DE102004055715C5 - Method for setting operating parameters on a firing device and firing device - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Einstellung von Betriebsparametern an einer Feuerungseinrichtung, insbesondere an einem Gasbrenner mit Gebläse, mit einer Luftmassenmessung, wobei die von der Feuerungseinrichtung erzeugte Temperatur (Tist) von dem Wert der Luftzahl (λ) abhängt und bei dem Wert λ1 = 1 ein Maximum (Tmax) aufweist, umfassend die Schritte: Einsteuern eines vorgegebenen Luft-Massenstroms (mL); Ermitteln des für die Temperatur (Tmax) zugehörigen Gasmassentroms (mGTmax); Festlegen eines Sollwerts der Luftzahl (λhy) für eine gewünschte hygienische Verbrennung; Einsteuern der gewünschten hygienischen Verbrennung durch Erhöhen des Luft-Massenstroms (mL) um den Faktor (λhy) bei konstanter Zufuhr des Gasmassenstroms (mGTmax) unter Nutzung eines Luftmassenstromsensors.Method for setting operating parameters on a firing device, in particular on a gas burner with fan, with an air mass measurement, the temperature (T actual) generated by the firing device depending on the value of the air ratio (λ) and a maximum (Tmax.) At the value λ1 = 1 ), comprising the steps: control of a predetermined air mass flow (mL); Determining the gas mass flow (mGTmax) associated with the temperature (Tmax); Setting a target value of the air ratio (λhy) for a desired hygienic combustion; Control the desired hygienic combustion by increasing the air mass flow (mL) by the factor (λhy) with constant supply of the gas mass flow (mGTmax) using an air mass flow sensor.

Description

Verfahren zur Einstellung von Betriebsparametern an einer Feuerungseinrichtung, insbesondere an einem Gasbrenner mit Gebläse, wobei die von der Feuerungseinrichtung erzeugte Temperatur (Tist) von dem Wert der Luftzahl (λ) abhängt und bei dem Wert λ1 = 1 ein Maximum (Tmax) aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Feuerungseinrichtung, insbesondere einen Gasbrenner, der zur Durchführung des Verfahrens angepasst ist.Method for setting operating parameters on a firing device, in particular on a gas burner with blower, wherein the temperature (T ist ) generated by the firing device depends on the value of the air ratio (λ) and at the value λ 1 = 1 a maximum (T max ) having. Moreover, the invention relates to a firing device, in particular a gas burner, which is adapted to carry out the method.

Im Haushalt werden Gasbrenner beispielsweise als Durchlauferhitzer für die Bereitung von Warmwasser in einem Kessel oder zur Bereitstellung von Heizwärme eingesetzt. In den jeweiligen Betriebszuständen werden an das Gerät unterschiedliche Anforderungen gestellt. Dies betrifft insbesondere die Leistungsabgabe des Brenners, üblicherweise als Brennerbelastung bezeichnet, und die von der Brennerflamme erzeugte Temperatur.In the household gas burners are used for example as a water heater for the preparation of hot water in a boiler or to provide heating. In the respective operating conditions, different requirements are placed on the device. This relates in particular to the output of the burner, commonly referred to as the burner load, and the temperature generated by the burner flame.

Die Brennerbelastung wird im Wesentlichen durch die Einstellung der Menge von Verbrennungsluft und des Mischungsverhältnisses zwischen Gas und Luft bestimmt. Die Einstellung des Mischungsverhältnisses erfolgt, insbesondere bei im Haushalt eingesetzten Gasbrennern, durch ein pneumatisches Gasregelventil (Prinzip des pneumatischen Verbunds). Bei der pneumatischen Reglung werden Drücke oder Druckdifferenzen an Blenden, in Verengungen oder in Venturidüsen gemessen. Diese Größen werden als Steuergrößen für das Gasregelventil verwendet. Nachteilig an der pneumatischen Regelung ist jedoch insbesondere, dass empfindliche mechanische Bauteile eingesetzt werden müssen, die auf Grund der Reibung mit Hystereseeffekten behaftet sind. Besonders bei niedrigen Arbeitsdrücken kommt es daher zu Ungennauigkeiten. Außerdem ist der Aufwand bei der Herstellung der mit Membranen ausgestatteten pneumatischen Gasregelventile wegen der hohen Präzisionsanforderungen beachtlich. Im pneumatischen Verbund kann zudem auf Änderungen der Gasart und -qualität nicht flexibel reagiert werden. Um gewünschte Anpassungen der Gaszufuhr dennoch vornehmen zu können, müssen zusätzliche Einrichtungen, z. B. Düsen und Blenden gasartenabhängig bereitgestellt werden, was jedoch zusätzlichen Aufwand bedeutet.The burner load is essentially determined by the adjustment of the amount of combustion air and the mixing ratio between gas and air. The adjustment of the mixing ratio is carried out, in particular for gas burners used in the household, by a pneumatic gas control valve (principle of the pneumatic composite). In pneumatic control, pressures or pressure differences are measured at orifices, in constrictions or in venturi nozzles. These quantities are used as control variables for the gas control valve. A disadvantage of the pneumatic control, however, is in particular that sensitive mechanical components must be used, which are subject to hysteresis effects due to the friction. Therefore, especially at low working pressures it comes to inaccuracies. In addition, the expense of manufacturing the diaphragm-equipped pneumatic gas control valves is remarkable because of the high precision requirements. In addition, in the pneumatic network it is not possible to respond flexibly to changes in the gas type and quality. In order to make desired adjustments to the gas supply nevertheless, additional facilities, eg. B. nozzles and diaphragms are provided depending on gas, but this means additional effort.

