DE10014101A1 - Verfahren zur Erkennung und Beurteilung von Zündproblemen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Erkennung und Beurteilung von Zündproblemen bei einen Gasbrenner aufweisenden Geräten, bei denen nach jedem Startbefehl für den Brenner die Flammen überwacht werden und bei Ausbleiben der Flammen innerhalb einer bestimmten Zeitspanne ein weiterer Zündversuch gestartet wird und nach einer bestimmten Anzahl von Zündversuchen eine Störabschaltung erfolgt. Um auf einfache Weise auf den Zustand des Brenners schließen zu können, ist vorgesehen, daß nach jedem Startbefehl die Zahl der Zündversuche bis zur erfolgreichen Zündung gezählt werden, wobei die Anzahl der Startbefehle ermittelt wird, bei denen ein, bzw. zwei, bzw. n-1, bzw. n Zündversuche bis zur erfolgreichen Zündung erforderlich waren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erkennung und Beurteilung von Zünd­ problemen nach den einleitenden Teilen der unabhängigen Verfahrensansprüche sowie auf eine Einrichtung zur Durchführung der Verfahren.

Bei bekannten Gasbrennern mit einer Schaltung zur Flammenüberwachung ist meist ein analog arbeitender Schaltungsteil vorgesehen, der den Ionisationsstrom des Flammen­ wächters mißt. Damit ist es zwar möglich, einen Zündfehler festzustellen und eine Abschal­ tung der weiteren Gaszufuhr und allenfalls eine Belüftung des Brennraumes vor einer Wie­ derholung des Zündversuches auszulösen, es ist jedoch mit solchen Einrichtungen nicht möglich, auf den Zustand des Brenners zu schließen, der durch den Betrieb einem Ver­ schleiß unterworfen ist.

Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs er­ wähnten Art vorzuschlagen, das einen eindeutigen Rückschluß auf den Zustand des Bren­ ners ermöglicht, bzw. das es ermöglicht zu unterscheiden, ob die Zündprobleme durch einen verschlechterten Zustand des Brenners oder durch Probleme bei der Steuerung der Zün­ dung bedingt sind.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art alternativ durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Verfahrensansprüche erreicht.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen gemäß der einen Alternative wird die Häufigkeit von jenen Fällen ermittelt, in denen es jeweils einer bestimmten Anzahl von Zündversuchen bedurfte, bis der Brenner erfolgreich gezündet werden konnte. Steigt die Zahl jener Fälle, in denen es mehr als eines Zündversuches bedurfte, im Verhältnis zu jenen Fällen an, in de­ nen bereits der erste Zündversuch nach einem Startbefehl für den Brenner erfolgreich ver­ lief, langsam an, so ist dies ein Indiz für einen sich aufgrund des Verschleißes verschlech­ ternden Zustand des Brenners. Ändert sich dieses Verhältnis im wesentlichen abrupt, so ist dies ein Hinweis auf Probleme mit der Ansteuerung der Zündung oder der Gaszufuhr.

Damit lassen sich durch eine einfache Auswertung der ermittelten Daten Hinweise für die Wartung und Fehlersuche gewinnen.

Erfindungsgemäß kann das gleiche Ziel auch gemäß der anderen Alternative nach Anspruch zwei dadurch erreicht werden, daß die Zahl der erfolglosen Zündversuche erfaßt wird. Vorteil dieses Verfahrens ist, dass die Zähler über geringere Kapazität verfügen können.

Anspruch drei beschreibt ein erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem die Anzahl der erfolg­ losen Zündversuche in Relation zu der Gesamtzahl der Zündversuche gesetzt wird, wodurch die Zahl der Schaltspiele des Gasbrenners berücksichtigt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens vorzuschlagen.

Ausgehend von einem Verfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche eins bis drei werden daher die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Einrichtungsanspruchs vorgeschlagen.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist es auf einfache Weise möglich, die Zahl jener Fälle, in denen eine bestimmte Anzahl von Zündversuchen bis zu einer erfolgreichen Zün­ dung des Brenners nötig waren, zu ermitteln und entsprechend auszuwerten. Dabei zeichnet sich die Einrichtung durch große Einfachheit aus, wobei der Prozessor ohnehin bereits aus anderen Gründen vorgesehen werden muß, z. B. um ein entsprechendes Programm für den Betrieb des Heizgerätes abzuarbeiten.

