DE102021127953A1 - Method for starting up a heating device, computer program product, regulation and control device, and a heating device - Google Patents
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Abstract
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Inbetriebnahme eines Heizgerätes, schlägt vor, das Heizgerät während der Inbetriebnahme mit einem Startprofil zu betreiben und das Startprofil eine Leistungskurve (23, 24, 25) einer Fördereinrichtung (3) des Heizgerätes und einen Öffnungszeitpunkt (13, 20) eines Gasventils umfassen kann. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann aus mindestens zwei Startprofilen ein Startprofil ausgewählt und das Verfahren durchgeführt werden. Sollte diese Verfahrensdurchführung nicht zu einem erfolgreichen Startvorgang führen, kann im Anschluss das Verfahren mit einem anderen Startprofil durchgeführt werden, usw. Hierzu können die Startprofile mit einer Priorisierung hinterlegt sein, also einer Angabe der Reihenfolge in der eine Verfahrensdurchführung mit diesen Startprofilen versucht wird. The method according to the invention for starting up a heater proposes operating the heater with a start profile during start-up and the start profile a power curve (23, 24, 25) of a delivery device (3) of the heater and an opening time (13, 20) of a gas valve may include. According to a preferred embodiment of the method, a start profile can be selected from at least two start profiles and the method can be carried out. If this process implementation does not lead to a successful start process, the process can then be carried out with a different start profile, etc. For this purpose, the start profiles can be stored with a prioritization, i.e. an indication of the order in which a process implementation with these start profiles is attempted.
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Inbetriebnahme eines Heizgerätes, ein Computerprogrammprodukt, ein Regel- und Steuergerät und ein Heizgerät.The invention relates to a method for starting up a heating device, a computer program product, a regulation and control device and a heating device.
Zur Inbetriebnahme von Heizgeräten wird häufig ein Gemisch aus Brenngas und Verbrennungsluft in einen Brenner eingeströmt und durch eine Zündung in Brand gesetzt. Dabei hat sich gezeigt, dass, insbesondere bei Heizgeräten mit einem pneumatischen Gas-Luftverbund, systembedingt die Zusammensetzung des Gasgemisches zur Zündung schwanken kann. Die Schwankungen sind dabei unter anderem auf Toleranzen und die dynamische Charakteristik des Gasventils, Schwankungen im Heizwert des zu verbrennenden Gases und/oder der Charakteristik, insbesondere den Strömungswiderstand, der Abgasanlage des Heizgerätes zurückzuführen.To start up heaters, a mixture of fuel gas and combustion air is often flowed into a burner and set on fire by ignition. It has been shown that, particularly in the case of heaters with a pneumatic gas/air combination, the composition of the gas mixture for ignition can vary due to the system. The fluctuations are due, among other things, to tolerances and the dynamic characteristics of the gas valve, fluctuations in the calorific value of the gas to be burned and/or the characteristics, in particular the flow resistance, of the exhaust system of the heater.
Dies hat zur Folge, dass bei einem zu hohen Anteil an Brenngas eine Zündung mit einer starken Geräuschentwicklung einhergehen kann. Bei einem zu geringen Anteil an Brenngas ist das Gasgemisch ggf. nicht zündfähig und/oder es sind mehrere Zündvorgänge für eine Inbetriebnahme notwendig. Beide Folgen sind für einen Nutzer unangenehm und sorgen zudem für eine erhöhte Beanspruchung des Heizgerätes. Weiter können diese zu einem Wartungseinsatz eines Servicetechnikers mit entsprechenden Kosten führen.The consequence of this is that if the proportion of fuel gas is too high, ignition can be accompanied by a strong development of noise. If the proportion of fuel gas is too low, the gas mixture may not be ignitable and/or several ignition processes are necessary for commissioning. Both consequences are unpleasant for a user and also cause increased stress on the heater. Furthermore, these can lead to a maintenance call by a service technician with corresponding costs.
Eine Beeinflussung bzw. Regelung der Zusammensetzung des Verbrennungsgemisches ist insbesondere bei einem pneumatischen (Brenn-)Gas-Luftverbund schwierig, weil diese durch ein Zusammenwirken mechanischer Bauteile entsteht. So sind zwar Möglichkeiten zur Beeinflussung bekannt, beispielsweise eine Einrichtung zur Begrenzung des Gasflusses und/oder ein Pufferspeicher. Nachteilig hat sich jedoch herausgestellt, dass deren Einsatz unter bestimmten Voraussetzungen oben genannte Probleme in bestimmten Situationen des Startvorgangs auch verstärken kann. Zudem sind die genannten Möglichkeiten mit Kosten verbunden. Nachteilig ist zudem, dass die Komplexität eines damit ausgerüsteten Heizgerätes steigt.Influencing or regulating the composition of the combustion mixture is particularly difficult in the case of a pneumatic (combustion) gas/air combination because this is caused by the interaction of mechanical components. Possibilities for influencing are known, for example a device for limiting the gas flow and/or a buffer store. However, it has turned out to be disadvantageous that their use under certain conditions can also intensify the above-mentioned problems in certain situations of the starting process. In addition, these options are associated with costs. Another disadvantage is that the complexity of a heater equipped with it increases.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines Heizgerätes vorzuschlagen, das die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwindet. Insbesondere soll ein sicherer bzw. zuverlässiger Startvorgang in weitestgehend allen auftretenden Szenarien bzw. Betriebssituationen gewährleistet werden.Proceeding from this, it is the object of the invention to propose a method for starting up a heating device which at least partially overcomes the problems of the prior art described. In particular, a safe and reliable starting process should be guaranteed in as far as possible all scenarios or operating situations that occur.
Zudem soll das vorzuschlagende Verfahren einfach durchführbar sein und die Komplexität eines Heizgerätes zumindest nicht wesentlich erhöhen.In addition, the proposed method should be easy to carry out and at least not significantly increase the complexity of a heating device.
Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.These objects are solved by the features of the independent patent claims. Further advantageous refinements of the solution proposed here are specified in the independent patent claims. It is pointed out that the features listed in the dependent patent claims can be combined with one another in any technologically meaningful manner and define further refinements of the invention. In addition, the features specified in the patent claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred configurations of the invention being presented.
Das hier vorgeschlagene Verfahren ist insbesondere geeignet für Gas-Heizgeräte mit einem pneumatischen Gas-Luftverbund. Bei derartigen Heizgeräten basiert die Zusammenführung von Verbrennungsluft und Verbrennungsgas im Wesentlichen auf mechanischen Prinzipien. Häufig wird dabei einem von einer Fördereinrichtung geförderten Luftstrom mittels einer Venturi Düse Verbrennungsgas zugesetzt. Der zugeführte Gasstrom ist somit ein verzögertes Abbild des von der Fördereinrichtung generierten Luftstromes. Diese rein mechanische Zusammenführung von Verbrennungsgas und Verbrennungsluft ist nachteilig nur sehr begrenzt anpassbar bzw. steuerbar.The method proposed here is particularly suitable for gas heaters with a pneumatic gas-air combination. In such heaters, the combination of combustion air and combustion gas is essentially based on mechanical principles. Combustion gas is often added to an air flow conveyed by a conveying device by means of a Venturi nozzle. The supplied gas flow is thus a delayed image of the air flow generated by the conveying device. The disadvantage of this purely mechanical combination of combustion gas and combustion air is that it can only be adjusted or controlled to a very limited extent.
Die Zusammensetzung des Verbrennungsgemisches hat eine für den Startvorgang geeignete Referenzzusammensetzung. Eine Zusammensetzung, die einen geringeren Anteil an Brenngas als der Referenzwert aufweist wird als mager bezeichnet. Eine Zündung eines mageren Verbrennungsgemisches ist nur erschwert möglich, wobei eine hohe Zündleistung vorteilhaft sein kann. Eine Zusammensetzung, die einen höheren Anteil an Brenngas als der Referenzwert aufweist, wird als fett bezeichnet.The composition of the combustion mixture has a reference composition suitable for starting. A composition that has a lower content of fuel gas than the reference value is referred to as lean. Ignition of a lean combustion mixture is only possible with difficulty, and a high ignition capacity can be advantageous. A composition that has a higher proportion of combustible gas than the reference value is referred to as rich.
