DE102022102753A1 - Procedure for starting up a heater, computer program, regulation and control unit, heater and use of a throttle device - Google Patents
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Abstract
Vorgestellt wird ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines Heizgerätes (1), aufweisend eine Fördereinrichtung (2) zum Fördern eines Brennstoff-Luftgemisches zu einem Brenner (3) des Heizgerätes (1) und eine Drosseleinrichtung (6), umfassend zumindest die folgenden Schritte:a) Inbetriebnahme der Fördereinrichtung (2) mit einer Sollleistung (14),b) Fahren der Drosseleinrichtung (6) auf eine Zündposition,c) Zünden des Brenners (3) des Heizgerätes (1),d) Öffnen der Drosseleinrichtung (6). Es hat sich gezeigt, dass die Einflüsse von Störungen, wie Wind, Verstopfungen im Abgasweg, etc., bei einem Betreiben der Fördereinrichtung (2) mit (deutlich) höherer Leistung verbunden mit einer Drosselung (Minderung) des Volumenstromes auf einen Zündvolumenstrom durch die Drosseleinrichtung (6), erheblich gemindert werden können. Derart kann der erforderliche Zündvolumenstrom mit erheblich geringerem Einfluss von Störungen bereitgestellt werden.A method for starting up a heater (1) is presented, having a delivery device (2) for delivering a fuel-air mixture to a burner (3) of the heater (1) and a throttle device (6), comprising at least the following steps: a) Commissioning of the conveyor (2) with a target output (14), b) moving the throttle device (6) to an ignition position, c) igniting the burner (3) of the heater (1), d) opening the throttle device (6). It has been shown that the influence of disturbances, such as wind, blockages in the exhaust gas path, etc., when operating the delivery device (2) with (significantly) higher power combined with a throttling (reduction) of the volume flow to an ignition volume flow through the throttling device (6), can be significantly reduced. In this way, the required ignition volume flow can be provided with a significantly lower influence of disturbances.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät, ein Heizgerät und eine Verwendung einer Drosseleinrichtung.The invention relates to a method for starting up a heating device, a computer program, a regulation and control device, a heating device and the use of a throttle device.
Zur Inbetriebnahme eines Heizgerätes wird in der Regel eine Fördereinrichtung auf eine definierte Leistung gefahren bzw. eingestellt, so dass diese ein vorbestimmtes Gemisch aus einem Brennstoff und Verbrennungsluft einem Brenner zuführt und anschließend das am Brenner austretende Brennstoff/ Verbrennungsluft-Gemisch durch eine Zündeinrichtung unmittelbar entzündet werden kann.To start up a heater, a delivery device is usually run or set to a defined output so that it feeds a predetermined mixture of fuel and combustion air to a burner and then the fuel/combustion air mixture exiting the burner is immediately ignited by an ignition device can.
Im Rahmen der Vermeidung fossiler Brennstoffe werden zunehmend Wassersoff oder wasserstoffhaltige Gemische als Brennstoff für Heizgeräte eingesetzt. Wasserstoff als Brennstoff weist jedoch deutlich abweichende Eigenschaften gegenüber herkömmlichen Brennstoffen, wie beispielsweise Erdgas, bei der Verbrennung auf, insbesondere eine deutlich erhöhte Flammengeschwindigkeit, eine erheblich geringere Normspaltweite und einen erhöhten Druckanstiegsgradienten. Dies kann zu Explosionen während der Inbetriebnahme des Heizgerätes bereits bei sehr geringen Zündverzugszeiten führen, die mit Komforteinbußen für Nutzer und/oder Beschädigungen des Heizgerätes einhergehen können.As part of the avoidance of fossil fuels, hydrogen or mixtures containing hydrogen are increasingly being used as fuel for heaters. However, hydrogen as a fuel has significantly different properties compared to conventional fuels, such as natural gas, during combustion, in particular a significantly increased flame speed, a significantly smaller standard gap width and an increased pressure increase gradient. This can lead to explosions when the heater is started up, even if the ignition delay time is very short, which can result in a loss of comfort for the user and/or damage to the heater.
