DE10100728A1 - Process for operating a gas boiler - Google Patents

Process for operating a gas boiler

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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Gastherme, die mit einem Gas-Luft-Gemisch gespeist wird, das in einem in einer Brennkammer angeordneten Brenner gezündet und verbrannt wird, der Ionisationsstrom in der Flamme erfasst, das Verbrennungsgas einen Wärmetauscher passiert und als Abgas einem Abgassystem zugeführt wird. Ist nach der Erfindung vorgesehen, dass das Absinken des Ionisationsstromes während des Betriebes um einen vorgegebenen Betrag, der größer als die betriebsbedingten Schwankungen des Ionisationsstromes als Kennzeichen für das Einsetzen von systembedingten, selbsterregten Schwingungen (Dröhnen) gewertet wird und dass daraufhin als Gegenmaßnahme eine Veränderung der Belastung und/oder Luftzahl vorgenommen wird, dann wird das Einsetzen von selbsterregten Schwingungen (Dröhnen) erkannt und es können geeignete Gegenmaßnahmen zur Beendigung des instabilen Betriebes getroffen werden.The invention relates to a method for operating a gas heater, which is fed with a gas-air mixture, which is ignited and burned in a burner arranged in a combustion chamber, the ionization current in the flame is detected, the combustion gas passes through a heat exchanger and as an exhaust gas Exhaust system is supplied. It is provided according to the invention that the decrease in the ionization current during operation by a predetermined amount, which is greater than the operational fluctuations in the ionization current as a sign of the onset of system-induced, self-excited vibrations (droning) and that a change in the response is then taken as a countermeasure Load and / or air ratio is carried out, then the onset of self-excited vibrations (droning) is recognized and suitable countermeasures can be taken to end the unstable operation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Gastherme, die mit einem Gas-Luft-Gemisch gespeist wird, das in einem in einer Brennkammer ange­ ordneten Brenner gezündet und verbrannt wird, der Ionisationsstrom in der Flam­ me erfasst, das Verbrennungsgas einen Wärmetauscher passiert und als Abgas einem Abgassystem zugeführt wird.The invention relates to a method for operating a gas boiler with a Gas-air mixture is fed, which is in a in a combustion chamber ordered burner is ignited and burned, the ionization current in the flam me recorded, the combustion gas passes through a heat exchanger and as exhaust gas is supplied to an exhaust system.

Gasthermen mit geschlossenem System neigen zu systembedingten, selbst­ erregten Schwingungen, d. h. zum sogenannten Dröhnen. Dieses Dröhnen tritt unter verschiedenen Bedingungen auf, wobei auch die Geometrie des Systems eine Rolle spielt. Dabei sind die Dröhngeräusche oft sehr laut und so stabil, dass sie über längere Zeit als Dauergeräusch auftreten können und den Benutzer veranlassen, die Gastherme abzuschalten.Closed system gas heaters tend to be system-related, even excited vibrations, d. H. for the so-called roar. This roar occurs under different conditions, including the geometry of the system matters. The booming noises are often very loud and so stable that  they can appear as continuous noise for a long time and the user cause the gas boiler to switch off.

Bei Gasthermen ist es bekannt, den Ionisationsstrom in der Flamme des Brenners zu erfassen, um die Flamme und die Güte der Verbrennung zu überwachen und gegenbenfalls die Luftzahl, d. h. das Gas-Luft-Verhältnis, in dem dem Brenner zu­ geführten Gas-Luft-Gemisch zu verändern.In gas heaters it is known to have the ionization current in the flame of the burner to record to monitor the flame and the quality of the combustion and otherwise the air ratio, d. H. the gas-air ratio in which the burner too change led gas-air mixture.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem das Dröhnen der Gastherme erkannt und Maßnahmen zur Be­ endigung des Dröhnens eingeleitet werden können.It is an object of the invention to provide a method of the type mentioned at the outset create, with which the roar of the gas boiler recognized and measures for loading termination of the roar can be initiated.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass das Absinken des Ionisationsstromes während des Betriebes um einen vorgegebenen Betrag, der größer als die betriebsbedingten Schwankungen des Ionisationsstromes, als Kennzeichen für das Einsetzen von systembedingten, selbsterregten Schwin­ gungen (Dröhnen) gewertet wird und dass daraufhin als Gegenmaßnahme eine Veränderung der Belastung und/oder der Luftzahl vorgenommen wird.This object is achieved according to the invention in that the lowering of the Ionization current during operation by a predetermined amount, the greater than the operational fluctuations in the ionization current than Indicator for the use of system-related, self-excited Schwin (droning) is evaluated and that there is a countermeasure Change in the load and / or the air ratio is made.