Die Zusammensetzung des Verbrennungsgemisches hat eine für den Zündvorgang geeignete Referenzzusammensetzung. Eine Zusammensetzung, die einen geringeren Anteil an Verbrennungsgas als der Referenzwert aufweist wird als mager bezeichnet. Eine Zündung eines mageren Verbrennungsgemisches ist nur erschwert möglich, wobei eine hohe Zündleistung vorteilhaft sein kann. Eine Zusammensetzung, die einen höheren Anteil an Verbrennungsgas als der Referenzwert aufweist, wird als fett bezeichnet.The composition of the combustion mixture has a reference composition suitable for the ignition process. A composition that has a lower content of combustion gas than the reference value is referred to as lean. Ignition of a lean combustion mixture is only possible with difficulty, and a high ignition capacity can be advantageous. A composition that has a higher proportion of combustion gas than the reference value is referred to as rich.
Die Zusammensetzung des Verbrennungsgemisches kann auch durch ein Verbrennungsluftverhältnis λ angegeben werden, wobei dieses das Verhältnis von tatsächlich der Verbrennung zur Verfügung stehenden Luftmasse zu der für eine vollständige Verbrennung notwendige Luftmasse kennzeichnet. Eine Verbrennungsluftverhältnis von (deutlich) über 1 kennzeichnet somit ein mageres Gemisch, bei dem mehr Verbrennungsluft zur Verfügung steht als für die Verbrennung des vorhandenen Verbrennungsgases notwendig ist und entsprechend kennzeichnet ein Verbrennungsluftverhältnis kleiner 1 ein fettes Verbrennungsgemisch, bei dem nicht ausreichend Verbrennungsluft für eine vollständige Verbrennung zur Verfügung steht.The composition of the combustion mixture can also be specified by a combustion air ratio λ, this being the The ratio of the air mass actually available for combustion to the air mass required for complete combustion. A combustion air ratio of (significantly) above 1 thus indicates a lean mixture, in which more combustion air is available than is necessary for the combustion of the combustion gas present, and accordingly a combustion air ratio of less than 1 indicates a rich combustion mixture, in which there is not enough combustion air for complete combustion is available.
Der Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass die Gemischzusammensetzung mittels einer Steuerung der Fördereinrichtung beeinflussbar ist. Im Rahmen einer Inbetriebnahme eines Heizgerätes wird in der Regel die Leistung einer Fördereinrichtung weitestgehend linear mitgrößtmöglichem Gradienten bis zu einer Referenzleistung gesteigert, wobei die Durchflussrate der Verbrennungsluft bei der Referenzleistung eine Referenzdurchflussrate erreicht. Kurz vor oder Im Bereich des Erreichens der Referenzdurchflussrate öffnet das Gasventil und setzt, beispielsweise durch den Venturi- Effekt, dem geförderten Fluidstrom der Verbrennungsluft Verbrennungsgas zu. Häufig kommt es beim Öffnen des Gasventils aufgrund seiner Charakteristik zu einer Gasspitze, also einem Bereich des Fluidstromes des Verbrennungsgemisches, in dem ein gegenüber dem sich einstellenden Betriebszustand deutlich höherer Anteil an Verbrennungsgas enthalten ist. Erfindungsgemäß kann diese Gasspitze (auch als gas peak bezeichnet) beispielsweise bei einer mageren Zusammensetzung des Verbrennungsgemisches für einen Zündvorgang vorteilhaft positiv genutzt werden. In anderen Situationen, beispielsweise bei einer fetten Zusammensetzung des Verbrennungsgemisches, kann sich die Gasspitze nachteilig für einen Zündvorgang auswirken und sollte gemindert oder gedämpft werden.The invention is based on the idea that the composition of the mixture can be influenced by controlling the conveying device. When a heater is started up, the output of a delivery device is usually increased linearly with the greatest possible gradient up to a reference output, with the flow rate of the combustion air reaching a reference flow rate at the reference output. Shortly before or in the range of reaching the reference flow rate, the gas valve opens and adds combustion gas to the delivered fluid flow of the combustion air, for example by the Venturi effect. When the gas valve is opened, due to its characteristics, there is often a gas peak, ie a region of the fluid flow of the combustion mixture in which a significantly higher proportion of combustion gas is contained than in the operating state that occurs. According to the invention, this gas peak (also referred to as a gas peak) can be advantageously used positively for an ignition process, for example in the case of a lean composition of the combustion mixture. In other situations, for example when the composition of the combustion mixture is rich, the gas peak can have an adverse effect on an ignition process and should be reduced or dampened.
Durch die gezielte Beeinflussung des von der Fördereinrichtung geförderten Fluidstromes kann für den Zündzeitpunkt eine fette Gemischzusammensetzung (also eine Gemischzusammensetzung mit einem hohen Anteil an Verbrennungsgas) abgemagert werden als auch eine magerere Gemischzusammensetzung (also eine Gemischzusammensetzung mit geringem Anteil an Verbrennungsgas) angereichert werden.By specifically influencing the fluid flow conveyed by the delivery device, a rich mixture composition (i.e. a mixture composition with a high proportion of combustion gas) can be made leaner for the ignition point and a leaner mixture composition (i.e. a mixture composition with a low proportion of combustion gas) can be enriched.
Es hat sich gezeigt, dass die Ausprägung einer Gasspitze beim Öffnen eines Gasventils unter anderem durch die Durchflussrate der Verbrennungsluft beeinflussbar ist. So kann eine Öffnung des Gasventils bei einer Durchflussrate deutlich unter der der Referenzdurchflussrate zu einer Minderung der Gasspitze führen und somit für eine Zündung fetter Zusammensetzungen des Verbrennungsgemisches geeignet sein. Demgegenüber kann bei einer mageren Zusammensetzung des Verbrennungsgemisches die Gasspitze eine für einen Zündvorgang willkommene Steigerung des Anteils an Verbrennungsgas im Verbrennungsgemisch sein.It has been shown that the development of a gas peak when a gas valve is opened can be influenced, among other things, by the flow rate of the combustion air. For example, opening the gas valve at a flow rate significantly below the reference flow rate can lead to a reduction in the gas peak and thus be suitable for igniting rich compositions of the combustion mixture. In contrast, with a lean composition of the combustion mixture, the gas peak can be a welcome increase in the proportion of combustion gas in the combustion mixture for an ignition process.
Das Verfahren zur Inbetriebnahme eines Heizgerätes umfasst, dass das Heizgerät während der Inbetriebnahme mit einem Startprofil betrieben wird, wobei das Startprofil eine Leistungskurve einer Fördereinrichtung des Heizgerätes und einen Öffnungszeitpunkt eines Gasventils umfasst.The method for starting up a heater includes that the heater is operated with a start profile during start-up, the start profile including a power curve of a delivery device of the heater and an opening time of a gas valve.