Bei einer elektronischen Steuerung kann hingegen ein einfach steuerbares Gasregelventil, etwa mit pulsweitenmodulierter Spule oder Schrittmotor, eingesetzt werden, um in Verbindung mit einem drehzahlsteuerbaren Gebläse die gewünschte Luftmenge und das gewünschte Gas-Luft-Mischungsverhältnis einzustellen (elektronischer Verbund). Dabei kann auf Änderungen der Gasqualität flexibel reagiert werden.In an electronic control, however, an easily controllable gas control valve, such as pulse width modulated coil or stepper motor, can be used to set in conjunction with a variable speed fan the desired amount of air and the desired gas-air mixing ratio (electronic composite). It is possible to respond flexibly to changes in gas quality.

Bei vorgegebener Luftmenge ist das Mischungsverhältnis zwischen Gas und Luft so einzustellen, dass das Gas möglichst vollständig und sauber verbrennt. Zur Charakterisierung des Mischungsverhältnisses zwischen Gas und Luft wird typischerweise die Luftzahl λ verwendet. Sie ist definiert als das Verhältnis der tatsächlich zugeführten Luftmenge zu der theoretisch für optimale stöchiometrische Verbrennung erforderlichen Luftmenge. Zu einer Optimierung der Abgaswerte (CO, CO2) werden Gasbrenner typischerweise mit Luftüberschuss betrieben. Der Sollwert für die Luftzahl λs liegt für hygienisch optimale Verbrennung bei 1,3. Beim Betrieb eines Gasbrenners mit elektronischem Verbund ist sicherzustellen, dass die Luftzahl λ bei den unterschiedlichen Brennerbelastungen immer möglichst nahe am Sollwert λs liegt. Zusätzlich ist zu beachten, dass sich die Betriebsbedingungen nach der Inbetriebnahme des Geräts ändern können und dann die Parameter der Verbrennungsregelung entsprechend angepasst werden müssen.For a given amount of air, the mixing ratio between gas and air must be adjusted so that the gas burns as completely and cleanly as possible. The air ratio λ is typically used to characterize the mixing ratio between gas and air. It is defined as the ratio of the actual amount of air supplied to the amount of air theoretically required for optimal stoichiometric combustion. To optimize the exhaust gas values (CO, CO 2 ), gas burners are typically operated with excess air. The setpoint for the air ratio λ s is 1.3 for hygienically optimal combustion. When operating a gas burner with an electronic composite, it must be ensured that the air ratio λ at the different burner loads is always as close as possible to the setpoint λ s . In addition, it should be noted that the operating conditions may change after commissioning the device and then the parameters of the combustion control must be adjusted accordingly.

In der DE 100 45 270 C2 ist eine Feuerungseinrichtung mit einer Einrichtung zur gesteuerten Erzeugung eines Brennstoff-Luftgemisches mit einstellbarem Brennstoff/Luft-Verhältnis und einstellbarem Volumenstrom beschrieben, bei der mittels einer Steuerungseinrichtung die Größe des an den Brenner gelieferten Brennstoffstromes und/oder des Verbrennungsluftstromes anhand der erfassten Flammentemperatur festgelegt wird.In the DE 100 45 270 C2 a combustion device is described with a device for the controlled production of a fuel-air mixture with adjustable fuel / air ratio and adjustable volume flow, in which by means of a controller, the size of the supplied to the burner fuel flow and / or the combustion air flow is determined based on the detected flame temperature.