Nach dem Stand der Technik erfolgt eine Zündung eines mit Wasserstoff betriebenen Heizgerätes bei einem hohen Lambda-Wert des Verbrennungsgemisches in Verbindung mit einer geringen Leistung des Heizgerätes, also einem geringen zum Brenner geförderten Zündvolumenstrom des Verbrennungsgemisches. Hierzu wird eine das Verbrennungsgemisch fördernde Fördereinrichtung mit geringer Leistung betrieben, beispielsweise ein Gebläse mit geringer Drehzahl.According to the prior art, a heater operated with hydrogen is ignited when the combustion mixture has a high lambda value in conjunction with a low output of the heater, ie a low ignition volume flow of the combustion mixture delivered to the burner. For this purpose, a conveying device conveying the combustion mixture is operated with low power, for example a fan with a low speed.
Problematisch ist der Einfluss von Störungen, wie Druckschwankungen im System, beispielsweise ausgelöst durch Verstopfungen im Abgasweg und/ oder Wind im Bereich der Zuführung der Verbrennungsluft oder der Abgasanlage, auf den (geringen) Zündvolumenstrom. Dieser Einfluss kann erhebliche Auswirkungen haben und so das Auftreten der genannten Probleme bei einem Zündvorgang sogar weiter begünstigen.The influence of disturbances, such as pressure fluctuations in the system, for example caused by blockages in the exhaust gas path and/or wind in the area of the combustion air supply or the exhaust system, on the (low) ignition volume flow is problematic. This influence can have significant effects and thus even further promote the occurrence of the problems mentioned during an ignition process.
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 eine sichere Inbetriebnahme eines mit Wasserstoff oder mit einem Wasserstoff enthaltenden Gemisches betriebenen Heizgerätes ermöglicht 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 start-up of a heating device operated with hydrogen or with a mixture containing hydrogen is to be made possible.
Zudem soll die Erfindung die Komplexität eines Heizgerätes zumindest nicht wesentlich erhöhen und nur geringe bauliche Veränderungen an einem Heizgerät erfordern und eine einfache Integration in einen bestehenden Produktionsprozess ermöglichen.In addition, the invention should at least not significantly increase the complexity of a heating device and only require minor structural changes to a heating device and enable simple integration into an existing production process.
Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den 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 dependent patent claims. It is pointed out that the features listed in the patent claims can be combined with one another in any technologically sensible 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.
Hierzu trägt ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines Heizgerätes, zumindest aufweisend eine Fördereinrichtung zum Fördern eines Brennstoff-Luftgemisches zu einem Brenner des Heizgerätes und eine Drosseleinrichtung, bei, umfassend zumindest die folgenden Schritte:
- a) Inbetriebnahme der Fördereinrichtung mit einer Sollleistung,
- b) Fahren der Drosseleinrichtung auf eine Zündposition,
- c) Zünden des Brenners des Heizgerätes,
- d) Öffnen der Drosseleinrichtung.
- a) Commissioning of the conveyor with a target output,
- b) moving the throttle device to an ignition position,
- c) igniting the burner of the heater,
- d) opening the throttle device.
Die Schritte a), b), c) und d) können bei einem regulären Betriebsablauf mindestens einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Insbesondere können die Schritte a) und b) (teilweise oder vollständig) synchron bzw. zeitgleich durchgeführt werden, oder auch der Schritt b) vor dem Schritt a) durchgeführt werden. Das Verfahren dient insbesondere einem sicheren Start eines mit Wasserstoff betrieben Heizgerätes.Steps a), b), c) and d) can be carried out at least once in the specified sequence in a regular operating procedure. In particular, steps a) and b) can (partially or completely) be carried out synchronously or at the same time, or step b) can also be carried out before step a). The method is used in particular for a safe start of a heating device operated with hydrogen.