Ein Startprofil im Sinne dieses Dokuments kann ein festgelegtes Prozedere bzw. eine Festlegung von mehreren, verschiedenen variablen Startparametern für eine Inbetriebnahme von Komponenten des Heizgerätes sein, mit dem Ziel einen problemlosen Startvorgang des Heizgerätes zu ermöglichen. Die im Rahmen des Startprofils abgestimmten Parameter können beispielsweise eine Leistungskurve einer Förderereinrichtung für das Verbrennungsgasgemisch bzw. die Verbrennungsluft, ein Zündzeitpunkt des Brenners, eine Zündintensität und/oder eine Anweisung zum Betreiben einer pneumatischen Restriktion umfassen. Das Startprofil bestimmt insbesondere einen zeitlichen Verlauf einer (ggf. variablen) Einstellung eines Parametes sowie eine Aktion und/oder einen zeitlichen Verlauf einer (ggf. variablen) Einstellung mindestens eines weiteren Parameters. Dabei kann das Startprofil einen (vorab ausgewählten) starren, ggf. zeitlich fixierten Ablauf der beiden variablen Startparametern für eine Inbetriebnahme des Heizgerätes umfassen, beispielsweise für eine konkret ermittelte Situation (Brennstoff, Störmeldungen, Erst-/Wiederinbetriebnahme, etc.). Möglich ist alternativ oder kumulativ auch, dass im Rahmen des Startprofils die Einstellung der beiden variablen Startparametern während der Inbetriebnahme geregelt wird mittels aktuell (insbesondere während des Betriebes ermittelten) Parametern. Es versteht sich, dass ein Startprofil auch auf die spezifischen Eigenschaften des Heizgerätes bzw. der Heizungsanlage abgestimmt sein sollte. Insbesondere seien in diesem Zusammenhang die Leistung des Heizgerätes, Eigenschaften der Brennkammer, Eigenschaften der Abgasanlage, insbesondere deren Länge, und/oder das konkrete Brenngas genannt.A start profile within the meaning of this document can be a defined procedure or a definition of several different variable start parameters for starting up components of the heater with the aim of enabling the heater to start up without any problems. The parameters coordinated as part of the start profile can include, for example, a performance curve of a conveyor device for the combustion gas mixture or the combustion air, an ignition time of the burner, an ignition intensity and/or an instruction for operating a pneumatic restriction. In particular, the start profile determines a time profile of a (possibly variable) setting of a parameter and an action and/or a time profile of a (possibly variable) setting of at least one further parameter. The start profile can include a (preselected) rigid, possibly time-fixed sequence of the two variable start parameters for starting up the heater, for example for a specifically determined situation (fuel, error messages, initial/restart, etc.). Alternatively or cumulatively, it is also possible for the setting of the two variable start parameters during commissioning to be regulated as part of the start profile using current parameters (determined in particular during operation). It goes without saying that a start profile should also be matched to the specific properties of the heater or the heating system. In particular, the performance of the heating device, properties of the combustion chamber, properties of the exhaust system, in particular its length, and/or the specific fuel gas should be mentioned in this context.
Eine Leistungskurve der Fördereinrichtung kann eine Kurve eines Leistungsparameters der Fördereinrichtung in Abhängigkeit der Zeit angeben, mit der die Fördereinrichtung der Heizungsanlage bei einer Inbetriebnahme betrieben wird. Der Leistungsparameter kann dabei jeder Parameter sein, der die Leistung der Fördereinrichtung kennzeichnet, beispielsweise eine Drehzahl eines Gebläses als Fördereinrichtung, eine Durchflussrate und/oder auch eine Leistungsaufnahme der Fördereinrichtung.A performance curve of the delivery device can indicate a curve of a performance parameter of the delivery device as a function of the time with which the delivery device of the heating system is operated during commissioning. The performance parameter can be any parameter that characterizes the performance of the delivery device, for example a speed of a fan as the delivery device, a flow rate and/or a power consumption of the delivery device.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann aus mindestens zwei Startprofilen ein Startprofil ausgewählt und das Verfahren durchgeführt werden. Sollte diese Verfahrensdurchführung nicht zu einem erfolgreichen Startvorgang führen, kann im Anschluss das Verfahren mit einem anderen Startprofil durchgeführt werden, usw. Hierzu können die Startprofile mit einer Priorisierung hinterlegt sein, also einer Angabe der Reihenfolge in der eine Verfahrensdurchführung mit diesen Startprofilen versucht wird.According to a preferred embodiment of the method, a start profile can be selected from at least two start profiles and the method can be carried out. If this process implementation does not lead to a successful start process, the process can then be carried out with a different start profile, etc. For this purpose, the start profiles can be stored with a prioritization, i.e. an indication of the order in which a process implementation with these start profiles is attempted.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann die Leistungskurve eines Startprofils folgende Prozesse umfassen:
- a) Steigern der Leistung der Fördereinrichtung bis zu einer (vorgebbaren ersten) Leistung mit einem (definierten, insbesondere konstanten, ersten) Anstieg,
- b) Öffnen des Gasventils nach Erreichen der (vorgebbaren ersten) Leistung und Einleiten eines Zündvorganges beim Brenner,
- c) für einen (vorgegebenen, ersten) Zeitraum (weitestgehendes) konstant halten der (vorgebbaren ersten) Leistung,
- d) Ansteuern einer (von der vorgebbaren ersten Leistung abweichenden, vorgebbaren zweiten) Leistung der Fördereinrichtung mit einem (definierten, insbesondere konstanten, zweiten) Anstieg.
- a) increasing the output of the conveyor up to a (predeterminable first) output with a (defined, in particular constant, first) increase,
- b) Opening the gas valve after reaching the (predeterminable first) power and initiating an ignition process at the burner,
- c) keeping the (predeterminable first) power constant (as far as possible) for a (predetermined, first) period,
- d) Activation of a power of the delivery device (deviating from the predeterminable first power, predeterminable second) with a (defined, in particular constant, second) rise.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Verfahren zusätzlich bzw. nachträglich folgende Prozesse umfassen:
- e) (weitestgehend) konstant halten der (vorgebbaren zweiten) Leistung der Fördereinrichtung für einen (vorgegebenen, zweiten) Zeitraum,
- f) Ansteuern einer (von der vorgebbaren zweiten Leistung abweichenden, vorgebbaren dritten) Leistung mit einem (definierten, insbesondere konstanten, dritten) Anstieg.
- e) keep (as far as possible) constant the (predeterminable second) output of the conveyor for a (predetermined, second) period of time,
- f) Activation of a power (deviating from the predeterminable second power, predeterminable third power) with a (defined, in particular constant, third) rise.
Zur Klarstellung wird darauf hingewiesen, dass die Anstiege sowohl negative als auch positive Werte annehmen können. „Anstieg“ bezeichnet hier insbesondere einen linearen Anstieg, die bewirkte Änderung der Leistung auch durch eine beliebige andere Funktion bewirkt werden, beispielsweise eine Exponentialfunktion oder eine Logarithmusfunktion.For the sake of clarification, the increases can take both negative and positive values. "Increase" refers here in particular to a linear increase, the effected change in power can also be effected by any other function, for example an exponential function or a logarithmic function.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens können spezifische Startprofile beispielsweise für magere und/oder fette Gemischzusammensetzungen und/oder für lange Abgasanlagen festgelegt werden. Die Startprofile müssen dabei nicht einen konkreten Zweck zugeordnet werden, es kann auch eine Vielzahl an unterschiedlichen Startprofilen hinterlegt sein, und im Rahmen der Abarbeitung der verschiedenen Startprofile kann ein am besten geeignetes ermittelt werden.According to a preferred embodiment of the method, specific starting profiles can be defined, for example, for lean and/or rich mixture compositions and/or for long exhaust systems. In this case, the start profiles do not have to be assigned a specific purpose; a large number of different start profiles can also be stored, and a most suitable one can be determined as part of the processing of the different start profiles.
Beispielhaft kann ein Startprofil für einen normalen Start oder auch für eine fette Gemischzusammensetzung (es hat sich gezeigt, dass eine geeignetes Startprofil für einen normalen Start bei vielen Heizgeräten auch für eine fette Gemischzusammensetzung geeignet ist)eine Leistungskurve mit zumindest folgenden Merkmalen umfassen:
- - Anfahren einer Fördereinrichtung des Heizgerätes mit hohem (ersten) Anstieg, also hoher Beschleunigung (eine hohe bzw. große Beschleunigung sollte gleichwohl ein möglichst präzises Ansteuern der avisierten (ersten oder zweiten) Leistung ermöglichen) bis zu einer (ersten) Leistung zwischen 20% und 40% der Leistung der Fördereinrichtung, die der maximalen Leistung des Heizgerätes entspricht (mit anderen Worten, der Leistung mit der die Fördereinrichtung bei maximaler Leistung des Heizgerätes betrieben wird); häufig kann eine Leistung einer Fördereinrichtung, die einer maximalen Leistung eines Heizgerätes entspricht, im Bereich von 10.000 U/min [Umdrehungen pro Minute liegen].