In der EP 770 824 B1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem mit Hilfe einer Ionisationselektrode ein Kalibrierzyklus zum Nachzustellen des elektrischen Sollwerts der Ionisationselektrode durchlaufen wird. Dadurch sollen Änderungen der thermischen Kopplung zwischen der Ionisationselektrode und dem Gasbrenner, die beispielsweise auf Grund von Verschleiß, Verbiegen und auf Grund von Verschmutzungen entstehen, ausgeglichen werden.In the EP 770 824 B1 a method is described in which, with the aid of an ionization electrode, a calibration cycle for adjusting the electrical nominal value of the ionization electrode is traversed. This should be compensated for changes in the thermal coupling between the ionization and the gas burner, which arise for example due to wear, bending and due to contamination.

Mit diesem Verfahren, das alleine auf das Signal der Ionisationselektrode zurückgreift, ist es zwar möglich das Ionisationssignal für λ = 1 genau zu bestimmen. Allerdings kann der Sollwert für die Luftzahl anschließend nicht genau eingestellt werden, da zum Beispiel die Anlagenkennlinie unberücksichtigt bleibt.With this method, which solely relies on the signal of the ionization electrode, it is possible to determine the ionization signal for λ = 1 exactly. However, the setpoint for the air ratio can not then be set precisely, since, for example, the system characteristic is ignored.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Parameter der Verbrennung an geforderte Brennerbelastungen einfach und zuverlässig eingestellt werden können. Auch ist es Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann.It is therefore an object of the invention to provide a method by which the parameters of the combustion can be adjusted to required burner loads easily and reliably. It is also an object of the invention to provide a corresponding device with which the method can be performed.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Hauptanspruch sowie durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 6.The object is achieved by a method according to the main claim and by a device according to claim 6.

Bei dem Verfahren zur Einstellung von Betriebsparametern an einer Feuerungseinrichtung, insbesondere an einem Gasbrenner mit Gebläse, wobei die von der Feuerungseinrichtung erzeugte Temperatur (Tist) von dem Wert der Luftzahl (λ) abhängt und bei dem Wert λ1 = 1 ein Maximum (Tmax) aufweist, werden die folgende Schritte durchgeführt:

  • • Einsteuern eines vorgegebenen Luft-Massenstroms (mL);
  • • Ermitteln des für die Temperatur (Tmax) zugehörigen Gasmassenstroms (mGTmax);
  • • Festlegen eines Sollwerts der Luftzahl (λhy) für eine gewünschte hygienische Verbrennung;
  • • Einsteuern der gewünschten hygienischen Verbrennung durch Erhöhen des Luft-Massenstroms (mL) um den Faktor (λhy) bei konstanter Zufuhr des Gasmassenstroms (mGTmax) unter Nutzung eines Luftmassenstromsensors.
In the method for setting operating parameters on a firing device, in particular on a gas burner with blower, the temperature (T ist ) generated by the firing device depends on the value of the air ratio (λ) and at the value λ 1 = 1 a maximum (T max ), the following steps are performed:
  • • control of a given air mass flow (m L );
  • Determining the gas mass flow associated with the temperature (T max ) (m GTmax );
  • Setting a desired value of the air ratio (λ hy ) for a desired hygienic combustion;
  • • Activation of the desired hygienic combustion by increasing the air mass flow (m L ) by the factor (λ hy ) with constant supply of the gas mass flow (m GTmax ) using an air mass flow sensor.

Die sich dabei ergebende Ist-Temperatur wird registriert.The resulting actual temperature is registered.

Ausgehend von einem zufällig oder zuletzt eingestellten Mischungsverhältnis zwischen Luft und Brennstoff wird die pro Zeiteinheit zugeführte Brennstoffmenge bei konstanter pro Zeiteinheit zugeführten Luftmenge kontinuierlich oder schrittweise verändert. Durch Ermittlung und Erfassung der im Wirkungsbereich der Brennerflamme gemessenen Temperatur wird die pro Zeiteinheit zugeführte Brennstoffmenge so eingestellt, dass die gemessene Temperatur ein Maximum annimmt. Anschließend wird die pro Zeiteinheit zugeführte Luftmenge unter Beibehaltung der vorher eingestellten Brennstoffmenge unter Nutzung des Luftmassenstromsensors um den Faktor λhy erhöht. Auf diese Weise kann für jede gewünschte Brennerbelastung bei unterschiedlichen Gasqualitäten, aber auch bei Veränderung von Einstellungen bzw. bei einer Änderung der Charakteristika der am Gasbrenner angeordneten Sensoren, der Sollwert der Luftzahl für hygienisch optimale Verbrennung genau, sicher und zuverlässig eingestellt werden.Starting from a random or last set mixing ratio between air and fuel, the amount of fuel supplied per unit time is changed continuously or stepwise at a constant rate of air supplied per unit time. By determining and detecting the temperature measured in the area of action of the burner flame, the quantity of fuel supplied per unit of time is adjusted so that the measured temperature assumes a maximum. Subsequently, the amount of air supplied per unit time is increased while maintaining the previously set amount of fuel using the air mass flow sensor by the factor λ hy . In this way, for any desired burner load at different gas qualities, but also when changing settings or when changing the characteristics of the sensors arranged on the gas burner, the setpoint of the air ratio for hygienically optimal combustion can be set accurately, safely and reliably.