Durch die Merkmale des Anspruches fünf ergibt sich der Vorteil, daß die Daten auch im Falle eines Ausfalls der Spannungsversorgung erhalten bleiben.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Wasserheizer,

Fig. 2 schematisch eine Einrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfah­ rens,

Fig. 3 ein Fließschema dieses erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4 schematisch eine Variante einer Einrichtung zur Durchführung einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 5 ein Fließschema der Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Figuren gleiche Einzelteile.

In Fig. 1 ist der Aufbau eines brennstoffbeheizten Heizgerätes dargestellt, sei es ein Was­ serheizer für Sanitärzwecke, ein Umlaufwasserheizer, ein Kessel, ein Speicher oder Raum­ heizofen. Dieses Heizgerät 20 weist einen Regler 1 auf, dem eine Zündschaltung 2 zuge­ ordnet ist, die über eine Leitung 11 mit einer Zündelektrode 21 verbunden ist, die einem Gas- oder Ölbrenner 3 zugeordnet ist, der über eine mit einem Elektromagnetventil 22 ver­ sehene Brennstoffleitung 23 mit Gas oder Öl versorgt ist.

Dem Brenner 3 ist ein Wärmetauscher 24 zugeordnet, der mit einer Abgassammelhaube 25 versehen ist, die in einen Abgasabzug 26 übergeht. Dem Brenner ist eine Überwachungs­ elektrode 27 zugeordnet, die mittels einer Leitung 12 mit dem Regler 1 verbunden ist. Der Regler 1 weist eine Flammenerkennungsschaltung 4 auf, die mit der Leitung 12 verbunden ist.

Der Regler 1 enthält Zähler 5, 6 und 7, die mit einem Speicher 8 verbunden sind. Der Speicher 8 ist über eine Schnittstelle 9 mit einer Anzeige 10 für den Speicherinhalt versehen.

Der Regler 1 enthält darüber hinaus einen Zeitgeber 29, in dem eine Sicherheitszeit vorge­ geben werden kann. Wird innerhalb dieser Sicherheitszeit keine Flammenbildung erreicht, erfolgt eine Schließung des Gasventils und nach Spülung des Brennraums ein erneuter Zündversuch für den Brenner. Nach Ablauf einer gewissen Anzahl vergeblicher Zündver­ suche erfolgt eine verriegelnde Abschaltung, d. h. Schließung des Elektromagnetventils 22, die erst wieder durch einen händischen Eingriff aufgehoben werden kann.

Ein im Regler 1 vorgesehener Prozessor 28 arbeitet ein in dem Speicher 8 abgelegtes Pro­ gramm ab und steuert u. a. die Zündschaltung 2 und diese die Zündelektrode 21 des Bren­ ners 3. Wird innerhalb der Sicherheitszeit nach dem Zündbefehl eine ausreichende Flam­ menbildung über die Ionisationsstrecke zwischen den Elektroden 21 und 27 von der Flam­ menerkennungsschaltung 4 erfaßt, d. h., der Zündversuch war erfolgreich, so wird der Zähler 5 inkrementiert.

Ist dies jedoch nicht der Fall, so wird ein weiterer Zündversuch gestartet. Ist dieser erfolg­ reich, so wird der Zähler 6 inkrementiert.

Ist auch dieser nicht erfolgreich, so wird ein dritter Zündversuch gestartet. Ist dieser erfolg­ reich, so wir der Zähler 7 inkrementiert. Ist dies nicht der Fall, so wird kein weiterer Versuch gestartet, und es erfolgt eine Störabschaltung durch verriegelndes Schließen des Elektro­ magnetventiles 22 in der Gasleitung 23 zum Brenner 3 durch den Prozessor 1.