- - Öffnen des Gasventils,
- - Start eines Zündvorganges mit normalen Einstellungen (gekennzeichnet beispielsweise durch eine durchschnittliche Zündenergie und/oder Zündfrequenz)
- - Warten für einen (ersten) Zeitraum von ca. 0,1s bis 0,3s [Sekunden], zur Stabilisierung der Flamme, wobei die Leistung der Fördereinrichtung weitestgehend konstant bleibt,
- - steigern der Leistung der Fördereinrichtung bis zu einer (zweiten) Leistung im Bereich zwischen 60
% und 70% der der Leistung der Fördereinrichtung, die der maximalen Leistung des Heizgerätes entspricht mit hohem (zweiten) Anstieg, der etwa bzw. exakt dem vorherigen (ersten) Anstieg entsprechen kann, - - mindern der Leistung der Fördereinrichtung auf eine (dritte) Leistung im Bereich von zwischen 20% und 40% der Leistung der Fördereinrichtung, die der maximalen Leistung des Heizgerätes entspricht mit einem (dritten) Anstieg, dessen Betrag weitestgehend zwei Drittel vom zuerst gewählten (ersten) Anstieg entspricht.
- - Approach a conveying device of the heater with a high (first) increase, i.e. high acceleration (a high or high acceleration should nevertheless enable the most precise possible control of the notified (first or second) power) up to a (first) power between 20% and 40% of the conveyor power, which corresponds to the maximum power of the heater (in other words, the power at which the conveyor is operated at the maximum power of the heater); Often, a conveyor output that corresponds to a maximum heater output can be in the range of 10,000 rpm [revolutions per minute].
- - opening the gas valve,
- - Start of an ignition process with normal settings (characterised, for example, by an average ignition energy and/or ignition frequency)
- - Waiting for a (first) period of approx. 0.1s to 0.3s [seconds] to stabilize the flame, whereby the output of the conveyor remains largely constant,
- - increase the power of the conveyor up to a (second) power in the range between 60% and 70% of the power of the conveyor, which corresponds to the maximum power of the heater with high (second) increase, which is approximately or exactly the previous (first ) increase can correspond
- - reduce the power of the conveyor to a (third) power in the range of between 20% and 40% of the power of the conveyor, which corresponds to the maximum power of the heater with a (third) increase, the amount of which is largely two-thirds of the first selected (first ) rise corresponds.
Beispielhaft kann ein Startprofil für eine magere Gemischzusammensetzung eine Leistungskurve mit zumindest folgenden Merkmalen umfassen:
- - Anfahren einer Fördereinrichtung des Heizgerätes mit hohem (ersten) Anstieg, also hoher Beschleunigung bis zu einer (ersten) Leistung im Bereich zwischen 30% und 60% der Leistung der Fördereinrichtung, die der maximalen Leistung des Heizgerätes entspricht,
- - Öffnen des Gasventils,
- - Starten eines Zündvorganges mit Einstellungen für eine magere Gemischzusammensetzung (diese kann eine höhere Zündenergie und geringere Zündfrequenz als ein normaler Zündvorgang aufweisen).
- - kein Warten, bzw. nur einen sehr kurzen (ersten) Zeitraum von maximal 0,1s [Sekunden] mit weitestgehend konstanter Leistung der Fördereinrichtung,
- - Steigern der Leistung der Fördereinrichtung bis zu einer (zweiten) Leistung im Bereich zwischen 75% und 95% der Leistung der Fördereinrichtung, die der maximalen Leistung des Heizgerätes entspricht, mit einem (zweiten) Anstieg, der weitestgehend zwei Dritteln des vorherigen (ersten) Anstieges entspricht.
- - Starting a conveyor of the heater with a high (first) increase, i.e. high acceleration up to a (first) output in the range between 30% and 60% of the output of the conveyor, which corresponds to the maximum output of the heater,
- - opening the gas valve,
- - Starting an ignition process with settings for a lean mixture composition (this can have a higher ignition energy and lower ignition frequency than a normal ignition process).
- - no waiting, or only a very short (first) period of maximum 0.1s [seconds] with largely constant performance of the conveyor,
- - increase the conveyor power up to a (second) power in the range between 75% and 95% of the conveyor power, which corresponds to the maximum power of the heater, with a (second) increase largely two-thirds of the previous (first) rise corresponds.
Beispielhaft kann ein Startprofil für eine lange Abgasanlage (beispielsweise ab einer Länge von ca. 8 Metern, wobei die Eigenschaften der Abgasanlage, wie deren Volumen, als auch die konkreten Eigenschaften des Heizgerätes, beispielsweise das Volumen der Brennkammer, mit einbezogen werden können) eine Leistungskurve mit zumindest folgenden Merkmalen umfassen:
- - Anfahren einer Fördereinrichtung des Heizgerätes mit hohem (ersten) Anstieg, also hoher Beschleunigung bis zu einer (ersten) Leistung im Bereich zwischen 62% und 82% der Leistung der Fördereinrichtung, die der maximalen Leistung des Heizgerätes entspricht,
- - Öffnen des Gasventils,
- - Starten eines Zündvorganges mit Einstellungen, die denen für eine magere Gemischzusammensetzung entsprechen,
- - Warten für einen (ersten) Zeitraum von ca. 0,2s bis 0,4s [Sekunden], zur Stabilisierung der Flamme, wobei die Leistung der Fördereinrichtung weitestgehend konstant bleibt,
- - mindern der Leistung der Fördereinrichtung bis zu einer (zweiten) Leistung im Bereich zwischen 54% und 74% der der Leistung der Fördereinrichtung, die der maximalen Leistung des Heizgerätes entspricht mit sehr hohem Betrag des negativen (zweiten) Anstieges, beispielsweise erzielt durch eine Außerbetriebnahme der Fördereinrichtung,
- - Warten für einen (zweiten) Zeitraum von ca. 2s bis 4s [Sekunden], wobei die Leistung der Fördereinrichtung weitestgehend konstant bleibt,
- - Steigern der Leistung der Fördereinrichtung auf eine (dritte) Leistung im Bereich zwischen zwischen 62% und 82% der Leistung der Fördereinrichtung, die der maximalen Leistung des Heizgerätes entspricht, mit einem (dritten) Anstieg, der ungefähr dem zuerst gewählten (ersten) Anstieg entspricht.
- - Starting a conveyor of the heater with a high (first) increase, i.e. high acceleration up to a (first) output in the range between 62% and 82% of the output of the conveyor, which corresponds to the maximum output of the heater,
- - opening the gas valve,
- - starting an ignition process with settings corresponding to those for a lean mixture composition,
- - Waiting for a (first) period of approx. 0.2s to 0.4s [seconds] to stabilize the flame, whereby the output of the conveyor remains largely constant,
- - reduce the output of the conveyor to a (second) output in the range between 54% and 74% of the output of the conveyor, which corresponds to the maximum output of the heater with a very high amount of the negative (second) increase, for example achieved by decommissioning the funding institution,
- - Waiting for a (second) period of approx. 2s to 4s [seconds], whereby the performance of the conveyor remains largely constant,
- - Increase the conveyor power to a (third) power in the range between between 62% and 82% of the conveyor power corresponding to the maximum power of the heater, with a (third) ramp approximately equal to the (first) ramp selected first is equivalent to.