Aus konstruktionsbedingten Gründen kann es möglich sein, dass mit der Erhöhung der Luftmenge zwangsläufig auch eine Erhöhung der Gasmenge einhergeht. In einem solchen Fall kann eine konstruktiv geeignet gestaltete Zumischungsgeometrie die Erhöhung der Gasmenge auf einen vernachläßigbaren Wert reduzieren.For design reasons, it may be possible that with the increase in the amount of air inevitably accompanied by an increase in the amount of gas. In such a case, a structurally suitable blending geometry can reduce the increase of the amount of gas to a negligible value.

Durch Verwendung von Massenstromsensoren im Gasmassenstrom kann jedoch ohne konstruktive Anpassung eine Steuereinrichtung den Gasmassenstrom durch eine entsprechende Beaufschlagung des Gasventils auf den bei Tmax gefundenen Wert mGtmax zurückstellen.By using mass flow sensors in the gas mass flow, however, a control device can reset the gas mass flow to the value m Gtmax found at T max by means of a corresponding admission of the gas valve without constructive adaptation.

Schließlich ist es auch möglich, den erhöhten Gasmassenstrom rechnerisch zu ermitteln und die Luftzahl λhy entsprechend höher einzustellen. Auch kann daran gedacht werden, die Gasmenge um den errechneten Wert zu reduzieren, was jedoch ein höchst genaues Ventil erfordert.Finally, it is also possible to calculate the increased gas mass flow and set the air ratio λ hy correspondingly higher. Also, it can be thought to reduce the amount of gas by the calculated value, but this requires a highly accurate valve.

Insbesondere bei Schwankungen der Qualität des Verbrennungsgases sollte eine Neueinstellung der Luftzahl vorgenommen werden, um die hygienisch optimale Verbrennung sicherzustellen. Ein Nachstellen der Luftzahl kann dabei beispielsweise in periodischen Zeitabständen, bei einem Lastwechsel, beim Betriebsstart, oder bei einer Wartung des Geräts durchgeführt werden.In particular, with variations in the quality of the combustion gas, a readjustment of the air ratio should be made to ensure the hygienically optimal combustion. An adjustment of the air ratio can be carried out, for example, at periodic intervals, during a load change, at the start of operation, or during maintenance of the device.

Die erfindungsgemäße Feuerungseinrichtung, insbesondere ein Gasbrenner, ist zur Durchführung eines der oben genannten Verfahren angepasst.The firing device according to the invention, in particular a gas burner, is adapted to carry out one of the above-mentioned methods.

Insbesondere weist die Feuerungseinrichtung einen Temperatursensor im Wirkungsbereich der Brennerflamme der Feuerungseinrichtung auf. Der Temperatursensor kann dabei im Flammenkern, am Flammenfußpunkt, an der Flammenspitze, jedoch auch in einiger Entfernung von der Flamme, beispielsweise am Brennerblech selbst, angeordnet sein.In particular, the firing device has a temperature sensor in the area of action of the burner flame of the firing device. The temperature sensor can be arranged in the flame kernel, at the base of the flame, at the tip of the flame, but also at some distance from the flame, for example at the burner plate itself.

Außerdem weist die Feuerungseinrichtung bevorzugt ein Gasventil mit einem Stellglied, insbesondere mit einem Schrittmotor, einer pulsweitenmodulierten Spule oder mit einer durch eine elektrische Größe gesteuerten Spule, auf. Da das Verfahren insbesondere für den elektronischen Verbund geeignet ist, können die genannten Ventile, die einfach und präzise betätigbar sind, eingesetzt werden.In addition, the firing device preferably has a gas valve with an actuator, in particular with a stepper motor, a pulse-width-modulated coil or with a coil controlled by an electrical variable. Since the method is particularly suitable for the electronic composite, said valves, which are simple and precise operable, can be used.

Die Feuerungseinrichtung weist weiter einen Massenstromsensor und/oder Volumenstromsensor zur Messung der der Feuerungseinrichtung pro Zeiteinheit zugeführten Luftmenge auf.The firing device furthermore has a mass flow sensor and / or a volume flow sensor for measuring the amount of air supplied to the firing device per unit time.

Weitere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung besonderer Ausführungsbeispiele der Erfindung.Further features and advantages of the subject matter of the invention will become apparent from the following description of particular embodiments of the invention.