Somit zeigt der Zähler 5 die Anzahl der Fälle an, in denen bereits der erste Zündversuch erfolgreich war. Bei einem optimalen Betrieb bleiben daher die Zähler 6 und 7, welche die Zahl jener Fälle angeben, in den zwei, bzw. drei Zündversuche erforderlich waren, auf dem Wert Null.

Nach dem erfolgreichen Zünden oder einer Störabschaltung arbeitet der Prozessor 1 ein Programm, das er aus dem Speicher 8 abruft, ab. Die Anzahl der Fälle, bei denen drei Zündversuche bis zum erfolgreichen Brennerstart benötigt wurden, gezählt in Speicher 7, werden mit Hilfe eines Divisionsgliedes 30 in Relation zur Anzahl der Fälle, bei denen ein Zündversuch bis zum erfolgreichen Brennerstart benötigt wurde, gezählt in Speicher 5, ge­ setzt. Auch die Anzahl der Fälle, bei denen zwei Zündversuche bis zum erfolgreichen Bren­ nerstart benötigt wurden, gezählt in Speicher 6, werden mit Hilfe eines Divisionsgliedes 30 in Relation zur Anzahl der Fälle, bei denen ein Zündversuch bis zum erfolgreichen Brennerstart benötigt wurde, gezählt in Speicher 5, gesetzt.

Im ordnungsgemäßen Betrieb werden die beiden Quotienten immer kleiner, da die Anzahl der Brennerstarts, bei denen lediglich ein Zündversuch notwendig ist, zunimmt, während die Anzahl der Brennerstarts, bei denen zwei oder drei Zündversuche notwendig sind, konstant bleiben. Werden zwei oder drei Zündversuche benötigt, so vergrößert sich der ent­ sprechende Quotient.

Die jeweiligen Minima der Quotienten werden zusammen mit einer Zeitinformation aus einem Betriebsstundenzähler 31 in dem Speicher 8 abgelegt. Werden bei einem Brenner­ start mehr als ein Zündversuch benötigt, so errechnet der Prozessor 28 mit Hilfe eines Gradientengebers 32 aus dem jeweiligen Minimum der Quotienten, der Betriebsstundenzahl beim Erreichen des entsprechenden Minimums, dem entsprechenden Quotienten bei zwei oder drei notwendigen Zündversuchen und der Betriebsstundenzahl hierbei einen Gradien­ ten. Überschreitet der Gradient einen im Speicher 8 vorgegebenen Wert G_u und unter­ schreitet zugleich einen anderen vorgegebenen Wert G_o (hierbei gilt G_o < G_u), so ist dies ein Indiz dafür, dass der Brenner aufgrund von Verschmutzung gewartet werden muss. Der Prozessor 28 gibt ein entsprechendes Signal an das Display 10. Wird der Grenzwert G_o überschritten, so ist dies ein Indiz für ein Fehler in der Zündung oder Gaszufuhr; der Prozessor gibt ein entsprechendes Signal an das Display 10, mit dem angezeigt wird, dass die Zündung und Gaszufuhr auf Störungen überprüft werden muss.

Fig. 3 zeigt den Algorithmus des Verfahrens vom jeweils ersten Zündversuch bis zum erfolg­ reichen Betrieb oder einer Störabschaltung.

Eine Variante dieses Verfahrens ist in Fig. 4 dargestellt. Der Prozessor 28 arbeitet das in dem Speicher 8 abgelegte Programm ab und steuert u. a. den Zünder 2 und dieser die Zünd­ elektrode 21 des Brenners 3. Wird innerhalb einer bestimmten Zeit nach dem Zündbefehl keine ausreichende Flammenbildung erfaßt, d. h. der erste Zündversuch war erfolglos, so wird der Zähler 5 inkrementiert.

Es wird im Falle einer erfolglosen Zündung ein weiterer Zündversuch gestartet. Ist dieser erfolglos, so wird der Zähler 6 inkrementiert.

Es wird im Falle einer erfolglosen zweiten Zündung ein dritter Zündversuch gestartet. Ist dieser erfolglos, so wird der Zähler 7 inkrementiert, und es erfolgt eine Störabschaltung durch verriegelndes Schließen des Elektromagnetventiles 22 in der Gasleitung 23 zum Brenner 3 durch den Prozessor 28.

