，即例如通过内插法计算：这一方面是用于加热能量的期望值并且另一方面是成比例的期望值，成比例的期望值优选在期望值的50％和100％之间。最后，这涉及用于延迟时间的期望值，所述延迟时间随着测量出的温度增加而是更短的(参见另外的实施方案)。加热能量的期望值或能量期望值在此与燃烧空气的温度相关，只要较高温度与较低期望值关联而较低温度与较高期望值关联。因此，燃烧空气越热，则更少热能必须由加热棒带来。在燃烧空气的期望值和温度之间的相互关系例如从比较测量中求取。成比例的期望值例如基于在0.5和1之间的成比例值和期望值求取。在此对于成比例值重要的是，为了达到对于运行所需的期望转速，燃烧空气鼓风机所需要的持续时间。因此，如果鼓风机快速地加速，则时间可以是更短的。如果鼓风机仅缓慢地提高其转数，则延迟时间要确定为更长。因此，如在行b)中可见的，操控加热棒，使得其加热能量连续地升高。在此，根据电压和电流的测量连续地监控功率和能量。

在已达到加热能量的成比例的期望值的时间点，即在此在时间点3，接通用于燃烧空气的鼓风机。如果接着在时间点4达到期望值，则启动泵设备，使得在燃烧室中存在燃烧空气和燃料。此外优选鼓风机在时间点4已达到其期望转数。在此，在一个设计方案中，在所述时间点4之后不再发生加热棒的加热能量的求取。因此，例如停止由测量出的用于电流和电压的值来计算能量。加热棒的加热能量通过进一步操控而增加，从超过期望值的额定功率或期望功率开始。

在时间点5识别到，存在火焰，即已点燃由燃烧空气和燃料构成的混合物。仍然激活的加热棒在经过从时间点5至时间点6的延迟时间期间支持火焰的发展。在时间点6关断加热棒。

稳定时间延伸至时间点7，在所述稳定时间之后假设已经出现燃烧状态，所述燃烧状态允许燃烧设备或加热器的正常运行。

附图标记列表

1 燃烧设备

2 热交换器

3 控制设备

100 加热棒

101 燃烧空气鼓风机

102 燃料泵

103 温度传感器

104 用于识别火焰的传感器

Claims (6)

1.一种用于启动燃烧设备(1)的方法，

其中在所述燃烧设备(1)中燃烧由燃烧空气和燃料构成的混合物，

其中所述燃烧设备(1)的燃烧过程由加热棒(100)启动，以及

其中所述方法至少具有以下步骤：

测量所述燃烧空气的温度，并且

根据测量出的温度来预设所述加热棒(100)的加热能量的期望值。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中所述方法还包括以下步骤：

根据测量出的温度来预设所述加热能量的成比例的期望值，

其中所述成比例的期望值小于所述期望值，

在达到所述加热棒(100)的加热能量的成比例的期望值的情况下，将所述燃烧空气传送到所述燃烧设备(1)中，并且在达到所述加热棒(100)的加热能量的期望值的情况下，将燃料传送到所述燃烧设备(1)中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其中所述方法还包括以下步骤：

在所述燃烧设备(1)中监控：是否存在火焰，

预设延迟时间，并且

在如下时间点之后，在所述延迟时间期间运行所述加热棒(100)，在所述时间点确定火焰的存在。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，

其中所述方法还包括以下步骤：

在启动开始时将所述加热棒(100)接通并且用额定功率运行，

在启动开始时用燃烧空气吹扫所述燃烧空气在所述燃烧设备(1)中经过的路径，并且在吹扫所述路径之后测量所述燃烧空气的温度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，

其中所述方法还包括以下步骤：

预设稳定时间，并且

在关断所述加热棒(100)之后在经过所述稳定时间之后才开始调节所述燃烧设备(1)。

6.一种用于将空气加温和/或将液体加热的加热设备，

具有燃烧设备(1)，所述燃烧设备通过燃烧燃料空气混合物来产生热能，

具有热交换器(2)，所述热交换器将由所述燃烧设备(1)产生的热能传递到空气和/或液体上，并且

具有控制设备(3)，

其中所述燃烧设备(1)具有加热棒(100)、燃烧空气鼓风机(101)、燃料泵(102)和用于测量所述燃烧空气的温度的温度传感器(103)，并且

其中所述控制设备(3)构成为，使得其实施根据权利要求1至5中任一项所述的方法。