Es zeigen:Show it:

1 eine Feuerungseinrichtung gemäß der Erfindung; 1 a firing device according to the invention;

2 eine Kennlinie zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 2 a characteristic curve to illustrate the method according to the invention;

3 eine weitere Kennlinie zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 3 a further characteristic for clarification of the method according to the invention.

1 zeigt einen Gasbrenner, bei dem ein Gemisch aus Luft L und Gas G vorgemischt und verbrannt wird. 1 shows a gas burner in which a mixture of air L and gas G is premixed and burned.

Der Gasbrenner weist einen Luftzufuhrabschnitt 1 auf, über den Verbrennungsluft L von einem drehzahlregelbaren Gebläse 9 angesaugt wird. Ein Massenstromsensor 2 misst den Massenstrom der angesaugten Luft L. Der Massenstromsensor 2 ist so angeordnet, dass in seiner Umgebung eine möglichst laminare Strömung erzeugt wird, um Messfehler zu vermeiden. Insbesondere könnte der Massenstromsensor in einem Bypass (nicht gezeigt) und unter Verwendung eines Strömungsgleichrichters angeordnet werden. Mit Hilfe des Massenstromsensors und des drehzahlregelbaren Gebläses 9 kann die Luftzufuhr in den Mischbereich 8 genau gesteuert werden.The gas burner has an air supply section 1 on, over the combustion air L from a variable speed fan 9 is sucked. A mass flow sensor 2 measures the mass flow of the intake air L. The mass flow sensor 2 is arranged so that as laminar a flow as possible is generated in its environment in order to avoid measurement errors. In particular, the mass flow sensor could be placed in a bypass (not shown) and using a flow straightener. With the help of the mass flow sensor and the variable speed blower 9 can the air supply in the mixing area 8th be controlled exactly.

Für die Gaszufuhr ist ein Gaszufuhrabschnitt 4 vorgesehen, der an eine Gaszuleitung angeschlossen ist. Der Gaszufuhrabschnitt kann mit einem Massenstromsensor geeigneter Bauart versehen sein. Mittels eines Ventils 6, beispielsweise eines pulsweitenmodulierten oder elektronisch gesteuerten Ventils, das z. B. mit einem Stellglied mit Schrittmotor ausgestattet ist, wird der Zufluss von Gas durch eine Leitung 7 in den Mischungsbereich 8 gesteuert. Im Mischungsbereich 8 findet eine Vermischung des Gases G mit der Luft L statt. Der Ventilator des Gebläses 9 wird mit einer einstellbaren Drehzahl angetrieben, um sowohl die Luft L als auch das Gas G anzusaugen.For the gas supply is a gas supply section 4 provided, which is connected to a gas supply line. The gas supply section may be provided with a mass flow sensor of suitable design. By means of a valve 6 , For example, a pulse width modulated or electronically controlled valve, the z. B. is equipped with an actuator with stepper motor, the inflow of gas through a conduit 7 in the mixing area 8th controlled. In the mixing area 8th There is a mixing of the gas G with the air L instead. The fan of the fan 9 is driven at an adjustable speed to suck in both the air L and the gas G.

Bei vogegebenem Luftmassenstrom wird das Ventil 6 so weit geöffnet, dass das Luft-Gas-Gemisch mit dem gewünschten Mischungsverhältnis in den Mischbereich 8 gelangt. Dabei wird die Luftzahl λ so eingestellt, dass eine hygienisch optimale Verbrennung stattfindet.At vogegebenem air mass flow, the valve 6 open so far that the air-gas mixture with the desired mixing ratio in the mixing area 8th arrives. The air ratio λ is set so that a hygienically optimal combustion takes place.

Über eine Leitung 10 strömt das Luft-Gasgemisch vom Gebläse 9 zum Brennerteil 11. Dort tritt es aus und speist die Brennerflamme 13, die eine vorgegebene Wärmeleistung abgeben soll.About a line 10 the air-gas mixture flows from the blower 9 to the burner part 11 , There it comes out and feeds the burner flame 13 that should give off a given heat output.

Am Brennerteil 11 ist eine Temperatursensor 12, beispielsweise ein Thermoelement, angeordnet. Mit Hilfe dieses Thermoelements wird eine Ist-Temperatur gemessen, die bei der Durchführung des nachfolgend beschriebenen Verfahrens zur Einstellung des Sollwertes λh der Luftzahl verwendet wird. Im vorliegenden Beispiel ist der Temperatursensor 12 an einer Oberfläche des Brennerteils 11 angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, den Sensor an anderer Stelle im Wirkungsbereich der Flamme 13 anzuordnen. Die Referenztemperatur des Thermoelements wird an einer Stelle außerhalb des Wirkungsbereichs der Flamme 13, beispielsweise in der Luftzufuhrleitung 1, gemessen.At the burner part 11 is a temperature sensor 12 , For example, a thermocouple arranged. With the aid of this thermocouple an actual temperature is measured, which is used in carrying out the method described below for setting the setpoint λ h of the air ratio. In the present example, the temperature sensor 12 on a surface of the burner part 11 arranged. However, it is also conceivable, the sensor elsewhere in the range of action of the flame 13 to arrange. The reference temperature of the thermocouple is at a point outside the effective range of the flame 13 For example, in the air supply line 1 , measured.