Das Verfahren nach der Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei Auftreten selbsterregter Schwingungen im System der Gastherme der Ionisationsstrom stark abnimmt und zwar weit mehr als die betriebsbedingten Schwankungen derselben. Es ist daher leicht möglich, am Ionisationsstrom das Auftreten von Dröhngeräuschen zu erkennen und daraufhin Gegenmaßnahmen zur Beseitigung derselben einzuleiten. Durch entsprechende Auslegung der Steuerungselektronik der Gastherme lässt sich der Ionisationsstrom in der vorgegebenen Art leicht auswerten und die erforderlichen Gegenmaßnahmen in einem oder mehreren Schritten einleiten.The method according to the invention is based on the knowledge that when it occurs self-excited vibrations in the system of gas heaters the ionization current decreases sharply and much more than the operational fluctuations the same. It is therefore easily possible to determine the occurrence of Recognize booming noises and then countermeasures for elimination initiate the same. By appropriate design of the control electronics The ionization current can easily be given to the gas boiler in the specified manner  evaluate and take the necessary countermeasures in one or more Initiate steps.

Eine geeignete Gegenmaßnahme zur Beseitigung der Dröhngeräusche liegt nach einer Ausgestaltung darin, dass eine als Gegenmaßnahme kurzzeitige Erhöhung oder Reduzierung der Belastung vorgenommen wird. Durch diese Belastungs­ änderung wird das System so verändert, dass es eine andere Resonanzfrequenz aufweist und die Selbsterregungsbedingungen entzogen werden. Das Dröhnge­ räusch wird daher abgeschaltet.A suitable countermeasure for eliminating the booming noises is available an embodiment in that a short-term increase as a countermeasure or reducing the burden. Through this burden change, the system is changed so that it has a different resonance frequency and the self-excitation conditions are withdrawn. The roar noise is therefore switched off.

Dieselbe Wirkung lässt sich auch dadurch erreichen, dass als Gegenmaßnahme eine Veränderung der Belastung durch kurzzeitiges Abschalten und Wiederein­ schalten der Gastherme vorgenommen wird. Mit der Abschaltung der Belastung wird das System so verstimmt, dass die Selbsterregungsbedingungen für das System entfallen und das Dröhnen damit abgeschaltet wird. Bei der Wiederin­ betriebnahme der Gastherme muss sich erst zeigen, ob die neuen Bedingungen wieder für eine Selbsterregung ausreichen. Ist dies der Fall, dann kann mit einer neuen Gegenmaßnahme ein neuer Versuch zur Abschaltung der Dröhngeräusche unternommen werden.The same effect can also be achieved as a countermeasure a change in the load due to brief switching off and on again switch the gas boiler is made. With the shutdown of the load the system is detuned so that the self - excitation conditions for the The system is eliminated and the roar is switched off. When re-starting Commissioning of the gas boiler must first show whether the new conditions again enough for self-excitation. If this is the case, then with a new countermeasure a new attempt to switch off the booming noises be undertaken.

