DE102008016047B4

DE102008016047B4 - Procedure for level monitoring

Info

Publication number: DE102008016047B4
Application number: DE102008016047.4A
Authority: DE
Inventors: Klaus Richter; Nicole Schmidt
Original assignee: Vaillant GmbH
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2019-01-24
Anticipated expiration: 2028-03-29
Also published as: AT504887A4; CH700730B1; DE102008016047A1; AT504887B1

Abstract

Verfahren zur Füllstandsüberwachung eines Flüssiggastanks mittels eines daran angeschlossenen Heizgeräts mit einer Vorrichtung zur Kalibrierung des Flüssiggas-Luft-Gemischs, welche über Mittel zur Regelung des Flüssiggasstroms (4, 5), Mittel zur Regelung des Luftstroms (2, 7) und einen Datenspeicher (31) verfügt, wobei im Datenspeicher (31) mindestens ein Paar Referenzwerte für die Einstellung der Mittel zur Regelung des Flüssiggasstroms (4, 5) und des Luftstroms (2, 7) abgelegt sind, eine Kalibrierung des Flüssiggas-Luft-Gemischs erfolgt und hierbei die Signale für die Einstellung der Mittel zur Regelung des Flüssiggasstroms (4, 5) und des Luftstroms (2, 7) ermittelt und mit dem Referenzpaar verglichen wird und in dem Fall, in dem die Signalwerte nach der Kalibrierung von den Referenzwerten um einen bestimmten Betrag oder einen bestimmten Anteil abweichen, ein Signal zum Befüllen des Flüssiggastanks ausgegeben wird.A method for level monitoring of a liquid gas tank by means of a connected heater with a device for calibration of the liquid-air mixture, which means for regulating the liquid gas stream (4, 5), means for controlling the air flow (2, 7) and a data memory (31 ), wherein in the data memory (31) at least a pair of reference values for the adjustment of the means for controlling the liquefied gas flow (4, 5) and the air flow (2, 7) are stored, a calibration of the liquid gas-air mixture takes place and in this case the Signals for the adjustment of the means for controlling the liquid gas flow (4, 5) and the air flow (2, 7) is determined and compared with the reference pair and in the case in which the signal values after the calibration of the reference values by a certain amount or a certain proportion, a signal for filling the LPG tank is issued.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Füllstandsüberwachung eines Flüssiggastanks mittels eines daran angeschlossenen Heizgeräts mit einer Vorrichtung zur Kalibrierung des Flüssiggas-Luft-Gemischs.The invention relates to a method for level monitoring of a liquid gas tank by means of a heater connected thereto with a device for calibrating the liquid-air mixture.

Ein Verfahren zur Kalibrierung des Brenngas-Luft-Gemischs eines Brenners ist beispielsweise aus der EP 1 331 444 A2 bekannt. Hierbei wird ein Brenngas-Luft-Gemisch angefettet, bis die Kohlenmonoxidemissionen im Abgas signifikant ansteigen. Dies ist gleichbedeutend mit einer nahstöchiometrischen Verbrennung. Anschließend wird das Brenngas-Luft-Gemisch definiert abgemagert, so dass ein ausreichender Luftüberschuss vorliegt.A method for calibrating the fuel gas-air mixture of a burner is for example from EP 1 331 444 A2 known. Here, a fuel gas-air mixture is enriched until the carbon monoxide emissions in the exhaust gas increase significantly. This is equivalent to near-stoichiometric combustion. Subsequently, the fuel gas-air mixture is defined emaciated, so that there is a sufficient excess of air.

Aus der DE 195 39 568 C1 ist ein Verfahren zur Kalibrierung des Brenngas-Luft-Gemischs eines Brenners bekannt, bei dem der lonisationsstrom gemessen wird. Das Gemisch wird angefettet, bis der lonisationsstrom ein Maximum erreicht. Das Maximum stellt sich bei stöchiometrischer Verbrennung ein. Anschließend wird auch bei diesem Kalibrierungsverfahren das Brenngas-Luft-Gemisch definiert abgemagert, so dass ein ausreichender Luftüberschuss vorliegt.From the DE 195 39 568 C1 a method for calibrating the fuel gas-air mixture of a burner is known, in which the ionisation current is measured. The mixture is enriched until the ionization reaches a maximum. The maximum occurs at stoichiometric combustion. Subsequently, also in this calibration method, the fuel gas-air mixture is defined emaciated, so that there is a sufficient excess of air.

