DE10124517C2 - Verfahren zur Regelung eines Gasbrenners für ein Heizgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Gasbrenners für ein Heizgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Gattungsgemäße Gasbrenner besitzen eine Messelektrode, insbesondere eine Ionisa­ tionselektrode 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.

Das Flammensignal zur Verbrennungsregelung wird von verschiedenen Faktoren beein­ flusst, so dass sich beim aktuellen Regelbetrieb während einer Wärmeanforderung andere Gas-/Luft-Verhältnisse 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.

Da für die Auswertung des Flammensignals die Ionisationselektrode mit Wechselspannung aus einem öffentlichen Stromnetz versorgt wird, können sich Spannungsschwankungen direkt auf die Verbrennungsqualität auswirken. Die Ursachen für derartige Schwankungen liegen beispielsweise im plötzlichen Zuschalten größerer Stromverbraucher, welche an den gleichen Stromkreis wie das Heizgerät angeschlossen sind. Es kommt in einem solchen Fall zu einer Verschiebung des Potentials zwischen Leiter und Schutzleiter oder zwischen Nulleiter und Schutzleiter. Die Regelung am Heizgerät erkennt dann eine Änderung des Flammensignals und versucht durch das Anpassen der Gasmenge ein Erreichen des fest­ gelegten Sollwertes. Möglicherweise verschlechtert sich dabei die Verbrennungsqualität oder das Flammensignal driftet sogar an die Grenzen des zulässigen Arbeitsberei­ ches und verursacht dann vielleicht unerwünschte eine Störabschaltung. Es ist allgemein bekannt, mit sogenannten Trenntrafos elektrische Geräte oder einen Regelkreis vom Stromnetz abzukoppeln. Jedoch bedeutet diese Maßnahme ein zusätzliches Bauteil mit Kosten und Platzbedarf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Betrieb eines Gasbrenners für ein Heizge­ rät das Gas-/Luft-Verhältnis in einem engen Arbeitsbereich zu halten und Netzspannungs­ schwankungen auszugleichen.

Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteil­ hafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das Verfahren zur Regelung eines Gasbrenners für ein Heizgerät ist dadurch gekenn­ zeichnet, dass die aus dem Stromnetz anliegende Spannung zwischen Leiter und Schutz­ leiter erfasst wird und in die Regelung des Gas-/Luft-Verhältnisses einfließt. Dabei wird der in der Regelschaltung maßgebende Sollwert entsprechend der gemessenen Spannung zwischen Leiter und Schutzleiter angepasst.

Vorzugsweise wird die Spannung zwischen Leiter und Schutzleiter am Eingang eines Feu­ erungsautomaten gemessen. Alternativ dazu kann aber auch die an der Ionisationselek­ trode anliegende Spannung gemessen werden und als Führungsgröße für die Anpassung des in der Regelschaltung maßgebenden Sollwertes dienen. Außerdem ist eine Überwa­ chung der Spannung zwischen Null- und Schutzleiter als weitere Alternative oder ergän­ zend zu den vorgeschlagenen Maßnahmen möglich.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regelung ergibt sich ein sicherer Betrieb eines Gasbrenners bei auftretenden Netzspannungsschwankungen und einer sogenannten Stromnetz-Schieflage. Diese werden sofort erkannt und die Gas-/Luft-Verbren­ nungsregelung passt sich über den Sollwert selbständig an veränderte Randbedingungen an. Störabschaltungen werden vermieden und es ist jederzeit ein optimaler Brennerbetrieb in einem engen Arbeitsbereich gewährleistet. Zusätzliche Bauteile sind nicht erforderlich, da eine Spannungsmesseinrichtung sehr einfach in einen Feuerungsautomaten integriert werden kann. Brenner und Heizkessel besitzen mit den vorgeschlagenen Maßnahmen eine bessere Robustheit im Betrieb und sind auch in Regionen mit schwankender Strom­ versorgung ohne Zusatzmaßnahmen lieferbar.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und zeigt in einer einzigen Figur eine Anordnung zum Betrieb eines Gasbrennners.

Das Gas-/Luft-Verhältnis eines Gasbrenners für ein Heizgerät wird vom Feuerungs­ automaten F durch Eingriffe in die Luft- und/oder Gaszufuhr des Brenners auf einen entsprechenden Lambda-Sollwert eingestellt. Die Grundlage dafür bilden Signale einer über einen Leiter L1 an ein Stromnetz angeschlossenen Ionisationselektrode I. Diese sind von der Verbrennungstemperatur bzw. dem Lambda-Wert abhängig und werden als elektrische Größe an eine Regelschaltung R angelegt. Hier ergeben sich durch einen Vergleich mit einem gewählten elektrischen Sollwert die Einstell-Vorgaben für den Feuerungsautomaten F.

Um Schwankungen der Netzspannung auszugleichen, wird die anliegende Spannung mit einer Spannungsmesseinrichtung V zwischen Leiter L1 und Schutzleiter PE erfasst. Der aktuelle Messwert fließt in die Regelung des Gas-/Luft-Verhältnisses ein, wahlweise über die Regelschaltung R oder - wie dargestellt - über den Feuerungsautomaten F. Daraufhin wird der maßgebende Sollwert entsprechend der gemessenen Spannung zwischen Leiter und Schutzleiter angepasst.

Claims (5)

1. Verfahren zur Regelung eines Gasbrenners für ein Heizgerät, insbesondere zur Einstellung des Gas-/Luft-Verhältnisses auf einen entsprechenden Lambda-Sollwert nach den Signalen einer über ein Stromnetz versorgten Ionisationselektrode, die eine von der Verbrennungstemperatur bzw. dem Lambda-Wert abgeleitete elektrische Größe an eine Regelschaltung legt, welche diese Größe mit einem gewählten elektrischen Sollwert ver­ gleicht und einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Stromnetz anliegende Spannung zwischen Leiter (L1) und Schutzleiter (PE) erfasst wird und der in der Regelschaltung (R) maßgebende Sollwert ent­ sprechend der gemessenen Spannung zwischen Leiter (L1) und Schutzleiter (PE) ange­ passt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung zwischen Leiter (L1) und Schutzleiter (PE) am Eingang eines Feuerungsautomaten (F) gemessen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Ionisationselektrode (I) anliegende Spannung gemessen wird und als Führungsgröße für die Anpassung des in der Regelschaltung (R) maßgebenden Sollwertes dient.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung zwischen Nulleiter (N) und Schutzleiter (PE) gemessen wird und als Führungsgröße für die Anpassung des in der Regelschaltung (R) maßgebenden Sollwertes dient.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine mit einem Feuerungsautomaten (F) gekoppelte Spannungs­ messeinrichtung (V) zwischen dem Leiter (L1) und dem Schutzleiter (PE) und/oder dem Nulleiter (N) und dem Schutzleiter (PE).