Nach erfolgreichem Zündvorgang kann das Heizgerät nach dem Abschluss des Startprofils in einen normalen Betriebsmodus gehen. Jedes der oben genannten Startprofile ist auf das dynamische Verhalten der Gemischzusammensetzung, insbesondere die Ausbildung einer Gasspitze, während eines Zündvorganges abgestimmt und kann das natürlich Verhalten der Gemischzusammensetzung verstärken oder diesem entgegenwirken.After a successful ignition process, the heater can go into a normal operating mode after the completion of the start profile. Each of the start profiles mentioned above is tailored to the dynamic behavior of the mixture composition, in particular the formation of a gas peak, during an ignition process and can enhance or counteract the natural behavior of the mixture composition.
Vorsorglich wird angemerkt, dass oben beschriebene Startprofile nur beispielhaft zu verstehen sind. So ist die Ausgestaltung der Startprofile unter anderem vom konkreten Heizgerät, dessen Leistungsdaten und Abgasanlage und den Eigenschaften des verwendeten Brennstoffes abhängig. Für eine Umsetzung der Startprofile können somit auch Schritte wegfallen oder hinzugefügt werden, um den konkreten Anforderungen des zu betreibenden Heizgerätes zu genügen.As a precaution, it is noted that the start profiles described above are only to be understood as examples. The design of the start profile depends, among other things, on the specific heater, its performance data and exhaust system and the properties of the fuel used. Steps can therefore also be omitted or added to implement the start profiles in order to meet the specific requirements of the heater to be operated.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann die Fördereinrichtung ein Gebläse sein. Die Leistungskurve der Fördereinrichtung kann sich unter anderem auf eine Drehzahl des Gebläses beziehen.In a preferred embodiment of the method, the conveying device can be a blower. The performance curve of the conveyor can relate, among other things, to a speed of the fan.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann nach einem erfolglosen Startvorgang, insbesondere nach einem erfolglosen Zündvorgang, ein erneuter Startvorgang mit einem anderen Startprofil eingeleitet werden. Beispielsweise können verschiedene Startprofile für verschiedene mögliche Situationen probiert werden, bis ein Startprofil gefunden wird, das einen erfolgreichen Startvorgang ermöglicht.According to a preferred embodiment of the method, after an unsuccessful starting process, in particular after an unsuccessful ignition process, a new starting process can be initiated with a different starting profile. For example, different boot profiles can be tried for different possible situations until a boot profile is found that enables a successful boot process.
Gemäß einem bevorzugten Verfahren kann während eines Verfahrensdurchlaufs ein Zündkontrollverfahren durchgeführt werden, das eine Auswertung eines Ionisationssignals umfasst. Ein Ionisationssignal einer Flamme ermöglicht einen schnellen und direkten Rückschluss auf den Umstand, ob eine Flamme vorhanden ist, aber auch auf die Qualität und Stabilität der Flamme.According to a preferred method, an ignition control method can be carried out during a method run, which includes an evaluation of an ionization signal. An ionization signal from a flame enables quick and direct conclusions to be drawn about whether a flame is present, but also about the quality and stability of the flame.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird mindestens eines der folgenden Merkmale des Ionisationssignals einbezogen:
- - ein Zeitraum zwischen Öffnung des Gasventils und dem ersten Auftreten des lonisationssignals,
- - eine Anzahl des Auftretens des Ionisationssignals während eines Zündvorganges,
- - eine Stärke des Ionisationssignals, und
- - eine Intensität eines Rauschens des lonisationssignals.
- - a period of time between the opening of the gas valve and the first appearance of the ionization signal,
- - a number of occurrences of the ionization signal during an ignition process,
- - a strength of the ionization signal, and
- - an intensity of a noise of the ionization signal.
Im Rahmen des Zündkontrollverfahrens kann eine (aktuelle) Leistung der Fördereinrichtung, insbesondere eine Drehzahl eines Gebläses als Fördereinrichtung, zum Zeitpunkt des Ionisationssignals einbezogen werden.As part of the ignition control method, a (current) output of the delivery device, in particular a speed of a blower as the delivery device, can be included at the time of the ionization signal.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann im Rahmen des Zündkontrollverfahrens eine Bewertung der ausgeführten Startprofile vorgenommen werden. Bevorzugt wird diese Bewertung gespeichert. Die Bewertung kann sich dabei insbesondere auf verschiedene Aspekte beziehen, die den Erfolg des Zündvorganges für das jeweilige Startprofil kennzeichnen.According to a preferred embodiment, the start profiles carried out can be evaluated as part of the ignition control method. This evaluation is preferably saved. In this case, the evaluation can relate in particular to various aspects which characterize the success of the ignition process for the respective start profile.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die gespeicherte Bewertung für die Auswahl eines Startprofils bei einer folgenden Inbetriebnahme des Heizgerätes herangezogen werden. So kann bei einer Verschiebung der Gemischzusammensetzung aufgrund von konstruktiven Merkmalen des Gasventils davon ausgegangen werden, dass diese sich nicht bei jedem Startvorgang ändern. Vorteilhaft kann so gewährleistet werden, dass zumindest bei einer Inbetriebnahme des Heizgerätes zumindest häufig mit einem Startprofil begonnen wird, das eine problemlose Inbetriebnahme ermöglicht. In vorteilhafter Weise kann so die Dauer eines Startvorganges verkürzt werden indem ein erfolgreiches Startprofil gleich zu Anfang gewählt wird.According to a further preferred embodiment, the stored evaluation can be used to select a start profile when the heater is subsequently put into operation. If there is a shift in the composition of the mixture due to the design features of the gas valve, it can be assumed that these will not change with every starting process. Advantageously, it can be ensured in this way that, at least when the heating device is started up, a start profile is at least frequently started that enables problem-free start-up. In this way, the duration of a starting process can advantageously be shortened by selecting a successful starting profile right at the beginning.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann die mindestens eine Bewertung eines Startprofils nach einer bestimmten Anzahl von erfolglosen Versuchen gelöscht werden. Bevorzugt kann das Verfahren mit einer standardisierten Reihenfolge der Startprofile eine Inbetriebnahme des Heizgerätes durchführen und erneut eine Bewertung der Startprofile vornehmen. Beispielsweise durch Verschleiß des Gasventils oder eine geänderte Zusammensetzung und/ oder des Brennwertes des Brennstoffes kann sich über einen Zeitraum ergeben, dass das am höchsten bewertete Startprofil keine erfolgreichen Zündvorgang mehr gewährleistet. Durch einen erneuten Bewertungsvorgang kann dann das zu diesem Zeitpunkt am besten geeignete Startprofil gefunden werden.According to a preferred embodiment, the at least one evaluation of a start profile can be deleted after a specific number of unsuccessful attempts. The method can preferably start up the heater using a standardized sequence of start profiles and carry out a new evaluation of the start profiles. For example, as a result of wear on the gas valve or a change in the composition and/or the calorific value of the fuel, it can happen over a period of time that the start profile with the highest rating no longer guarantees a successful ignition process. The start profile that is most suitable at this point in time can then be found by means of a renewed evaluation process.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann nach einer definierten Anzahl von erfolglosen Versuchen der Inbetriebnahme des Heizgerätes mit verschiedenen Startprofilen, das Heizgerät in einen Störungsmodus wechseln. Beispielsweise kann die definierte Anzahl der Versuch ein zweimaliges Versuchen eines jeden gespeicherten Startprofils umfassen.According to a preferred embodiment, after a defined number of unsuccessful attempts to start up the heater with different start profiles, the heater can switch to a fault mode. For example, the defined number of attempts may include trying each stored launch profile twice.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein Heizungsgerät mit zumindest einer Fördereinrichtung und einem Gasventil vorgeschlagen, umfassend weiter Mittel, die geeignet sind, die Schritte des hier beschriebenen Verfahrens auszuführen. Die „Mittel“ können insbesondere mindestens ein Element ausgewählt aus folgender Gruppe umfassen: Datenspeicher, Sensor, Analyse- bzw. Auswerteeinheit für Daten, Zähler, Datenspeicher, Datenleitungen, elektrischer Schaltkreis zum Betreiben der Fördereinrichtung und/oder des Gasventils, ggf. das Regel- und Steuergerät, Elemente einer Flammenüberwachung.According to a further aspect, a heating device with at least one delivery device and a gas valve is proposed, comprising further means that are suitable for carrying out the steps of the method described here. The “means” can in particular include at least one element selected from the following group: data memory, sensor, analysis or evaluation unit for data, counter, data memory, data lines, electrical circuit for operating the delivery device and/or the gas valve, possibly the control and control unit, elements of a flame monitoring system.