Die Patentanmeldung EP 0 121 437 A2 zeigt eine Verbrennungsregelung, bei der mittels eines Sauerstoffsensors im Abgasrohr der Anteil an unverbranntem Sauerstoff ermittelt wird und die Gemischregelung zwischen Brennstoff und Luft angepasst wird, sobald der Anteil an unverbrannten Sauerstoff um mehr als eine Schwellendifferenz vom Referenzwert abweicht.The patent application EP 0 121 437 A2 shows a combustion control, in which by means of an oxygen sensor in the exhaust pipe, the proportion of unburned oxygen is determined and the mixture control between fuel and air is adjusted as soon as the proportion of unburned oxygen by more than a threshold difference from the reference value.

Den Kalibrierungsverfahren ist gemein, dass am Ende des Vorgangs das Brenngas-Luft-Gemisch optimal eingestellt ist. Es kann und braucht dabei nicht festgestellt werden, ob das Brenngas über die übliche Zusammensetzung verfügt.The calibration method has in common that at the end of the process, the fuel gas-air mixture is optimally adjusted. It can and does not need to be determined if the fuel gas has the usual composition.

Häufig werden Heizgeräte mit Flüssiggas aus Flüssiggastanks betrieben. Leert sich der Tank, so muss er aufgefüllt werden. Gemäß dem Stand der Technik wird der Füllstand direkt am Tank abgelesen. Vergisst der Betreiber das Ablesen, so droht der Tank entleert zu werden; das Heizgerät kann dann nicht mehr betrieben werden.Frequently, LPG heaters are operated from LPG tanks. If the tank is empty, it must be refilled. According to the prior art, the level is read directly on the tank. If the operator forgets to read, the tank threatens to be emptied; the heater can then no longer be operated.

Aus der Offenlegungsschrift DE 195 09 436 A1 ist ein Verfahren zur Kontrolle des Füllprozesses von Druckgasbehältern durch Wiegen bekannt. Dabei wird beim Füllen eine Füllkurve mittels eines Rechners bestimmt und mit einer Referenzfüllkurve für das betreffende Gas verglichen.From the publication DE 195 09 436 A1 is a method for controlling the filling process of pressurized gas containers by weighing known. When filling a filling curve is determined by means of a computer and compared with a Referenzfüllkurve for the gas in question.

In der Patentschrift US 6 345 214 B1 offenbart einen Sensor, der den Differenzdruck oben und unten am Tank misst.In the patent US Pat. No. 6,345,214 B1 discloses a sensor that measures the differential pressure at the top and bottom of the tank.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die automatische Erkennung eines Zustandes, in dem der Flüssiggastank weitestgehend entleert ist.The object of the present invention is therefore the automatic detection of a state in which the liquefied gas tank is largely emptied.

Erfindungsgemäß wird dies zunächst gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass bei einem Heizgerät mit einer Vorrichtung zur Kalibrierung des Flüssiggas-Luft-Gemischs Signale für die Einstellung der Mittel zur Regelung des Flüssiggasstroms und des Luftstroms nach einer Kalibrierung ermittelt und mit einem Referenzpaar verglichen werden. Weichen die ermittelten Werte signifikant von den Referenzwerten ab, so ist dies ein Indiz dafür, dass der Tank fast leer ist und aufgefüllt werden muss.According to the invention this is first achieved according to the features of claim 1, characterized in that in a heater with a device for calibration of the LPG-air mixture signals for adjusting the means for controlling the liquid gas flow and the air flow determined after calibration and compared with a reference pair become. If the values determined deviate significantly from the reference values, this is an indication that the tank is almost empty and has to be refilled.

Die Unteransprüche schützen vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The dependent claims protect advantageous embodiments of the method according to the invention.