Eine nicht dargestellte Einrichtung zur Steuerung bzw. zur Regelung des Luft- und/oder Gasstroms erhält Eingangsdaten vom Temperatursensor 12 und vom Massenstromsensor 2 und gibt Steuersignale an das Ventil 6 sowie an den Antrieb des Gebläses 9 ab. Die Öffnung des Ventils 6 und die Drehzahl des Ventilators des Gebläses 9 werden so eingestellt, dass sich die gewünschte Luft- und Gaszufuhr ergibt.A device, not shown, for controlling or regulating the air and / or gas flow receives input data from the temperature sensor 12 and from the mass flow sensor 2 and gives control signals to the valve 6 as well as to the drive of the blower 9 from. The opening of the valve 6 and the speed of the fan of the fan 9 are adjusted so that the desired air and gas supply results.

Die Steuerung erfolgt dabei durch Durchführung des nachfolgend beschriebenen Verfahrens. Insbesondere weist die Steuereinrichtung einen Speicher zum Abspeichern von Kennlinien bzw. von Sollwerten sowie eine entsprechende Datenverarbeitungseinheit auf, die zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist.The control is carried out by performing the method described below. In particular, the control device has a memory for storing characteristic curves or nominal values and a corresponding data processing unit which is set up to carry out the method.

Anhand der in der 2 dargestellten Kennlinie soll das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben werden. In dieser Figur ist die gemessene Temperatur in Abhängigkeit von der Luftzahl λ dargestelltOn the basis of in the 2 the characteristic shown is the method of the invention will be described. In this figure, the measured temperature is shown as a function of the air ratio λ

Zu Beginn des Verfahrens ist durch die Drehzahl des Gebläses und die Öffnung des Gasventils eine bestimmte Luftzahl λ0 eingestellt, die beispielsweise dem zuletzt eingestellten Wert entspricht. Im vorliegenden Fall liegt λ0 oberhalb des Wertes λ1, bei dem sich das Temperaturmaximum Tmax ergibt. Durch Erhöhung des zugeführten Massenstroms an Brenngas bei konstantem Luftmassenstrom mL1 wird λ reduziert Die Veränderung des Gasmassenstroms kann dabei beispielsweise schrittweise unter Variation der Schritte des Schrittmotors des Gasventils durchgeführt werden. Bei jedem Schritt wird mit dem Temperatursensor 12, der im Bereich der Brennerflamme angeordnet ist, die Ist-Temperatur Tist bestimmt. Mit geeigneten Iterationsverfahren wird die Öffnung des Gasventils dann solange variiert, bis sich das Temperaturmaximum Tmax einstellt.At the beginning of the process is set by the speed of the blower and the opening of the gas valve, a certain air ratio λ 0 , which corresponds for example to the last set value. In the present case, λ 0 is above the value λ 1 , at which the temperature maximum T max results. By increasing the supplied mass flow of fuel gas at a constant air mass flow m L1 λ is reduced The change in the gas mass flow can be carried out, for example, stepwise with variation of the steps of the stepping motor of the gas valve. At each step, the temperature sensor is used 12 , which is arranged in the region of the burner flame, the actual temperature T is determined. With suitable iteration method, the opening of the gas valve is then varied until the temperature maximum T max is established.

Im zweiten Verfahrensschritt wird unter Beibehaltung der Öffnung des Gasventils der Luftmassenstrom mL1 um den Sollwert λhy der Luftzahl erhöht. Es ergibt sich der neue Luftmassenstrom mhy = λhymL1. Die Luftzahl ist damit genau auf den gewünschten Sollwert λhy eingestellt, und die Verbrennung erfolgt hygienisch optimal. Nach Einstellung der gewünschten Luftzahl λhy wird die zugehörige Temperatur Tsoll gemessen.In the second method step, while maintaining the opening of the gas valve, the air mass flow m L1 is increased by the desired value λ hy of the air ratio. The result is the new air mass flow m hy = λ hy m L1 . The air ratio is thus set exactly to the desired setpoint λ hy , and the combustion is hygienically optimal. After setting the desired air ratio λ hy , the associated temperature T soll is measured.