Es ist möglich, das Verfahren als Computerimplementiertes Verfahren, umfassend die Schritte a) bis d) auszuführen. Es ist möglich, eine Vorrichtung bzw. ein System zur Datenverarbeitung vorzusehen, umfassend Mittel zur Ausführung dieser Schritte des hier angegebenen Verfahrens.It is possible to carry out the method as a computer-implemented method comprising steps a) to d). It is possible to provide a device or a system for data processing, comprising means for carrying out these steps of the method specified here.
Einem anderen Aspekt folgend wird auch ein Computerprogramm vorgeschlagen, welches zur (zumindest teilweisen) Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens eingerichtet ist. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Computerprogramm(-produkt), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein hier beschriebenes Verfahren auszuführen. Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist auf dem Speicher mindestens ein erfindungsgemäß definiertes Startprofil und/ oder mindestens eine Bewertung des mindestens einen Startprofils gespeichert. Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.According to another aspect, a computer program is also proposed, which is set up to (at least partially) carry out a method presented here. In other words, this relates in particular to a computer program (product), comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to execute a method described here. According to a further aspect, a machine-readable storage medium is also proposed, on which the computer program is stored. According to a preferred embodiment, at least one start profile defined according to the invention and/or at least one evaluation of the at least one start profile is stored in the memory. The machine-readable storage medium is usually a computer-readable data carrier.
Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Regel- und Steuergerät für ein Heizgerät vorgeschlagen, eingerichtet zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens. Das Regel- und Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen bzw. über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das auf einem Speicher (des Regel- und Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen. Bevorzugt ist auf dem Speicher mindestens ein mit einem hier vorgeschlagenen Verfahren definiertes Startprofil hinterlegt. Besonders bevorzugt sind mehrere Startprofile hinterlegt und eine Reihenfolge der hinterlegten Startprofile.According to a further aspect, a regulation and control unit for a heating device is also proposed, set up to carry out a method presented here. For this purpose, the regulating and control unit can have a processor, for example, or have it at its disposal. In this context, the processor can, for example, execute the method stored in a memory (of the regulation and control unit). At least one start profile defined with a method proposed here is preferably stored in the memory. A number of start profiles are particularly preferably stored and a sequence of the stored start profiles.
Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Heizgerät mit einem hier vorgestellten Regel- und Steuergerät vorgeschlagen. Bei dem Heizgerät handelt es sich insbesondere um ein Gasheizgerät mit einem Gasbrenner und einer Fördereinrichtung, die einen pneumatischen Gas-Luftverbund zu einem Gasbrenner fördern kann.According to a further aspect, a heater with a closed-loop and open-loop control unit presented here is also proposed. The heating device is, in particular, a gas heating device with a gas burner and a delivery device that can deliver a pneumatic gas/air combination to a gas burner.
Insbesondere wird die Verwendung eines Ionisationssignals einer Flamme zur Kontrolle eines Zündvorganges eines Heizgerätes mit einem pneumatischen Gas-Luftverbund vorgeschlagen. Weiter wird auch die Verwendung eines Ionisationssignals einer Flamme eines Heizgerätes mit einem pneumatischen Gas-Luftverbund zur Auswahl eines geeigneten Startprofils vorgeschlagen.In particular, the use of an ionization signal of a flame to control an ignition process of a heater with a pneumatic gas-air combination is proposed. Furthermore, the use of an ionization signal of a flame of a heating device with a pneumatic gas-air combination for the selection of a suitable starting profile is also proposed.
Hier werden somit ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines Heizgerätes, ein Computerprogrammprodukt, ein Regel- und Steuergerät, ein Heizgerät und Verwendungen angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen das Verfahren, das Computerprogramm, das Steuergerät und das Heizgerät jeweils zumindest dazu bei, das Startverhalten eines Heizgerätes zu verkürzen und ein Auftreten von Zündversuchen in Grenzbereichen zu verhindern und damit die Betriebssicherheit erheblich zu erhöhen. Zudem erfordert die Durchführung des Verfahrens keine baulichen Veränderungen an einem Heizgerät, wodurch in vorteilhafter Weise eine Verwirklichung der Erfindung kostengünstig umsetzbar ist und zudem die Komplexität einer Heizungsanlage nicht erhöht wird.A method for starting up a heating device, a computer program product, a regulation and control device, a heating device and uses are thus specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art. In particular, the method, the computer program, the control unit and the heater each contribute at least to shortening the starting behavior of a heater and preventing attempts to ignite in borderline areas, thereby significantly increasing operational reliability. In addition, carrying out the method does not require any structural changes to a heating device, as a result of which the invention can advantageously be implemented cost-effectively and the complexity of a heating system is not increased.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
-
1 : einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens, -
2 : einen Verlauf eines Ionisationssignals während einer Inbetriebnahme eines Heizgerätes, -
3 : eine Leistungskurve einer Fördereinrichtung eines Startprofils für eine fette Gemischzusammensetzung, -
4 : eine Leistungskurve einer Fördereinrichtung eines Startprofils für eine magere Gemischzusammensetzung, und -
5 : eine Leistungskurve einer Fördereinrichtung eines Startprofils für eine lange Abgasanlage.
-
1 : a sequence of a method proposed here, -
2 : a course of an ionization signal during commissioning of a heating device, -
3 : a performance curve of a conveyor of a start profile for a rich mixture composition, -
4 : a performance curve of a conveyor of a starting profile for a lean mixture composition, and -
5 : a performance curve of a conveyor of a starting profile for a long exhaust system.