Flüssiggas besteht in Zentraleuropa aus mindestens 95 Massen-% Propan C₃H₈ und maximal 5 Massen-% Butan C₄H₁₀. Butan ist mit einer Dichte von 2,708 kg/m³ schwerer als Propan, das 2,011 kg/m³ wiegt. Aufgrund dieser Dichteunterschiede kommt es zu einer Entmischung im Tank. Butan sammelt sich dabei im unteren Bereich des Flüssiggastanks an. Da das Brenngas oben aus dem Tank flüssig entnommen wird, steigt der Butan-Anteil mit der Entleerung voran. Bei fast leerem Tank ist der Butananteil im Tank sehr hoch.Liquefied gas in Central Europe consists of at least 95% by mass of propane C ₃ H ₈ and not more than 5% by mass of butane C ₄ H ₁₀ . Butane, with a density of 2.708 kg / m ^{3, is} heavier than propane, which weighs 2.011 kg / m ³ . Due to these differences in density, there is a segregation in the tank. Butane accumulates in the lower part of the LPG tank. Since the fuel gas is taken from the top liquid from the tank, the butane content increases with the emptying. When the tank is almost empty, the amount of butane in the tank is very high.

Während Propan einen Mindestluftbedarf von 23,81 Liter Luft pro Liter Brenngas aufweist, hat Butan einen Mindestluftbedarf von 30,95 Liter Luft pro Liter Brenngas. Demzufolge wird bei der Verbrennung von Butan bei der gleichen Luftmenge das Gemisch fetter als bei Propan. Bei einer Kalibrierung des Flüssiggas-Luft-Gemischs ändert sich somit die Einstellung der Mittel zur Regelung des Flüssiggasstroms und des Luftstroms signifikant. Dies wird erfindungsgemäß als Indikator für einen fast leeren Flüssiggastank genutzt.While propane has a minimum air requirement of 23.81 liters of air per liter of fuel gas, butane has a minimum air requirement of 30.95 liters of air per liter of fuel gas. As a result, when butane is burned at the same amount of air, the mixture becomes richer than propane. Thus, when calibrating the LPG-air mixture, the adjustment of the means for controlling the LPG flow and air flow changes significantly. This is used according to the invention as an indicator for an almost empty liquefied gas tank.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren detailliert erläutert.

1 ein Heizungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßes Verfahrens,
2 den Zusammenhang zwischen Luftüberschuß und Kohlenmonoxidemission und
3 den Zusammenhang zwischen der Schrittzahl des Drosselelement im Brenngasstrom zu den Kohlenmonoxidemissionen bei unterschiedlichen Flüssiggasen.

The invention will now be explained in detail with reference to FIGS.

1 a heating system for carrying out the method according to the invention,
2 the relationship between excess air and carbon monoxide emission and
3 the relationship between the number of steps of the throttle element in the fuel gas flow to the carbon monoxide emissions at different liquid gases.

Eine Heizungsanlage gemäß 1 verfügt über einen Brenner 1 mit einem diesen umgebenden Wärmeaustauscher 10, an den sich ein Abgasrohr 9, in dem sich ein Abgassensor 6 befindet, anschließt. Dem Brenner 1 ist ein Gebläse 2 vorgeschaltet. Auf der Eingangsseite des Gebläses 2 befindet sich eine Luftansaugleitung 13, in die auch eine Brenngasleitung 12, die durch ein Gasventil 4 von der Brenngaszuführung 11 getrennt ist, reicht. Das Gasventil 4 verfügt über einen Stellantrieb 5 mit Schrittmotor und Schritterfassung. Das Gebläse 2 verfügt über einen Antriebsmotor 7 mit Drehzahlerfassung 8. Stellantrieb 5, Antriebsmotor 7, Drehzahlerfassung 8 und Abgassensor 6 sind mit einer Regelung 3, die über ein Speichermodul 31 und Rechenmodul 32 verfügt, verbunden. Ebenfalls mit der Regelung ist eine lonisationselektrode 14, die knapp oberhalb des Brenners 1 positioniert ist, verbunden. A heating system according to 1 has a burner 1 with a surrounding heat exchanger 10 to which an exhaust pipe 9 in which there is an exhaust gas sensor 6 is located, connects. The burner 1 is a fan 2 upstream. On the inlet side of the blower 2 there is an air intake line 13 , in which also a fuel gas line 12 passing through a gas valve 4 from the fuel gas supply 11 is separated, is enough. The gas valve 4 has an actuator 5 with stepper motor and step detection. The fan 2 has a drive motor 7 with speed detection 8th , actuator 5 , Drive motor 7 , Speed detection 8th and exhaust gas sensor 6 are with a scheme 3 that have a memory module 31 and calculation module 32 has, connected. Also with the scheme is an ionization electrode 14, just above the burner 1 is positioned, connected.