Bei dem Heizgerät handelt es sich insbesondere um ein Gasheizgerät, welches dazu eingerichtet ist, einen gasförmigen Brennstoff, insbesondere Wasserstoff oder ein Wasserstoff enthaltendes Gasgemisch, unter Zufuhr von Umgebungsluft (als Verbrennungsluft) zu verbrennen, um Wärme beispielsweise für einen Heizkreislauf oder eine Warmwasserversorgung bereitzustellen. Das Heizgerät kann in der Regel zumindest einen Brenner und eine Fördereinrichtung aufweisen, die ein Gemisch von Brennstoff (Gas) und Verbrennungsluft durch einen Gemischkanal des Heizgerätes zum Brenner fördert. Im Anschluss können die Verbrennungsprodukte durch einen Abgaskanal des Heizgerätes zu einer Abgasanlage geführt werden.The heater is in particular a gas heater which is set up to burn a gaseous fuel, in particular hydrogen or a gas mixture containing hydrogen, with the supply of ambient air (as combustion air) in order to provide heat, for example for a heating circuit or a hot water supply. The heater can usually have at least one burner and a conveyor Mixture of fuel (gas) and combustion air conveys through a mixture duct of the heater to the burner. The combustion products can then be routed through an exhaust duct of the heater to an exhaust system.
Bei einer Inbetriebnahme des Heizgerätes kann ein Zündvolumenstrom eines Brennstoff-Luftgemisches zu dem Brenner des Heizgerätes gefördert werden und dort durch eine Zündeinrichtung entzündet werden. Die Zündeinrichtung kann dabei einen Zündfunken erzeugen oder ein Hot-Surface-Igniter sein, der in der Lage ist, ein Verbrennungsgemisch durch eine zündfähige Oberflächentemperatur zu entzünden.When the heater is started up, an ignition volume flow of a fuel/air mixture can be conveyed to the burner of the heater and ignited there by an ignition device. The ignition device can generate an ignition spark or be a hot-surface igniter, which is able to ignite a combustion mixture through an ignitable surface temperature.
Bei der Fördereinrichtung kann es sich insbesondere um ein Gebläse handeln, dessen Leistung anhand einer (Gebläse-)Drehzahl steuerbar bzw. gezielt einstellbar ist. Die Fördereinrichtung kann insbesondere im Gemischkanal des Heizgerätes angeordnet sein. Alternativ kann die Fördereinrichtung an einer anderen Position im Strömungsweg des Heizgerätes angeordnet sein, beispielsweise im Abgaskanal.The conveying device can in particular be a blower, the power of which can be controlled or specifically adjusted using a (blower) speed. The delivery device can be arranged in particular in the mixture channel of the heater. Alternatively, the conveying device can be arranged at a different position in the flow path of the heater, for example in the exhaust gas duct.
Das Heizgerät kann beispielsweise einen elektronischen oder pneumatischen Gas-Luftverbund aufweisen.The heater can have an electronic or pneumatic gas/air combination, for example.
Bei einem elektronischen Gas-Luftverbund kann das Mischungsverhältnis von Brennstoff und Verbrennungsluft über ein (elektronisch) gesteuertes Gasventil und eine Flammenüberwachung in der Brennkammer, wie einer lonisationselektrode oder einer Messung der ultravioletten Strahlung der Flamme erfolgen.In an electronic gas-air network, the mixing ratio of fuel and combustion air can be controlled via an (electronically) controlled gas valve and flame monitoring in the combustion chamber, such as an ionization electrode or a measurement of the ultraviolet radiation of the flame.
Insbesondere geeignet ist die Erfindung zur Verwendung in Verbindung mit einem pneumatischen Gas-Luftverbund. Bei einem pneumatischen Gas-Luftverbund kann einem zugeführten Volumenstrom Verbrennungsluft eine vorgegebener Volumenstrom Brennstoff (Brenngas) über eine pneuamtische Einrichtung, beispielsweise einer Venturidüse zugeführt werden. Die angegebenen Störungen, wie Wind etc., die zu einer Erhöhung des zugeführten Volumenstromes Verbrennungsluft führen, hätten gerade bzw. unmittelbar bei einem pneumatischen Gas-Luftverbund (auch) eine Steigerung der zugeführten Menge Brennstoff zur Folge. Diese erhöhte Menge Brennstoff kann zu Unregelmäßigkeiten beim Zündvorgang führen und ein Sicherheitsrisiko darstellen.The invention is particularly suitable for use in connection with a pneumatic gas-air combination. In the case of a pneumatic gas-air combination, a predetermined volume flow of fuel (combustion gas) can be supplied to a supplied volume flow of combustion air via a pneumatic device, for example a Venturi nozzle. The specified disturbances, such as wind, etc., which lead to an increase in the supplied volume flow of combustion air, would (also) result in an increase in the supplied quantity of fuel in a pneumatic gas-air combination. This increased amount of fuel can lead to irregularities in the ignition process and pose a safety risk.