Bei dem Startvorgang 2 kann das Heizgerät mit dem gewählten Startprofil betrieben werden, wobei das Startprofil eine Leistungskurve zum Betreiben einer Fördereinrichtung 3 und Parameter zum Betreiben einer Zündeinrichtung 4 umfassen. Die Fördereinrichtung 3 kann ein Gebläse und die Leistungskurve kann eine Gebläsedrehzahl als Leistung der Fördereinrichtung 3 in Abhängigkeit der Zeit angeben. Die Parameter zum Betreiben der Zündeinrichtung 4 können beispielsweise eine Intensität des Zündfunkens und/ oder eine Frequenz des Zündfunkens sein.In the
Während des Startvorganges 2 kann ein Ionisationssignal 5 der Flamme erfasst werden. Parallel zum Startvorgang 2 kann ein Zündkontrollverfahren 6 durchgeführt werden, bei dem verschiedene Betriebsparameter, wie das Ionisationssignals 5, ein Öffnungszeitpunkt eines Gasventils und die Leistung der Fördereinrichtung 3 einbezogen werden können. Im Rahmen des Zündkontrollverfahrens 6 kann festgestellt werden, ob der Startvorgang 2 erfolgreich war. Bei einem erfolgreichen Startvorgang 2 kann das Heizgerät in einen normalen Betriebsmodus 7 übergehen.An ionization signal 5 of the flame can be detected during the
Sollte im Rahmen des Zündkontrollverfahrens 6 festgestellt werden, dass der Startvorgang nicht erfolgreich war, kann ein Startvorgangszähler 8 inkrementiert werden. Sollte der Startvorgangszähler 8 nun eine maximale Anzahl von Startvorgängen 2 angeben, kann das Heizgerät in einen Störmodus 9 übergehen und aus Sicherheitsgründen weitere Startvorgänge blockieren. Zudem könnte das Heizgerät im Störmodus anzeigen, dass eine Wartung durch einen Servicetechniker notwendig ist.If it is determined during the
Sofern der Startvorgangszähler 8 die maximale Anzahl von Startvorgängen 2 noch nicht erreicht haben, kann nun ein weiterer Startvorgang 2 eingeleitet werden. Der weitere Startvorgang 2 kann dabei mit dem in der Reihenfolge der Priorisierungsliste folgenden Startprofil eingeleitet werden.If the
Im Anschluss an das oder zumindest teilweise parallel zu dem Zündkontrollverfahren 6 kann eine Bewertung 10 des durchgeführten Startprofils durchgeführt werden. Die Bewertung bezieht dabei insbesondere das Ionisationssignal 5 ein und bewertet die Qualität des Startvorganges 2 und das verwendete Startprofil.Subsequent to or at least partially parallel to the
Im Anschluss an die Bewertung 10 kann eine Festlegung der Priorisierungsliste 11 erfolgen. Im Rahmen der Festlegung der Priorisierungsliste 11 kann geprüft werden, ob sich aufgrund der Bewertung 10 des letzten Startvorganges 2 und dem verwendeten Startprofil eine Änderung der Reihenfolge der Priorisierungsliste ergeben hat. Die Festlegung der Priorisierungsliste 11 kann dann einer zukünftigen Auswahl eines Startprofils 1 bereitgestellt werden.Following the
Sollte beispielsweise im Rahmen mehrerer Startvorgänge 2 festgestellt werden, dass das dritte Startprofil der Reihenfolge der Priorisierungsliste zu einem erfolgreichen Startvorgang 2 geführt hat, kann im Rahmen der Festlegung der Priorisierungsliste 11 das dritte Startprofil der Priorisierungsliste auf den ersten Platz der Reihenfolge verschoben werden. In Folge kann das Heizgerät bei zukünftigen Startvorgängen 2 mit diesem Startprofil einen ersten Startvorgang 2 einleiten und so die Gesamtdauer des Startvorgangs abkürzen.If, for example, it is determined within the framework of
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein „erfolgreiches“ Startprofil, beispielsweise ein Startprofil, das in einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Fällen einen erfolgreichen Start ermöglicht hat, durch eine Anpassung von einem oder mehreren Parametern weiter angepasst werden. Eine vorteilhafte Anpassung könnte beispielsweise eine Verkürzung der Zündzeit sein, um einen noch schnelleren Startvorgang zu ermöglichen. Sollte bei einem Startvorgang nach einer Anpassung eines Parameters ein Problem auftreten, kann die Anpassung nachfolgend wieder rückgängig gemacht werden.According to an advantageous embodiment, a “successful” start profile, for example a start profile that has enabled a successful start in a large number of consecutive cases, can be further adjusted by adjusting one or more parameters. An advantageous adjustment could be, for example, a shortening of the ignition time in order to enable an even faster starting process. If a problem occurs during a start process after a parameter has been adjusted, the adjustment can be reversed afterwards.
Sollte festgestellt werden, dass mit einer im Rahmen mehrmaliger Bewertungen 10 und Festlegungen der Priorisierungsliste 11, festgelegte erstes Startprofil (das bisher erfolgreichste Startprofil mit der besten Bewertung) einen erfolgreichen Startvorgang 2 nicht mehr gewährleistet, kann die (festgelegte Priorisierungsliste) gelöscht und erneut mit der Standardpriorisierungsliste begonnen werden.If it is determined that a first start profile (the most successful start profile with the best rating to date) determined as part of
Mit Beginn eines Zündvorganges kann das Ionisationssignal 5 einen hohen Wert annehmen, weil keine Flamme vorhanden ist. Im Wesentlichen zeitgleich zu einem Öffnungszeitpunkt 13 des Gasventils 13 beginnt die Zündeinrichtung 4 Zündfunken 12 zu erzeugen. Zu einem Zeitpunkt 14 kann anhand eines signifikant geringeren Ionisationssignals 5 eine erste Flamme detektiert werden. Zu einem Zeitpunkt 15 tritt ein Verlust der Flamme auf. Zu einem Zeitpunkt 16 bildet sich eine stabile Flamme.At the beginning of an ignition process, the ionization signal 5 can assume a high value because there is no flame present. The ignition device 4 begins to generate ignition sparks 12 essentially at the same time as the
Einem Ionisationssignals 5 können verschiedene Indikatoren für eine Bewertung 10 eines Startprofils entnommen werden. Diese können insbesondere ein Zündzeitraum 17 (Zeitraum zwischen dem Öffnungszeitpunkt 13 des Gasventils und dem Zeitpunkt 16 der stabilen Flamme), eine Anzahl Zeitpunkten 15 in denen ein Verlust der Flamme aufgetreten ist, eine Signalstärke 18 der stabilisierten Flamme und eine Intensität eines Signalrauschens 17 der stabilisierten Flamme sein.Various indicators for an
Die Leistungskurve 23 der Fördereinrichtung 3 für ein Startprofil für eine fette Gemischzusammensetzung kann beispielhaft die folgenden Merkmale aufweisen:
- - Anfahren einer Fördereinrichtung 3 des Heizgerätes mit (erstem)
Anstieg A1 18 von 150 U/min/0,1s [(Umdrehungen pro Minute) pro 100 Millisekunden] bis zu einer (ersten)Leistung L1 von 30%, - - Öffnen des Gasventils zu einem Öffnungszeitpunkt 20,
- - Starten eines Zündvorganges zu einem Zündzeitpunkt 28 mit normalen Einstellungen,
- - Warten für einen (ersten)
Zeitraum D1 19 von 0,2s [Sekunden], zur Stabilisierung der Flamme, wobei die Leistung der Fördereinrichtung 3 weitestgehend konstant bleibt, - - steigern der Leistung der Fördereinrichtung 3 bis zu einer (zweiten) Leistung L2 von der Leistung der Fördereinrichtung, die der maximalen Leistung des Heizgerätes entspricht mit hohem (zweiten)
Anstieg A2 21 von 150 U/min/ 0,1s [(Umdrehungen pro Minute) pro 100 Millisekunden]], - - mindern der Leistung der Fördereinrichtung auf eine (dritte)
Leistung L3 von 30% mit einem (dritten)Anstieg A3 23 von - 100 U/min/0,1s [(Umdrehungen pro Minute) pro 100 Millisekunden], - -
Ende der Leistungskurve 22 und Kontrolle der Flamme über das Ionisationssignal 5.
- - Starting a conveyor 3 of the heater with (first)
rise A1 18 of 150 rpm/0.1s [(revolutions per minute) per 100 milliseconds] up to a (first) power L1 of 30%, - - opening of the gas valve at an
opening time 20, - - start an ignition process at an
ignition point 28 with normal settings, - - Waiting for a (first)
period D1 19 of 0.2s [seconds] to stabilize the flame, with the output of the conveyor 3 remaining largely constant, - - increase the output of the conveyor 3 up to a (second) output L2 of the output of the conveyor, which corresponds to the maximum output of the heater with a high (second)
increase A2 21 of 150 rpm/ 0.1s [(revolutions per minute ) per 100 milliseconds]], - - reduce the output of the conveyor to a (third) output L3 of 30% with a (third)
increase A3 23 of - 100 rpm/0.1s [(revolutions per minute) per 100 milliseconds], - - End of the
power curve 22 and control of the flame via the ionization signal 5.