Beim Brennerbetrieb wird von der Regelung 3 z.B. aufgrund eines nicht dargestellten Raumthermostaten in Verbindung mit einer ebenfalls nicht dargestellten Vorlauftemperaturerfassung im Rechenmodul 32 eine Sollleistung des Brenners 1 berechnet. Im Speichermodul 31 ist zu der Sollleistung ein Sollsignal für die Brenngas- und Luftmenge hinterlegt. Mit diesen Sollsignalen wird das Gebläse 2 mit seinem Antriebsmotor 7 und seiner Drehzahlerfassung sowie das Gasventil 4 mit seinem Stellantrieb 5 angesteuert, wodurch ein Brenngas-Luft-Gemisch in das Gebläse 2 und von dort zum Brenner 1 strömt. Das Gemisch wird an der äußeren Oberfläche des Brenners 1 verbrannt, durchströmt den Wärmeaustauscher 10 und strömt anschließend durch das Abgasrohr 9 ins Freie.When burner operation is by the scheme 3 for example, due to a not shown room thermostat in conjunction with a flow temperature detection, also not shown in the calculation module 32 a nominal power of the burner 1 calculated. In the memory module 31 is stored to the target power a target signal for the fuel gas and air quantity. With these set signals, the blower 2 with its drive motor 7 and its speed detection and the gas valve 4 with his actuator 5 controlled, causing a fuel gas-air mixture in the blower 2 and from there to the burner 1 flows. The mixture is on the outer surface of the burner 1 burned, flows through the heat exchanger 10 and then flows through the exhaust pipe 9 into the open.

2 zeigt den Zusammenhang zwischen Kohlenmoxidkonzentration und Verbrennungsluftverhältnis λ. Um eine vollständige Verbrennung zu erreichen, ist theoretisch ein Verbrennungsluftverhältnis λ von 1,0 notwendig. $λ = \frac{m_{L}}{m_{L,min}}$

2 shows the relationship between carbon monoxide concentration and combustion air ratio λ. In order to achieve complete combustion, a combustion air ratio λ of 1.0 is theoretically necessary.

λ = \frac{m_{L}}{m_{L, min}}

Hierbei ist m_L die tatsächliche Luftmenge und m_L,min die stöchiometrische Luftmenge. Bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen zu Kohlendioxid entsteht stets Kohlenmonoxid als Zwischenprodukt. Aufgrund der begrenzten Reaktionszeit in der wärmebeeinflußten Zone und eine unzureichende Durchmischung von Brenngas und Luft, ist in der Praxis jedoch ein gewisser Luftüberschuss notwendig, um einen vollständigen Ausbrand zu gewährleisten. Daher hat man in der Regel bei knapp überstöchiometrischer Verbrennung einen CO-Wert von weit über 1000 ppm. Erst bei einem Luftüberschuß von ca. 10 % fallen die Kohlenmonoxid-Emissionen im ausreagierten Abgas deutlich und erreichen bei üblichen Brennern Werte unter 100 ppm. Mit Erhöhung der Luftzahl fällt jedoch - aufgrund des Anteils inerter Gase - die Verbrennungstemperatur; die Verbrennungsreaktion wird verlangsamt und es kommt zum Abbruch der Reaktion am Wärmeaustauscher. Daher ist ab einem Luftüberschuss von ca. 80 % ein deutlicher Anstieg der Kohlenmonoxidemissionen zu verzeichnen.Here, m _{L is} the actual air flow and m _{L, min is} the stoichiometric air flow. The combustion of hydrocarbons into carbon dioxide always produces carbon monoxide as an intermediate. Due to the limited reaction time in the heat affected zone and insufficient mixing of fuel gas and air, in practice, however, a certain excess air is necessary to ensure complete burnout. Therefore, a CO value of well over 1000 ppm is usually reached at just over-stoichiometric combustion. Only with an excess of air of about 10%, the carbon monoxide emissions in the fully reacted exhaust gas fall significantly and reach in conventional burners values below 100 ppm. As the air ratio increases, however, the combustion temperature drops because of the proportion of inert gases; the combustion reaction is slowed down and the reaction at the heat exchanger stops. Therefore, from an air surplus of about 80%, a significant increase in carbon monoxide emissions can be observed.