Die Drosseleinrichtung, häufig auch als Drosselklappe bezeichnet bzw. als solche ausgeführt, kann dazu eingerichtet sein, den für die Gasströmung zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitt zu mindern (und ggf. auch wieder zu vergrößern) und so den (von der Fördereinrichtung) geförderten Volumenstrom auf einen Zündvolumenstrom begrenzen. Bei vollständig geöffneter Drosseleinrichtung kann diese derart eingerichtet sein, dass die Gasströmung nicht beeinflusst (behindert) wird. Insbesondere kann die Drosseleinrichtung motorisch öffen- und schließbar und über ein elektrisches Signal ansteuerbar sein. Somit wird mittels der Drosseleinrichtung ermöglicht, einen von der Fördereinrichtung geförderten Volumenstrom auf einen (vordefinierten, reduzierten) Zündvolumenstrom zu begrenzen und damit die Fördereinrichtung während der Inbetriebnahme des Heizgerätes mit einer höheren (Soll)Leistung zu betreiben.The throttle device, often also referred to as a throttle flap or designed as such, can be set up to reduce the flow cross section available for the gas flow (and possibly also to increase it again) and thus reduce the volume flow delivered (by the delivery device) to a Limit ignition volume flow. When the throttle device is fully open, it can be set up in such a way that the gas flow is not influenced (hindered). In particular, the throttle device can be opened and closed by a motor and can be controlled via an electrical signal. The throttle device thus makes it possible to limit a volume flow conveyed by the conveying device to a (predefined, reduced) ignition volume flow and thus to operate the conveying device with a higher (target) output during the commissioning of the heater.
Die Drosseleinrichtung kann an verschiedenen Positionen im bzw. am Heizgerät angeordnet sein.The throttle device can be arranged at various positions in or on the heater.
Eine Anordnung der Drosseleinrichtung kann beispielsweise im Gemischkanal des Heizgerätes (in Strömungsrichtung vor und/oder hinter der Fördereinrichtung) erfolgen. Hierbei kann Brennstoff (beispielsweise Wasserstoff) die Drosseleinrichtung umströmen. Somit kann die Drosseleinrichtung selbst und ggf. damit verbundene Einrichtungen, wie ein elektrischer Schalter und/oder ein Drucksensor zu deren Überwachung, mit einer erhöhten Sicherheitsanforderung ausgestaltet sein, um ein ungewolltes Austreten von Brennstoff oder Entzünden desselben im Bereich der Drosseleinrichtung zu verhindern. Bei einem pneumatischen Gas-Luftverbund führt die Anordnung der Drosseleinrichtung im Gemischkanal nicht zu einem zusätzlichen Unterdruck am Gasventil (Venturidüse), wodurch praktisch kein Einfluss auf die Gemischzusammensetzung auftreten kann.The throttle device can be arranged, for example, in the mixture channel of the heater (in the direction of flow before and/or behind the delivery device). In this case, fuel (for example hydrogen) can flow around the throttle device. The throttle device itself and any devices connected thereto, such as an electrical switch and/or a pressure sensor for monitoring them, can thus be designed with increased safety requirements in order to prevent fuel from escaping or igniting in the area of the throttle device. In the case of a pneumatic gas-air combination, the arrangement of the throttle device in the mixture channel does not lead to an additional negative pressure at the gas valve (Venturi nozzle), which means that there is practically no influence on the composition of the mixture.
Die Drosseleinrichtung kann einer Zuführung Verbrennungsluft (auch als Luftkanal bezeichnet) zugeordnet sein und/oder dort angeordnet sein, wo kein Kontakt mit Brennstoff erfolgen kann und somit auf erhöhte Sicherheitsanforderungen der Drosseleinrichtung und ggf. damit verbundener Einrichtungen verzichtet werden kann. Ein pneumatischer Gas- Luftverbund kann durch den entstehenden Unterdruck beeinflusst werden und wäre bei der Gaszuführung zu berücksichtigen, beispielsweise durch eine motorische Beeinflussung des Gasventils der pneumatischen Gemischbereitung.The throttle device can be assigned to a combustion air supply (also referred to as an air duct) and/or can be arranged where no contact with fuel can occur and thus increased safety requirements for the throttle device and possibly associated devices can be dispensed with. A pneumatic gas-air connection can be influenced by the negative pressure that occurs and would have to be taken into account when supplying gas, for example by influencing the gas valve of the pneumatic mixture preparation by a motor.