Die Leistungskurve 24 der Fördereinrichtung 3 für ein Startprofil für eine magere Gemischzusammensetzung kann beispielhaft die folgenden Merkmale aufweisen:
- - Anfahren einer Fördereinrichtung 3 des Heizgerätes mit einem (ersten)
Anstieg A1 18 von 150 U/min/0,1s [(Umdrehungen pro Minute) pro 100 Millisekunden], bis zu einer (ersten)Leistung L1 von 45% der Leistung der Fördereinrichtung 3, die der maximalen Leistung des Heizgerätes entspricht, - - Öffnen des Gasventils zu einem Öffnungszeitpunkt 20,
- - Starten eines Zündvorganges zu einem Zündzeitpunkt 28 mit Einstellungen für eine magere Gemischzusammensetzung,
- - Kein Warten (der (erste) Zeitraum D1 beträgt 0s [Sekunden]);
- - Steigern der Leistung der Fördereinrichtung 3 bis zu einer (zweiten)
Leistung L2 von 85% mit einem (zweiten)Anstieg A2 21 von 100 U/min/0,1s [(Umdrehungen pro Minute) pro 100 Millisekunden], - -
Ende der Leistungskurve 22 und Kontrolle der Flamme über das Ionisationssignal 5. Durch einen geringeren Anstieg A2 kann es einem Regel- und Steuergerät des Heizgerätes erleichtert werden, auf eine geeignete Leistung zu regeln und eine Flamme zu stabilisieren. Dieses Startprofil ist besonders für magere Gemischzusammensetzungen geeignet, insbesondere in Verbindung mit kurzen Abgasanlagen.
- - Starting a conveyor 3 of the heater with a (first)
rise A1 18 of 150 rpm/0.1s [(revolutions per minute) per 100 milliseconds], up to a (first) power L1 of 45% of the power of the conveyor 3, which corresponds to the maximum power of the heater, - - opening of the gas valve at an
opening time 20, - - Starting an ignition process at an
ignition point 28 with settings for a lean mixture composition, - - No waiting (the (first) period D1 is 0s [seconds]);
- - increasing the output of the conveyor 3 up to a (second) output L2 of 85% with a (second)
increase A2 21 of 100 rpm/0.1s [(revolutions per minute) per 100 milliseconds], - - End of the
power curve 22 and control of the flame via the ionization signal 5. A lower rise A2 can make it easier for a regulating and control unit of the heater to regulate to a suitable power level and to stabilize a flame. This starting profile is particularly suitable for lean mixture compositions, especially in connection with short exhaust systems.
Die Leistungskurve 24 der Fördereinrichtung 3 für ein Startprofil für lange Abgasanlage kann beispielhaft die folgenden Merkmale aufweisen:
- - Anfahren einer Fördereinrichtung 3 des Heizgerätes mit einem (ersten)
Anstieg A1 18 von 150 U/min/0,1s [(Umdrehungen pro Minute) pro 100 Millisekunden] bis zu einer (ersten)Leistung L1 von 72% der Leistung der Fördereinrichtung 3, die der maximalen Leistung des Heizgerätes entspricht, - - Öffnen des Gasventils zu einem Öffnungszeitpunkt 20
- - Starten eines Zündvorganges zu einem Zündzeitpunkt 28 mit Einstellungen, die denen für eine magere Gemischzusammensetzung entsprechen,
- - Warten für einen (ersten)
Zeitraum D1 19 von 0,3s [Sekunden], zur Stabilisierung der Flamme, wobei die Leistung der Fördereinrichtung 3 weitestgehend konstant bleibt, - - Mindern der Leistung der Fördereinrichtung 3 bis zu einer (zweiten)
Leistung L2 von 64% der der Leistung der Fördereinrichtung 3, die der maximalen Leistung des Heizgerätes entspricht einem (zweiten)Anstieg A2 21 von -600 U/min/0,1s [(Umdrehungen pro Minute) pro 100 Millisekunden], - - Warten für einen (zweiten)
Zeitraum D2 26 von ca. 3s [Sekunden], wobei die Leistung der Fördereinrichtung 3 weitestgehend konstant bleibt, - - steigern der Leistung der Fördereinrichtung 3 auf eine (dritte) Leistung L3 zwischen 62% und 82% der Leistung der Fördereinrichtung, die der maximalen Leistung des Heizgerätes entspricht, mit einem (dritten) Anstieg A3, der ungefähr dem (ersten)
Anstieg A1 18 entspricht, - -
Ende der Leistungskurve 22 und Kontrolle der Flamme über das Ionisationssignal 5.
- - Starting a conveyor 3 of the heater with a (first)
increase A1 18 of 150 rpm/0.1s [(revolutions per minute) per 100 milliseconds] up to a (first) power L1 of 72% of the power of the conveyor 3 , which corresponds to the maximum power of the heater, - - Opening of the gas valve at an
opening time 20 - - Starting an ignition process at an
ignition point 28 with settings that correspond to those for a lean mixture composition, - - Waiting for a (first)
period D1 19 of 0.3s [seconds] to stabilize the flame, with the output of the conveyor 3 remaining largely constant, - - Reduce the output of the conveyor 3 down to a (second) output L2 of 64% of the output of the conveyor 3, which corresponds to the maximum output of the heater a (second)
increase A2 21 of -600 rpm/0.1s [ (revolutions per minute) per 100 milliseconds], - - Waiting for a (second)
period D2 26 of approx. 3s [seconds], with the output of the conveyor device 3 remaining largely constant, - - increase the power of conveyor 3 to a (third) power L3 between 62% and 82% of the power of the conveyor, corresponding to the maximum power of the heater, with a (third) increase A3 approximately equal to the (first)
increase A1 18 is equivalent to, - - End of the
power curve 22 and control of the flame via the ionization signal 5.
BezugszeichenlisteReference List
- 00
- Verfahrensstartprocess start
- 11
- Auswahl StartprofilSelection start profile
- 22
- Startvorgangboot process
- 33
- Fördereinrichtungconveyor
- 44
- Zündeinrichtungignition device
- 55
- Ionisationssignalionization signal
- 66
- Zündkontrollverfahrenignition control procedure
- 77
- normaler Betriebsmodusnormal operating mode
- 88th
- Startvorgangszählerboot counter
- 99
- Störmodusjamming mode
- 1010
- BewertungEvaluation
- 1111
- Festlegung PriorisierungslisteDetermination of prioritization list
- 1212
- Zündfunkenignition spark
- 1313
- Öffnungszeitpunkt GasventilGas valve opening time
- 1414
- Zeitpunkt erste FlammeTime of first flame
- 1515
- Zeitpunkt Verlust Flammetime loss flame
- 1616
- Zeitpunkt stabile Flammetime stable flame
- 1717
- Signalrauschensignal noise
- 1818
- (erster) Anstieg A1(first) climb A1
- 1919
- (erster) Zeitraum D1(first) period D1
- 2020
- Öffnungszeitpunkt GasventilGas valve opening time
- 2121
- (zweiter) Anstieg A2(second) climb A2
- 2222
- Ende LeistungskurveEnd of performance curve
- 2323
- Leistungskurve für fette GemischzusammensetzungPerformance curve for a rich mixture composition
- 2424
- Leistungskurve für magere GemischzusammensetzungPower curve for lean mixture composition
- 2525
- Leistungskurve für lange AbgasanlagePerformance curve for long exhaust system
- 2626
- (zweiter) Zeitraum D2(second) period D2
- 2727
- (dritter) Anstieg A3(third) climb A3
- 2828
- Zündzeitpunktignition timing
Claims (13)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102021127953.4A DE102021127953A1 (en) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | Method for starting up a heating device, computer program product, regulation and control device, and a heating device |
EP22201934.1A EP4174374A1 (en) | 2021-10-27 | 2022-10-17 | Method for starting a heating device, computer program product, regulating and control device, and a heating device |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102021127953.4A DE102021127953A1 (en) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | Method for starting up a heating device, computer program product, regulation and control device, and a heating device |
Publications (1)
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DE102021127953A1 true DE102021127953A1 (en) | 2023-04-27 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102021127953.4A Pending DE102021127953A1 (en) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | Method for starting up a heating device, computer program product, regulation and control device, and a heating device |
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