Da bei stöchiometrischer Verbrennung (theoretisch) der gesamte Brennstoff verbrannt wird und keine überschüssige Luft vorhanden ist, ist hierbei die Verbrennungstemperatur maximal. Mit überschüssiger Luft wird der Anteil der Inertgase erhöht, wodurch die Verbrennungstemperatur sinkt. Dies hat zur Folge, dass die Stickoxidemissionen bei stöchiometrischer Verbrennung maximal sind und bei Erhöhung des Luftüberschusses abnehmen. Auch der Wirkungsgrad einer Heizungsanlage ist bei stöchiometrischer Verbrennung maximal und nimmt bei Erhöhung des Luftüberschusses ab, da die inerten Gase Wärmeverluste aufnehmen und die Verweilzeit des Abgases im Wärmeaustauscher aufgrund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit reduziert wird, was auch durch den verbesserten Wärmeübergang nicht kompensiert wird. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass es sowohl bei nahstöchiometrischer Verbrennung, als auch bei sehr großen Luftüberschüssen zu einer Rußbildung kommen kann; diese verschlechtert den Wärmeübergang am Wärmeaustauscher.Since in stoichiometric combustion (theoretically) the entire fuel is burned and no excess air is present, in this case the combustion temperature is maximum. With excess air, the proportion of inert gases is increased, whereby the combustion temperature decreases. This has the consequence that the nitrogen oxide emissions are maximum in stoichiometric combustion and decrease as the excess air is increased. The efficiency of a heating system is maximum in stoichiometric combustion and decreases when increasing the excess air, since the inert gases absorb heat losses and the residence time of the exhaust gas in the heat exchanger is reduced due to the increased flow rate, which is not compensated by the improved heat transfer. However, it must be taken into account that soot formation can occur both with near-stoichiometric combustion and with very large excess air. this deteriorates the heat transfer at the heat exchanger.

Oben genannten Tatsachen haben zur Folge, dass Gasbrenner bevorzugt mit einem definierten Luftüberschuss betrieben werden. Im Ausführungsbeispiel wird daher von einer Sollluftzahl von ca. 1,25 ausgegangen. In 2 entspricht dies dem Punkt D, der in einem Sollbereich C liegt.The above facts have the consequence that gas burners are preferably operated with a defined excess of air. In the embodiment, therefore, it is assumed that a target air ratio of about 1.25. In 2 this corresponds to the point D, which lies in a desired range C.

Bei der Verbrennung gilt:

When burning:

Hierbei ist I_min der Mindestluftbedarf. Da bei einem realen Brennersystem das Verhältnis von Brenngas zu Luft über den gesamten Modulationsbereich nicht konstant sein muss, ergibt sich eine Abhängigkeit

f(P) ist hierbei die leistungsabhängige Verhältnisfunktion, die fast linear ist, zwischen Brenngas und Luft.Here, I _{min is} the minimum air requirement. Since the ratio of fuel gas to air over the entire modulation range does not have to be constant in a real burner system, a dependency results

f (P) is the power-dependent ratio function, which is almost linear, between fuel gas and air.

Zu Beginn der Kalibrierung liegt ein beliebiges Brenngas-Luft-Verhältnis vor. Die Regelung 3 steuert kontinuierlich den Stellantrieb 5 des Gasventils 4 derartig, dass stetig mehr Brenngas bei gleicher Luftmenge in das Gebläse 2 gelangt. Hierdurch wird das Gemisch angefettet; die Luftzahl sinkt. Der Abgassensor 6 mißt die Kohlenmonoxidemission im Abgasrohr 9 und leitet das Signal an die Regelung 3 weiter. Registriert die Regelung 3, dass die Kohlenmonoxidemission einen im Speichermodul 31 vorgegebenen Schwellwert von 300 ppm (Punkt A in 2) überschritten hat, so wird das Gemisch nicht weiter angefettet. Es ist bekannt, dass derartige Kohlenmonoxidemissionen bei einer Luftzahl von ca. 1,08 erreicht werden. Demnach ist es das Ziel die Luftzahl um 0,17 zu erhöhen, um die Sollluftzahl von 1,25 zu erreichen. Der Regelung 3 ist die Drehzahl des Gebläses 2 von dem Drehzahlsensor 8 des Antriebsmotors 7 und die Stellung des Gasventils 4 (beispielsweise über die Taktung des Stellantriebes 5 in Form der Pulsweitenmodulation) bekannt. Diese Daten werden im Speichermodul abgelegt. Durch den Vergleich dieser Daten mit ebenfalls im Speichermodul 31 abgelegten Referenzwerten im Rechenmodul 32 wird ein Korrekturfaktor k festgelegt. Hieraus ergibt sich, dass die Regelung 3 im folgenden bedarfsabhängigen Betrieb das Brenngas-Luft-Verhältnis gemäß der Beziehung