Anstelle der Belastungsänderungen kann als Gegenmaßnahme auch die Luftzahl, d. h. das Gas-Luft-Verhältnis im Gas-Luft-Gemisch für den Brenner verändert werden. Dabei gibt es mehrere Möglichkeiten, so kann z. B. das Verhältnis in Stufen verändert werden, wobei die Stufen mit kleinen Veränderungen anfangen und stetig zunehmen. Die einzelnen Stufen können je nach Erfordernis als Gegenmaßnahmen auch nacheinander bis zur Beseitigung der Dröhngeräusche ver­ ändert und angewendet werden.Instead of the load changes, the air ratio, d. H. the gas-air ratio in the gas-air mixture changed for the burner become. There are several options. B. the ratio in Levels are changed, the levels starting with small changes and steadily increasing. The individual stages can be used as countermeasures as required  ver one after the other until the noise is eliminated changes and applied.

Zu beachten ist bei der Festlegung der Ansprechschwelle für die Ionisatsstrom- Auswertung, dass während des Betriebes der Ionisationsstrom selbst schon kur­ ze, kleine Schwankungen aufweisen kann. Hat die Ionisationsstrom-Auswertung eine Ansprech-Zeitverzögerung, dann lassen sich diese Betriebsschwankungen des Ionisationsstromes leicht eliminieren, so dass sie keinen Einfluss auf das Erkennen des Dröhnens haben.Please note when determining the response threshold for the ionized current Evaluation that the ionization current itself is already short during operation ze, may have small fluctuations. Has the ionization current evaluation a response time delay, then these operational fluctuations can be of the ionization current can easily be eliminated so that they have no influence on the Have the roar.

Claims (5)

1. Verfahren zum Betrieb einer Gastherme, die mit einem Gas-Luft-Gemisch gespeist wird, das in einem in einer Brennkammer angeordneten Brenner gezündet und verbrannt wird, der Ionisationsstrom in der Flamme erfasst, das Verbrennungsgas einen Wärmetauscher passiert und als Abgas einem Abgassystem zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Absinken des Ionisationsstromes während des Betriebes um einen vorgegebenen Betrag, der größer als die betriebsbedingten Schwan­ kungen des Ionisationsstromes als Kennzeichen für das Einsetzen von sy­ stembedingten, selbsterregten Schwingungen (Dröhnen) gewertet wird und dass daraufhin als Gegenmaßnahme eine Veränderung der Belastung und/ oder der Luftzahl vorgenommen wird.1. A method for operating a gas heater that is fed with a gas-air mixture that is ignited and burned in a burner arranged in a combustion chamber, detects the ionization current in the flame, the combustion gas passes through a heat exchanger and is supplied as exhaust gas to an exhaust system is characterized in that the decrease in the ionization current during operation by a predetermined amount, which is greater than the operational fluctuations of the ionization current as a sign of the onset of system-related, self-excited vibrations (drone) and that a change is then taken as a countermeasure the load and / or the air ratio. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Gegenmaßnahme kurzzeitige Erhöhung oder Reduzierung der Belastung vorgenommen wird.2. The method according to claim 1, characterized,  that a short-term increase or decrease of the Load is made. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Gegenmaßnahme eine Veränderung der Belastung durch kurz­ zeitiges Abschalten und Wiedereinschalten der Gastherme vorgenommen wird.3. The method according to claim 1, characterized, that as a countermeasure a change in the burden of short timed shutdown and restart of the gas boiler becomes. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Gegenmaßnahme die Veränderung der Luftzahl durch Verände­ rung des Mischungsverhältnisses von Gas und Luft im Gas-Luft-Gemisch vorgenommen wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that as a countermeasure the change in the air ratio through changes tion of the mixing ratio of gas and air in the gas-air mixture is made. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kurzzeitigen, betriebsbedingten kleinen Schwankungen des Ioni­ sationsstromes gegenüber dem starken Absinken des Ionisationsstromes beim Auftreten der selbsterregten Schwingungen durch verzögertes An­ sprechen einer Ionisationsstrom-Auswerteschaltung unterdrückt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized, that the short-term, operational fluctuations of the Ioni sationsstrom compared to the sharp drop in the ionization current when the self-excited vibrations occur due to delayed on speak an ionization current evaluation circuit can be suppressed.
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