DE10057234C2

DE10057234C2 - Method of controlling a gas burner for a heater

Info

Publication number: DE10057234C2
Application number: DE10057234A
Authority: DE
Inventors: Christian Buchczyk; Heinrich Oehler; Marco Techt; Hans-Joachim Ripplinger; Juergen Sterlepper
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-11-18
Filing date: 2000-11-18
Publication date: 2003-04-10
Anticipated expiration: 2020-11-19
Also published as: DE10057234A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Gasbrenners für ein Heizgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for controlling a gas burner for a heater according to the preamble of claim 1.

Gattungsgemäße Gasbrenner besitzen eine Messelektrode, insbesondere eine Ionisati onselektrode zur Erfassung von Flammensignalen. Danach kann das Gas-Luft-Verhältnis des Brenners auf einen entsprechenden Lambda-Wert eingestellt werden. Die Ionisations elektrode gibt dabei eine von der Verbrennungstemperatur bzw. dem Lambda-Wert abge leitete elektrische Größe an eine Regelschaltung weiter, welche diese Größe mit einem gewählten elektrischen Sollwert vergleicht und entsprechende Regelparameter als Vorga ben einstellt.Generic gas burners have a measuring electrode, in particular an ionizer onelectrode for the detection of flame signals. After that, the gas-air ratio of the burner can be set to a corresponding lambda value. The ionizations the electrode outputs a value from the combustion temperature or the lambda value passed electrical variable to a control circuit, which this variable with a compares the selected electrical setpoint and corresponding control parameters as a process ben sets.

Das Flammensignal zur Verbrennungsregelung wird von verschiedenen Faktoren beein flusst, so dass sich beim aktuellen Regelbetrieb während einer Wärmeanforderung andere Gas-/Luftverhältnisse als bei vorangegangenen Brennerlaufzyklen ergeben können. Be kannt ist daher eine in regelmäßigen Zeitabständen einsetzende, automatische Kalibrie rung sowie Speicherung von Regelparametern, um Veränderungen zu erfassen. Ein derar tiges Kalibrierverfahren ist in der DE 195 39 568 C1 beschrieben. Es soll nach einer be stimmten Anzahl von Betriebsstunden oder Einschaltungen des Gasbrenners eingeleitet werden.The flame signal for combustion control is influenced by various factors flows, so that in the current control mode during a heat request, others Gas / air ratios can result than in previous burner run cycles. Be is therefore known to be an automatic calibration that starts at regular intervals as well as storing control parameters to record changes. A derar term calibration method is described in DE 195 39 568 C1. After a be number of operating hours or start-ups of the gas burner initiated become.

Aus der DE 198 39 160 A1 ist ein Verfahren zur Regelung eines Gasbrenners bekannt, bei dem eine Ionisationselektrode ein dem Lambda-Wert der Verbrennung entsprechendes Ionisationssignal erfasst, wobei ein zweites Ionisationssignal erzeugt und ausgewertet wird, welches zum ersten Ionisationssignal gegenläufig ist. Sobald eines der Ionisationssignale von einem Kontrollwert über ein bestimmtes Maß abweicht, wird die Verbrennung unterbrochen oder ein Regelwert kalibriert.DE 198 39 160 A1 describes a method for regulating a gas burner known in which an ionization electrode is the lambda value of the combustion Corresponding ionization signal is detected, a second ionization signal being generated and evaluated, which is opposite to the first ionization signal. As soon as one of the ionization signals from a control value above a certain level deviates, the combustion is interrupted or a control value is calibrated.

Nachteilig ist bei den bekannten fest vorgegebenen Intervallen zwischen einzelnen Kali briervorgängen, dass veränderte Betriebsbedingungen, möglicherweise erst beim nächs ten Kalibrieren und damit relativ spät erfasst werden. In der Zwischenzeit ist der Brenner betrieb dann nicht optimal, weil sich durch die Speicherung von Regelparametern die je weils neuen Sollwerte als Vorgaben in einem unerwünschten, einseitigen Trend von der richtigen Einstellung entfernen würden. Es ergeben sich bei einem weitgehend auf die Be triebsbedingungen eingestellten Gasbrenner ungefähr die gleichen Werte für die Stellung eines Gasstellgliedes und es fließt dann eventuell von einer Wärmeanforderung zur nächs ten eine kleine Abweichung unerkannt ein. A disadvantage of the known, fixed intervals between individual potashes processes that changed operating conditions, possibly only at the next calibrations and thus recorded relatively late. In the meantime, the burner is on then did not operate optimally because the storage of control parameters changes the because new setpoints as targets in an undesirable, one-sided trend from the correct setting. It results in a largely on the Be operating gas burner set approximately the same values for the position of a gas actuator and it may then flow from one heat request to the next entered a small deviation undetected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Betrieb eines Gasbrenners für ein Heizge rät das Gas-/Luftverhältnisse in einem engen Arbeitsbereich zu halten.The invention has for its object when operating a gas burner for a Heizge advises to keep the gas / air conditions in a narrow working area.

Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteil hafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention this was solved with the features of claim 1. benefit further training can be found in the subclaims.

Das Verfahren zur Regelung eines Gasbrenners für ein Heizgerät ist dadurch gekenn zeichnet, dass eine zusätzliche Kalibrierung beim Brennerstart durchgeführt wird, wenn beim Vergleich der letzten Regelparameter mit vorhergehenden Regelparametern vorge gebene Grenzwerte für Abweichungen über- oder unterschritten werden.The process for regulating a gas burner for a heater is thus known records that an additional calibration is carried out when the burner is started, if when comparing the last control parameters with previous control parameters limit values for deviations are exceeded or fallen below.

So wird die Kalibrierung bei einer Ausführungsvariante eingeleitet, wenn als Regelparame ter vorgegebene Grenzwerte für die Stellung eines Gasstellgliedes und/oder für die Luft menge erreicht werden. Bei einer Aufgliederung in einen Haupt- und einen Nebengasstrom wird das Gasstellglied für den Nebengasstrom überwacht und dessen Ansteuerungssignal als Regelparameter zur Beurteilung der Notwendigkeit einer Kalibrierung herangezogen, weil mit dem Nebengasstrom das Modulieren des Brenners bzw. Einstellen des Gas-/Luft verhältnisses erfolgt. Jeweils am Ende einer Wärmeanforderung werden die Messwerte ausgewertet. Erfasst wird dabei der Strom am Gasstellglied bzw. die Stellung des Gasstell gliedes, um auf den Gasdurchsatz zu schließen. Die Messwerte werden nur gespeichert, wenn die Wärmeanforderung ordnungsgemäß durch das Abschalten der Reglerphase be endet wird und/oder der Gasbrenner aus dem gesteuerten, festgelegten Startablauf in den geregelten, stationären Betrieb übergegangen ist. Auch erfolgt eine Speicherung der Messwerte nur dann, wenn in einem Brennerlaufzyklus keine Kalibrierung enthalten war. Andererseits wird die Kalibrierung auch eingeleitet, wenn bei einer Wärmeanforderung mit einer Abschaltung im Betrieb eine Abweichung des Messwertes für den Strom am Gas stellglied bzw. dessen Stellung von einem Mittelwert vorliegt. Dieser Mittelwert wird vor zugsweise aus den letzten vier Messwerten gebildet, wobei der älteste immer durch den aktuellsten ersetzt wird. Bei Netzausfall bleiben die letzten vier Messwerte gespeichert. Alternativ dazu können auch alle vorhandenen Speicherplätze für Messwerte mit dem glei chen Wert, vorzugsweise dem letzten Mittelwert, belegt werden.In this way, the calibration is initiated for an embodiment variant, if as a control parameter The specified limit values for the position of a gas actuator and / or for the air quantity can be achieved. With a breakdown into a main and a secondary gas flow the gas actuator for the secondary gas flow is monitored and its control signal used as control parameters to assess the need for calibration, because modulating the burner or adjusting the gas / air with the secondary gas flow relationship takes place. The measured values are at the end of each heat request evaluated. The current at the gas actuator or the position of the gas actuator is recorded link to infer the gas throughput. The measured values are only saved if the heat request is correct by switching off the controller phase ends and / or the gas burner from the controlled, defined start sequence in the regulated, stationary operation. The Measured values only if no calibration was included in a burner cycle. On the other hand, the calibration is also initiated when there is a heat request with a shutdown during operation a deviation of the measured value for the current on the gas actuator or its position is from an average. This mean is before preferably formed from the last four measured values, the oldest always by the most current is replaced. In the event of a power failure, the last four measured values are saved. As an alternative to this, all available storage locations for measured values can also be used with the same Chen value, preferably the last mean value.