bestimmt. Dieser Kalibriervorgang wird in festen Zyklen durchfahren.At the beginning of the calibration, there is any fuel gas / air ratio. The regulation 3 continuously controls the actuator 5 of gas valve 4 such that steadily more fuel gas at the same amount of air in the fan 2 arrives. As a result, the mixture is enriched; the air ratio drops. The exhaust gas sensor 6 measures the carbon monoxide emission in the exhaust pipe 9 and sends the signal to the controller 3 further. Register the scheme 3 in that the carbon monoxide emission in the storage module 31 predetermined threshold of 300 ppm (point A in 2 ), the mixture is not further enriched. It is known that such carbon monoxide emissions are achieved at an air ratio of about 1.08. Accordingly, the goal is to increase the air ratio by 0.17 to reach the target air ratio of 1.25. The regulation 3 is the speed of the fan 2 from the speed sensor 8th of the drive motor 7 and the position of the gas valve 4 (For example, about the timing of the actuator 5 in the form of pulse width modulation). These data are stored in the memory module. By comparing this data with also in the memory module 31 stored reference values in the calculation module 32 a correction factor k is set. It follows that the scheme 3 in the following demand-dependent operation, the fuel gas-air ratio according to the relationship

certainly. This calibration process is run through in fixed cycles.

Aufgrund des relativ großen Sollbereichs (C in 2) muss die Messung und Regelung nicht einer besonderen Genauigkeit genügen. So ist es unproblematisch, wenn beispielsweise statt 200 ppm 500 ppm gemessen werden, da die Differenz beim Luftüberschuss für beide Kohlenmonoxidemissionen minimal sind. Auch die Abmagerung des Gemisches kann in einem relativ großen Toleranzband erfolgen. Es ist bekannt, dass handelsübliche Brenner, die mit Lambda 1,25 betrieben werden sollen, in einem Bereich zwischen 1,20 und 1,30 problemlos betrieben werden können. Es ist wiederum sehr leicht möglich das Gemisch derart abzumagern, dass man mit hinreichender Sicherheit diesen Bereich ansteuert.Due to the relatively large nominal range (C in 2 ) the measurement and control does not have to satisfy a particular accuracy. For example, 500 ppm is measured instead of 200 ppm, since the difference in excess air for both carbon monoxide emissions is minimal. The emaciation of the mixture can be done in a relatively large tolerance band. It is known that commercially available burners, which are to be operated with lambda 1.25, can be operated without problems in a range between 1.20 and 1.30. It is again very easy to reduce the mixture in such a way that it controls this area with sufficient safety.