Bei einem Lastwechsel, das heißt bei einer erforderlichen Änderung der Brennerbelastung, wird das Verfahren in der Regel erneut durchgeführt. Das Verfahren kann auch nach dem Einschalten des Gasbrenners durchgeführt oder in periodischen Abständen wiederholt werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Gasbrenner stets in einem optimalen Bereich betrieben wird.In a load change, that is, in a required change in the burner load, the process is usually carried out again. The process can also be performed after switching on the gas burner or repeated at periodic intervals. In this way it is ensured that the gas burner is always operated in an optimal range.

Um zu verhindern, dass das Verfahren bei jedem Lastwechsel erneut durchgeführt werden muss, kann eine zweite Kennlinie, wie in 3 gezeigt, ermittelt werden. In 3 ist die Solltemperatur Tsoll, die wie in 2 beschrieben ermittelt wurde, in Abhängigkeit vom Luftmassenstrom mL1, der direkt zur Brennerbelastung proportional ist, dargestellt. Der Sollwert der Luftzahl λhy stellt sich bei einer bestimmten Brennerbelastung genau dann ein, wenn die im Wirkungsbereich der Brennerflamme gemessene Temperatur Tist der aus der 3 ausgelesenen Solltemperatur Tsoll entspricht. Eine Regelung der Ist-Temperatur Tist auf den vorgegebenen Sollwert Tsoll führt automatisch zu einer Einstellung des optimalen Luftzahl bei vorgegebener Brennerbelastung.In order to prevent the process from having to be carried out again at each load change, a second characteristic, as in 3 shown to be determined. In 3 is the set temperature T soll , which is like in 2 has been determined, depending on the air mass flow m L1 , which is directly proportional to the burner load, shown. The setpoint of the air ratio λ hy arises at a certain burner load exactly when the measured in the range of action of the burner flame temperature T is from the 3 read target temperature T soll corresponds. A regulation of the actual temperature T is set to the predetermined target value T soll automatically leads to a setting of the optimum air ratio at a given burner load.

Durch die Verwendung der zweiten in 3 dargestellten Kennlinie kann über einen bestimmten Zeitraum, in dem sich vorzugsweise die Randbedingungen nicht entscheidend ändern, die Anlage ohne erneute Durchführung des Verfahrens bei sich verändernden Brennerbelastungen, also in verschiedenen Betriebszuständen, betrieben werden. Allerdings sollte auch hier in periodischen Abständen oder zu bestimmten Anlässen, beispielsweise bei einer Wartung des Geräts, die Kennlinie erneut bestimmt werden, um eine Anpassung an die verfügbare Gasqualität oder an Instabilitäten im System zu erreichen.By using the second in 3 shown characteristic curve can be operated over a certain period of time, in which preferably the boundary conditions are not crucial, the system without re-implementation of the method with changing burner loads, ie in different operating conditions. However, here too, at regular intervals or on certain occasions, for example during maintenance of the device, the characteristic curve should be redetermined in order to adapt to the available gas quality or to instabilities in the system.

In 3 ist die Solltemperatur Tsoll in Abhängigkeit vom Massenstrom der Luft mL, der einer bestimmten Brennerbelastung entspricht, dargestellt. Wird die Belastung von einem Betriebszustand 1 in einen Betriebszustand 2, entsprechend den Luftmassenströmen mL1 bzw. mL2, umgestellt, so wird die Temperatur des Gasbrenners so geregelt, dass sich die Temperatur Tsoll2 einstellt. Dazu wird das Luft-Gasgemisches durch Verstellung des Gasventils 6 abgemagert oder angefettet.In 3 is the setpoint temperature T soll in dependence on the mass flow of the air m L , which corresponds to a certain burner load, shown. Is the load of an operating condition 1 in an operating state 2 , In accordance with the air mass flows m L1 and m L2 , converted, the temperature of the gas burner is controlled so that the temperature T set soll2 . For this purpose, the air-gas mixture by adjusting the gas valve 6 emaciated or greasy.

Statt einer völligen Neubestimmung der zweiten Kennlinie gemäß 3 können bei Bedarf auch einzelne Werte bei bestimmten Leistungen erfasst werden und die bisher in der Kennkurve enthaltenen entsprechenden Werte ersetzen. Es ist auch denkbar, die Kennlinie entsprechend einem aktuell gemessenen Wert bei bestimmter Belastung insgesamt zu verschieben.Instead of a complete redetermination of the second characteristic according to 3 If required, individual values for specific services can also be recorded and replace the corresponding values previously contained in the characteristic curve. It is also conceivable to shift the characteristic in accordance with a currently measured value for a given load in total.

Die Durchführung des Verfahrens führt zu einem Betriebsmodus, bei dem eine hygienisch optimale Verbrennung erreicht wird.The implementation of the method leads to an operating mode in which a hygienically optimal combustion is achieved.