Somit zeigt der Zähler 5 die Anzahl der Fälle, in denen bereits der erste Zündversuch er­ folglos war. Bei einem optimalen Betrieb bleiben die Zähler 5, 6 und 7, welche die Zahl der erfolglosen Zündversuche angeben, auf den Wert Null.

Analog zum zuvor beschriebenen Verfahren werden die entsprechenden Quotienten und Gradienten gebildet. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass die Zähler 5 bis 7 geringere Kapazität aufweisen müssen.

Fig. 5 zeigt den Algorithmus des in Fig. 4 dargestellten Verfahrens vom jeweils ersten Zünd­ versuch bis zum erfolgreichen Betrieb oder einer Störabschaltung.

Claims (5)

1. Verfahren zur Erkennung und Beurteilung von Zündproblemen bei einen Gasbrenner aufweisenden Geräten, bei denen nach jedem Startbefehl für den Brenner die Flammen überwacht werden und bei Ausbleiben der Flammen innerhalb einer bestimmten Zeit­ spanne ein weiterer Zündversuch gestartet wird und nach einer bestimmten Anzahl von Zündversuchen eine Störabschaltung erfolgt und nach jedem Startbefehl die Zahl der Zündversuche bis zur erfolgreichen Zündung gezählt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Startbefehle ermittelt wird, bei denen ein, bzw. zwei, bzw. n-1, bzw. n Zündversuche bis zur erfolgreichen Zündung erforderlich waren und daß das Verhältnis der Zahl der Fälle, bei denen es mehr als eines Zündversuches für den Brenner be­ durfte, zu der Zahl der Fälle gebildet wird, bei denen der erste Zündversuch erfolgreich war, wobei bei einer langsamen Änderung des Verhältnisses ein Wartungshinweis für den Brenner, bei einer abrupten Änderung ein solcher auf die Ansteuerung der Zündung oder der Gaszufuhr erfolgt.

2. Verfahren zur Erkennung und Beurteilung von Zündproblemen bei einen Gasbrenner aufweisenden Geräten, bei denen nach jedem Startbefehl für den Brenner die Flammen überwacht werden und bei Ausbleiben der Flammen innerhalb einer bestimmten Zeit­ spanne ein weiterer Zündversuch gestartet wird und nach einer bestimmten Anzahl von Zündversuchen eine Störabschaltung erfolgt und nach jedem Startbefehl die Zahl der erfolglosen Zündversuche gezählt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Startbefehle ermittelt wird, bei denen ein, bzw. zwei, bzw. n-1, bzw. n Zündversuche er­ folglos waren und daß das Verhältnis der Zahl der Fälle, bei denen mehr als ein Zünd­ versuch erfolglos war, zu der Zahl der Fälle gebildet wird, bei denen der erste Zündver­ such erfolglos war, wobei bei einer langsamen Änderung des Verhältnisses ein War­ tungshinweis für den Brenner, bei einer abrupten Änderung ein solcher auf die Ansteue­ rung der Zündung oder der Gaszufuhr erfolgt.

3. Verfahren zur Erkennung und Beurteilung von Zündproblemen bei einen Gasbrenner aufweisenden Geräten gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der erfolglosen Zündversuche im Verhältnis zu der Gesamtzahl der Zündversuche er­ mittelt wird, wobei bei einer langsamen Änderung des Verhältnisses ein Wartungshin­ weis für den Brenner, bei einer abrupten Änderung ein solcher auf die Ansteuerung der Zündung oder der Gaszufuhr erfolgt.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß mindestens einem der vorgenann­ ten Ansprüche, bei der eine mit einem Flammenwächter und einer von einem Prozessor (1) gesteuerten Zünder (2) verbundene Flammenerkennungsschaltung (4) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungsschaltung (4) mit einer der Anzahl der nach einem Startbefehl zulässigen Zahl von Zündversuchen entsprechenden Anzahl von Zählern (5, 6, 7) verbunden ist, die ihrerseits mit einem Speicher (8) verbunden sind, der über eine Schnittstelle (9) auslesbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher als EEPROM ausgebildet ist.