Die Drosseleinrichtung kann im Abgasweg (Abgaskanal oder Abgasanlage) angeordnet sein. Die Drosseleinrichtung und ggf. eine verbundene Einrichtung sind dann den hohen herrschenden Temperaturen der Abgase und auch den korrosiven Bedingungen (ausgelöst durch im Abgas enthaltenes Kondensat) anzupassen. Jedoch wären alle Bauteile im Strömungsweg, die in Strömungsrichtung der Drosseleinrichtung vorgelagert sind, auf einen höheren (durch die Drosseleinrichtung ausgelösten) Druck auszulegen.The throttle device can be arranged in the exhaust path (exhaust duct or exhaust system). The throttle device and possibly a connected device must then be adapted to the high prevailing temperatures of the exhaust gases and also to the corrosive conditions (caused by the condensate contained in the exhaust gas). However, all components in the flow path that are upstream of the throttle device in the direction of flow would be at the same height ren (triggered by the throttle device) to interpret pressure.
Ein Zündvolumenstrom kann dabei einen Volumenstrom Verbrennungsgemisch (Gemisch aus Wasserstoff und Verbrennungsluft) kennzeichnen, der für einen Zündvorgang des Heizgerätes geeignet ist.An ignition volume flow can characterize a volume flow of combustion mixture (mixture of hydrogen and combustion air) that is suitable for an ignition process of the heater.
Es hat sich gezeigt, dass die Einflüsse von Störungen, wie Wind, Verstopfungen im Abgasweg, etc., bei einem Betreiben der Fördereinrichtung mit (deutlich) höherer Leistung verbunden mit einer Drosselung des Volumenstromes auf einen Zündvolumenstrom durch die Drosseleinrichtung, erheblich gemindert werden können. Mit anderen Worten kann so der erforderliche Zündvolumenstrom mit erheblich geringerem Einfluss von Störungen und damit mit erheblich geringeren Toleranzen, bereitgestellt werden.It has been shown that the influence of disturbances, such as wind, blockages in the exhaust gas path, etc., can be significantly reduced when the delivery device is operated at (significantly) higher power combined with a throttling of the volume flow to an ignition volume flow through the throttling device. In other words, the required ignition volume flow can be provided with a significantly lower influence of disturbances and thus with significantly lower tolerances.
Gemäß Schritt a) kann die Fördereinrichtung mit einer (vorgegebenen) Sollleistung in Betrieb genommen werden. Die Sollleistung kann dabei (ohne Einwirkung der Drosseleinrichtung) einen Volumenstrom fördern, der erheblich über dem Zündvolumenstrom liegt. Insbesondere kann die Sollleistung (bei geöffneter Drosseleinrichtung) einen Volumenstrom fördern, der in einem Bereich zwischen dem Zweifachen (2-fachen) bis Sechsfachen (6-fachen) des Zündvolumenstromes liegt.According to step a), the conveyor device can be put into operation with a (specified) target output. In this case, the setpoint power can (without the action of the throttle device) promote a volume flow which is considerably above the ignition volume flow. In particular, the setpoint power (when the throttle device is open) can promote a volume flow that is in a range between twice (2 times) and six times (6 times) the ignition volume flow.
Gemäß Schritt b) kann die Drosseleinrichtung in eine (vordefinierte) Zündposition gefahren bzw. bewegt und/oder verstellt werden. Die Zündposition kann dabei eine Öffnungsweite der Drosseleinrichtung kennzeichnen, die bei einem Betreiben der Fördereinrichtung mit Sollleistung den geförderten Volumenstrom auf den Zündvolumenstrom reduziert.According to step b), the throttle device can be driven or moved and/or adjusted into a (predefined) ignition position. The ignition position can characterize an opening width of the throttle device, which reduces the delivered volume flow to the ignition volume flow when the delivery device is operated with the target output.