Claims (8)

Verfahren zur Einstellung von Betriebsparametern an einer Feuerungseinrichtung, insbesondere an einem Gasbrenner mit Gebläse, mit einer Luftmassenmessung, wobei die von der Feuerungseinrichtung erzeugte Temperatur (Tist) von dem Wert der Luftzahl (λ) abhängt und bei dem Wert λ1 = 1 ein Maximum (Tmax) aufweist, umfassend die Schritte: Einsteuern eines vorgegebenen Luft-Massenstroms (mL); Ermitteln des für die Temperatur (Tmax) zugehörigen Gasmassentroms (mGTmax); Festlegen eines Sollwerts der Luftzahl (λhy) für eine gewünschte hygienische Verbrennung; Einsteuern der gewünschten hygienischen Verbrennung durch Erhöhen des Luft-Massenstroms (mL) um den Faktor (λhy) bei konstanter Zufuhr des Gasmassenstroms (mGTmax) unter Nutzung eines Luftmassenstromsensors.Method for setting operating parameters on a firing device, in particular on a gas burner with blower, with an air mass measurement, wherein the temperature (T ist ) generated by the firing device depends on the value of the air ratio (λ) and at the value λ 1 = 1 a maximum (T max ), comprising the steps of: controlling a predetermined air mass flow (m L ); Determining the mass of gas mass associated with the temperature (T max ) (m GTmax ); Setting a desired value of the air ratio (λ hy ) for a desired hygienic combustion; Activation of the desired hygienic combustion by increasing the air mass flow (m L ) by the factor (λ hy ) with constant supply of the gas mass flow (m GTmax ) using an air mass flow sensor. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dem hygienischen Sollwert (λhy) für die Luftzahl entsprechende Luft-Massenstrom (mLhy) durch Veränderung der Ventilatordrehzahl des Gebläses eingesteuert wird.A method according to claim 1, characterized in that the hygienic setpoint (λ hy ) for the air ratio corresponding air mass flow (m Lhy ) is controlled by changing the fan speed of the fan. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft-Massenstrom (mL) und/oder der Gas-Massenstrom (mG) jeweils durch einen Massenstromsensor gemessen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the air mass flow (m L ) and / or the gas mass flow (m G ) are each measured by a mass flow sensor. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Temperaturmaximum (Tmax) entsprechende Gas-Massenstrom (mGTmax) durch eine iterative Annäherung des Werts des Gasmassenstroms (mG) an den dem Temperaturmaximum entsprechenden Wert (mGTmax) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas mass flow (m GTmax ) corresponding to the temperature maximum (T max ) is determined by an iterative approximation of the value of the gas mass flow (m G ) at the value corresponding to the maximum temperature (m GTmax ) , Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert (λhy) für die Luftzahl ca. 1,3 ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the desired value (λ hy ) for the air ratio is about 1.3. Feuerungseinrichtung, insbesondere für einen Gasbrenner, mit einem Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuerungseinrichtung einen Temperatursensor (12) im Wirkungsbereich der Brennerflamme (13) der Feuerungseinrichtung aufweist und dass die Feuerungseinrichtung wenigstens einen Massenstromsensor (2, 5) zur Messung der der Feuerungseinrichtung pro Zeiteinheit zugeführten Luftmenge aufweist.Firing device, in particular for a gas burner, with a blower according to one of claims 1 to 5, characterized in that the firing device comprises a temperature sensor ( 12 ) in the area of action of the burner flame ( 13 ) of the firing device and that the firing device comprises at least one mass flow sensor ( 2 . 5 ) for measuring the amount of air supplied to the firing device per unit time. Feuerungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuerungseinrichtung ein Ventil (6) mit einem Stellglied zur Einstellung des Gas-Massenstroms (mG), insbesondere mit einem Schrittmotor, einer pulsweitenmodulierten oder eine durch eine elektrische Größe gesteuerten Spule, aufweist.Firing device according to claim 6, characterized in that the firing device is a valve ( 6 ) with an actuator for adjusting the gas mass flow (m G ), in particular with a stepping motor, a pulse width modulated or controlled by an electrical size coil comprises. Feuerungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuerungseinrichtung wenigstens einen Massenstromsensor (2, 5) zur Messung der der Feuerungseinrichtung pro Zeiteinheit zugeführten Menge an Gas und/oder der Menge des zugeführten Gemisches aus Luft und Gas aufweist.Firing device according to one of the preceding claims 6 to 7, characterized in that the firing device at least one mass flow sensor ( 2 . 5 ) for measuring the the firing device per unit time supplied amount of gas and / or the amount of the supplied mixture of air and gas.
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