Optional kann bei der Kalibrierung zur Veränderung des Gemischs in Richtung brennstoffreicherer Zusammensetzung statt einer Erhöhung der Brenngasmenge auch die Luftmenge reduziert werden, während die Gasmenge konstant bleibt. Auch kann statt eines absoluten Kohlenmonoxidsignals ein Gradient (z.B. CO-Änderung pro Drehzahländerung des Gebläses) gemessen werden. Der Schwellwert muss nicht einem bestimmten CO-äquivalenten Signal entsprechen, sondern kann z.B. auch gemäß Grundrauschen ohne CO (z.B. 20 mV) plus Abschaltwert (z.B. 0,5 V) bestimmt werden. In diesem Fall würde man voraussetzen, dass das Messsignal bei Kohlenmonoxidkonzentrationen im angestrebten Betriebsbereich sich deutlich unter diesem Schwellwert befinden und der Schwellwert ein Indiz dafür ist, dass ein bestimmtes Brenngas-Luft-Verhältnis in Richtung brennstoffreicherem Gemisch unterschritten wurde.Optionally, in the calibration to change the mixture in the direction of fuel-rich composition instead of increasing the fuel gas amount and the amount of air can be reduced, while the amount of gas remains constant. Also, instead of an absolute carbon monoxide signal, a gradient (e.g., CO change per speed change of the blower) may be measured. The threshold does not have to correspond to a certain CO equivalent signal, but may e.g. also be determined according to background noise without CO (e.g., 20 mV) plus cut-off value (e.g., 0.5V). In this case, one would assume that the measured signal at carbon monoxide concentrations in the desired operating range are well below this threshold and the threshold is an indication that a certain fuel gas to air ratio was exceeded in the direction of fuel-rich mixture.

Eine weitere Variante des Kalibrierungsverfahrens besteht darin, dass die Kalibrierung nicht durch eine Anfettung des Gemischs bis zu einem Schwellwert und anschließende Abmagerung geschieht, sondern vielmehr durch eine Abmagerung des Gemischs bis zu einem Schwellwert und anschließende Anfettung. Hierbei wird berücksichtigt, dass - wie aus 2 ersichtlich - auch bei sehr brennstoffarmen Gemischen die Kohlenmonoxid-Emissionen ansteigen. Während bei dem Kohlenmonoxidanstieg bei brennstoffreichen Gemischen der Beginn des steilen Anstiegs bei nahezu allen Brennern im gleichen λ-Bereich liegt, ist der steile Anstieg bei brennstoffarmen Gemischen sehr brennerspezifisch. Dies gilt sowohl für den Beginn des Anstiegs, als auch für den Gradienten (Δ CO / Δ λ).Another variant of the calibration method is that the calibration is not done by enriching the mixture to a threshold and then leaning, but rather by leaning the mixture to a threshold and then enriching. This takes into account that - as from 2 visible - even with very low-fuel mixtures increase the carbon monoxide emissions. While the increase in carbon monoxide in fuel-rich mixtures is the beginning of the steep rise in almost all burners in the same λ range, the steep increase in fuel-lean mixtures is very burner-specific. This applies both to the beginning of the increase and to the gradient (ΔCO / Δλ).

Es ist ferner bekannt, dass sich im Abgas die Emissionen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen in der gleicher Art verhalten wie die Kohlenmonoxid-Emissionen. Daher kann bei dem Kalibrierungsverfahren auch ein Sensor verwendet werden, der ein den unverbrannten Kohlenwasserstoffen äquivalentes Signal erzeugt.It is also known that the emissions of unburned hydrocarbons behave in the same way in the exhaust gas as the carbon monoxide emissions. Therefore, in the calibration method, a sensor can also be used which generates a signal equivalent to the unburned hydrocarbons.

3 zeigt je eine Kalibrierungskurve für Propan C₃H₈ und Butan C₄H₁₀. Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Füllstandsüberwachung eines Flüssiggastanks wird nach der Erstinbetriebnahme nach einer Flüssiggastankbefüllung inklusive Entlüftung eine Kalibrierung durchlaufen. Da Flüssiggas sich entmischt und dabei Butan sich am Boden des Tanks absetzt, wird zunächst Propan dem Heizgerät zugeführt und verbrannt. 3 shows a calibration curve for propane C ₃ H ₈ and butane C ₄ H ₁₀ . In the method according to the invention for filling level monitoring of a liquefied gas tank, a calibration is carried out after the initial startup after a liquefied gas tank filling including venting. Since liquefied petroleum gas separates and butane settles at the bottom of the tank, propane is first fed to the heater and burned.