Eine Kalibrierung wird eingeleitet, wenn der Messwert für den Strom am Gasstellglied bzw. dessen Stellung außerhalb eines am Regler einstellbaren Toleranzbandes liegt. Dadurch ist es möglich, die Kalibrierung an stark schwankende Betriebs- oder Umgebungsbedingungen anzupassen. Grundsätzlich erfolgt ein Vergleich der letzten Regelparameter mit gespeicherten, vorhergehenden Regelparametern bei jedem Brennerstart.A calibration is initiated when the measured value for the current on the gas actuator or whose position lies outside a tolerance band that can be set on the controller. Thereby it is possible to calibrate to widely fluctuating operating or environmental conditions adapt. Basically, the last control parameters are compared with saved previous control parameters each time the burner is started.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kalibrierung ergibt sich ein sicherer Betrieb eines Gasbrenners bei wechselnden Gas-/Luftverhältnissen in aufeinanderfolgenden Lauf zyklen. Die Kalibrierung läuft somit dynamisch und variabel ab. Mit dieser Anpassung an veränderte Randbedingungen werden Störabschaltungen vermieden und es ist jederzeit ein optimaler Brennerbetrieb gewährleistet.The method for calibration according to the invention results in safe operation a gas burner with changing gas / air conditions in successive runs cycles. The calibration is therefore dynamic and variable. With this adjustment to changed boundary conditions, lockouts are avoided and it is always possible optimal burner operation guaranteed.

Anhand der nachfolgenden Tabelle als Ausführungsbeispiel soll die Erfindung erläutert werden:
The invention is to be explained using the following table as an exemplary embodiment:

Dargestellt ist eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Brennerstarts mit beliebigen Werten als Annahme für gemessene und gespeicherte Regelparameter, beispielsweise für die Stellung eines Gasstellgliedes. Der Wert 1 ist der älteste im Speicher und wird immer durch den neuesten Wert 3 ersetzt. Aus diesen drei beispielhaften Messwerten - oder al ternativ auch aus einer höheren Anzahl - wird jeweils ein aktueller Mittelwert gebildet. Die ser Mittelwert ist mit einem auf die Betriebsbedingungen einstellbaren Toleranzband ver sehen, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Abweichung um ±3 zulässt. Jeder einzelne Messwert muss innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegen. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt eine Kalibrierung beim nächsten Brennerstart. In der Tabelle liegt zum Bei spiel der Wert 26 zweimal unter dem für den jeweiligen Brennerstart zulässigen aktuellen Grenzwert von 27,0 bzw. 26,3 und macht eine Kalibrierung erforderlich.A number of successive burner starts with arbitrary values is shown as an assumption for measured and stored control parameters, for example for the Position of a gas actuator. The value 1 is the oldest in memory and will always be replaced by the latest value 3. From these three exemplary measured values - or al Alternatively, from a higher number - a current average is formed in each case. the This mean value has a tolerance band that can be adjusted to the operating conditions see which in the exemplary embodiment shown allows a deviation of ± 3. Everyone individual measured value must be within the specified tolerances. If not If so, a calibration is carried out the next time the burner is started. The table includes play the value 26 twice below the current permissible for the respective burner start Limit of 27.0 or 26.3 and requires calibration.

Claims

1. Method for controlling a gas burner for a heater, in particular for setting the gas-air ratio to a corresponding lambda setpoint according to the signals from an ionization electrode, which applies an electrical variable derived from the combustion temperature or the lambda value to a control circuit , which compares and adjusts this variable with a selected electrical setpoint, with automatic calibration that starts at regular intervals and stores control parameters, characterized in that calibration is carried out when the burner is started, when comparing the last control parameters, each at the end a heat request are stored as measured values, predetermined limit values for the position of a gas actuator and / or the air volume are exceeded or fallen below with previous control parameters, the gas actuator being broken down into a main and a secondary gas flow is monitored for the secondary gas flow and its control signal is used as a control parameter for assessing the need for calibration.

2. The method according to claim 1, characterized in that at the end of each heat request as a measured value the current at the gas actuator and / or its position is evaluated.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the calibration is initiated when a heat is applied request with a shutdown in operation a deviation of the measured value for the There is current at the gas actuator or its position from an average value.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the mean value is preferably from the last measured values is formed.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that in the event of a power failure, the last measured values are preferred stays saved.

6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that, in the event of a power failure, all memory locations for measured values with same value, preferably the last mean.

7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the calibration is initiated when the measured value for the current at the gas actuator or its position outside an adjustable tolerance bandes lies.

8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that a comparison of the last control parameters with stored ten, previous control parameters is carried out each time the burner is started.