Zunächst wird erfindungsgemäß bei konstanter Drehzahl n_air des Antriebsmotors 7 des Gebläses 2 der Stellantrieb 5 des Gasventils 4 derart bewegt, dass das Gasventil 4 stetig geöffnet wird. Hierzu wird die Schrittzahl des Schrittmotors erfasst. Hierdurch wird das Gemisch angefettet. Wird die Verbrennung nahstöchiometrisch, so steigen die Kohlenmonoxidemissionen an; dies wird von dem Abgassensor 6 erfasst und an die Regelung 3 weitergegeben. Wird nun Propan C₃H₈ ein vorgegebener Kohlenmonoxidwert CO* erreicht, so wird die dazugehörige Schrittstellung n_gas,0,1 erfasst. Anschließend wird der Stellantrieb 5 des Gasventils 4 um eine definierte Schrittzahl Δz geschlossen, so dass sich die Schrittstellung n_gas,0,2 einstellt. Diese Schrittstellung n_gas,0,2 wird zusammen mit der dazugehörigen Drehzahl n_air des Antriebsmotors 7 des Gebläses 2 als Referenzwerte in der Regelung 3 abgelegt.First, according to the invention at constant speed n _{air of} the drive motor 7 of the blower 2 the actuator 5 of the gas valve 4 moved so that the gas valve 4 is constantly opened. For this purpose, the number of steps of the stepper motor is recorded. As a result, the mixture is enriched. If the combustion becomes near stoichiometric, the carbon monoxide emissions increase; this is from the exhaust gas sensor 6 recorded and to the scheme 3 passed. If now propane C ₃ H _{8 reaches} a given carbon monoxide CO *, then the corresponding step position n _{gas, 0.1 is} detected. Subsequently, the actuator 5 of the gas valve 4 closed by a defined number of steps .DELTA.z, so that the step position n _{gas, 0.2} sets. This step position n _{gas, 0.2} , together with the associated speed n _{air of} the drive motor 7 of the blower 2 as reference values in the scheme 3 stored.

Von Zeit zu Zeit oder zu bestimmten Anlässen (z.B. Gerätestart) wird bei konstanter Drehzahl n_air des Antriebsmotors 7 des Gebläses 2 eine erneute Kalibrierung durchgeführt. Wird reines Butan C₄H₁₀ angesaugt, so wird bei einer Schrittstellung n_gas,1,1 der vorgegebener Kohlenmonoxidwert CO* erreicht. Anschließend wird der Stellantrieb 5 des Gasventils 4 wieder um die definierte Schrittzahl Δz geschlossen, so dass sich die Schrittstellung n_gas,1,2 einstellt. Die Schrittstellung n_gas,1,2 wird mit dem Referenzwert n_gas,0,2 verglichen. Da die beiden Schrittstellungen n_gas,1,2 und n_gas,0,2 entsprechend weit voreinander abweichen, wird von der Regelung 3 ein Signal zum Befüllen des Flüssiggastanks ausgegeben.From time to time or on certain occasions (eg device start) at constant speed n _{air of} the drive motor 7 of the blower 2 carried out a new calibration. If pure butane C ₄ H _{10 is} sucked in, n _{gas, 1.1 of} the predetermined carbon monoxide value CO * is achieved in a step position. Subsequently, the actuator 5 of the gas valve 4 closed again by the defined number of steps Δz, so that the step position n _{gas, 1.2} sets. The step position n _{gas, 1,2} is compared with the reference value n _{gas, 0,2} . Since the two step positions n _{gas, 1,2} and n _{gas, 0.2} correspondingly far apart, will be governed by the scheme 3 issued a signal to fill the LPG tank.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit einer Kalibrierungsvorrichtung auf der Basis der Erfassung des lonisationsstroms durchgeführt werden.The method according to the invention can also be carried out with a calibration device on the basis of the detection of the ionization current.

Claims

A method for level monitoring of a liquid gas tank by means of a connected heater with a device for calibrating the liquid-air mixture, which has means for controlling the liquid gas flow, means for controlling the air flow and a data memory, characterized in that in the data memory at least one pair of reference values for the adjustment of the means for controlling the liquefied gas flow and the air flow are stored, a calibration of the liquefied gas-air mixture takes place and in this case the signals for adjusting the means for controlling the liquid gas flow and the air flow is determined and compared with the reference pair and in the If the signal values after the calibration deviate from the reference values by a certain amount or a certain proportion, a signal for filling the LPG tank is output.

Method for level monitoring of a liquefied gas tank according to Claim 1 , characterized in that the reference values for the adjustment of the means for controlling the liquefied gas flow and the air flow during initial commissioning or after activation of a reference calibration are determined and stored.

Method for level monitoring of a liquefied gas tank according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the calibration operations are detected at the device start.