Gemäß Schritt c) kann der Brenner gezündet werden. Hierfür kann eine Zündeinrichtung des Heizgerätes in Betrieb genommen werden. Der Schritt c) sollte dabei zeitlich abgestimmt auf die Durchführung der Schritte a) und b) erfolgen, um einen sicheren Zündvorgang zu gewährleisten.According to step c), the burner can be ignited. An ignition device of the heater can be put into operation for this purpose. Step c) should be coordinated with the execution of steps a) and b) in order to ensure a reliable ignition process.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann bei oder im Anschluss an die Durchführung des Schrittes c) mittels einer Flammenüberwachung das Entstehen einer Flamme und damit der Erfolg des Zündvorganges überprüft/ überwacht werden. Die Flammenüberwachung kann dabei beispielsweise einen UV-Sensor (Sensor zur Detektion von ultravioletter Strahlung), umfassen, der die von einer (Wasserstoff-)Flamme emittierte UV-Strahlung erfassen kann.According to an advantageous embodiment, the emergence of a flame and thus the success of the ignition process can be checked/monitored by means of a flame monitor during or after the implementation of step c). The flame monitor can include, for example, a UV sensor (sensor for detecting ultraviolet radiation), which can detect the UV radiation emitted by a (hydrogen) flame.
Gemäß Schritt d) kann die Drosseleinrichtung nun (vollständig) geöffnet werden und das Heizgerät entsprechend der Wärmeanforderung (in einem Normalbetrieb) betrieben werden.According to step d), the throttle device can now be opened (completely) and the heater can be operated according to the heat requirement (in normal operation).
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann im Rahmen der Durchführung des Schrittes b) die die Funktion der Drosseleinrichtung überprüft werden, insbesondere ob die Zündposition von der Drosseleinrichtung korrekt angefahren wurde. Dies kann beispielsweise durch einen Positionierungsschalter erfolgen, der die Öffnungsposition der Drosseleinrichtung überwacht und/ oder beim Erreichen der Zündposition einen elektrischen Kontakt herstellt (oder öffnet). Alternativ oder kumulativ könnte auch ein Erfassen eines Druckabfalls erfolgen, beispielsweise durch entsprechend angeordnete Drucksensoren. Nicht zuletzt kann auch mittels einer Einrichtung zur Erfassung eines Volumenstromes der sich einstellende Zündvolumenstrom geprüft/ überwacht werden.According to a further advantageous embodiment, the function of the throttle device can be checked as part of the implementation of step b), in particular whether the ignition position has been correctly approached by the throttle device. This can be done, for example, by a positioning switch that monitors the opening position of the throttle device and/or makes (or opens) an electrical contact when the ignition position is reached. Alternatively or cumulatively, a pressure drop could also be detected, for example by appropriately arranged pressure sensors. Last but not least, the ignition volume flow that occurs can also be checked/monitored by means of a device for detecting a volume flow.
Nach einem weiteren Aspekt 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 bzw. einem Regel- und Steuergerät für ein Heizgerät veranlasst, dass ein hier vorgeschlagenes Verfahren ausgeführt wird.According to a further 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 or a regulation and control device for a heating device, cause a method proposed here to be carried out.
Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.According to a further aspect, a machine-readable storage medium is also proposed, on which the computer program is stored. 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 vorgeschlagenen Verfahrens. Das Regel- und Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen, und/ oder über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das auf einem Speicher (des Regel- und Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen. In vorteilhafter Weise können auf dem Speicher des Regel- und Steuergeräts auch Betriebsdaten und Referenzwerte (beispielsweise ein Zündvolumenstrom und/ oder eine Sollleistung) zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens hinterlegt werden oder sein.According to a further aspect, a regulating and control unit for a heating device is also proposed, set up to carry out a method proposed here. For this purpose, the regulating and control device can have a processor, for example, and/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 device). Advantageously, operating data and reference values (for example an ignition volume flow and/or a setpoint power) for carrying out a method presented here can also be stored in the memory of the regulation and control unit.
Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Heizgerät vorgeschlagen, aufweisend ein hier vorgeschlagenes Regel- und Steuergerät. Bei dem Heizgerät handelt sich insbesondere um ein Gasheizgerät insbesondere um ein wasserstoffbetriebenes Gasheizgerät. Das Gasheizgerät kann einen Brenner und eine Fördereinrichtung aufweisen, mit der ein Gemisch aus Verbrennungsgas (Wasserstoff) und Verbrennungsluft der Brenner zugeführt werden kann.According to a further aspect, a heater is also proposed, having a regulation and control device proposed here. The heater is in particular a gas heater, in particular a hydrogen-powered gas heater. The gas heater may have a burner and a conveyor with which a mixture of combustion gas (hydrogen) and combustion air can be supplied to the burner.
Nach einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung einer Drosseleinrichtung zur Inbetriebnahme eines Heizgerätes vorgeschlagen. Insbesondere kann die Drosseleinrichtung dazu verwendet werden, einen von einer Fördereinrichtung geförderten Volumenstrom auf einen Zündvolumenstrom zu mindern.According to a further aspect, the use of a throttle device for starting up a heating device is proposed. In particular, the throttle device can be used to reduce a volume flow delivered by a delivery device to an ignition volume flow.
Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Computerprogramm, dem Regel- und Steuergerät, dem Heizgerät und/oder der Verwendung auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.The details, features and advantageous configurations discussed in connection with the method can accordingly also occur in the computer program presented here, the regulation and control device, the heating device and/or the use and vice versa. In this respect, full reference is made to the statements there for a more detailed characterization of the features.
Hier wird somit eine Anordnung von einem Brenner und einem UV-Sensor, eine Brennkammer und ein Heizgerät angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen die Anordnung von einem Brenner und einem UV-Sensor, die Brennkammer und das Heizgerät zumindest dazu bei, eine sichere Flammenüberwachung eines Brenners eines Heizgerätes für den gesamten Modulationsbereich mit nur einem UV-Sensor zu ermöglichen.An arrangement of a burner and a UV sensor, a combustion chamber and a heating device is thus specified here, which at least partially solves the problems described with reference to the prior art. In particular, the arrangement of a burner and a UV sensor, the combustion chamber and the heater at least contribute to enabling reliable flame monitoring of a burner of a heater for the entire modulation range with just one UV sensor.
Zudem kann die Erfindung besonders einfach umgesetzt werden, da lediglich eine Drosseleinrichtung gegenüber einem Heizgerät bzw. Brenner nach dem Stand der Technik vorzusehen ist.In addition, the invention can be implemented in a particularly simple manner since only one throttle device has to be provided in comparison to a heating device or burner according to the prior art.
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 : Parameterverläufe, die sich bei Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens einstellen können, und -
3 : ein hier vorgeschlagenes Heizgerät.
-
1 : a sequence of a method proposed here, -
2 : Parameter curves that can occur when carrying out a method proposed here, and -
3 : a heater proposed here.
Ein Regel- und Steuergerät 7 kann zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens eingerichtet sein. Hierzu kann das Regel- und Steuergerät 7 mit der Fördereinrichtung 2, der Drosseleinrichtung 6, dem Gasventil 5 und dem UV-Sensor 13 elektrisch verbunden sein.A regulation and control unit 7 can be set up to carry out a method presented here. For this purpose, the regulation and control device 7 can be electrically connected to the
In Block 110 kann gemäß Schritt a) eine Inbetriebnahme der Fördereinrichtung 2 mit einer Sollleistung erfolgen. Die Sollleistung kann dabei (bei geöffneter Drosseleinrichtung 6) einen Volumenstrom fördern, der erheblich über einem, für einen Zündvorgang geeigneten, Zündvolumenstrom liegt.In
In Block 120 kann gemäß Schritt b) die Drosseleinrichtung 6 auf eine Zündposition gefahren werden. Dabei kann sie den Strömungsquerschnitt des Gemischkanals 16 mindern, und so den durchströmenden Volumenstrom auf einen Zündvolumenstrom einstellen. Optional könnte in Block 120 das Erreichen der Zündposition durch einen Positionierungsschalter, anhand eines Druckabfalls an der Drosseleinrichtung 6 (beispielsweise durch Drucksensoren) und/oder anhand eines Durchflusssensors geprüft bzw. bewertet werden.In
In Block 130 kann gemäße Schritt c) ein Zünden des Brenners 3 erfolgen. Hierfür kann eine Zündeinrichtung in Betrieb genommen werden, die das aus dem Brenner 3 austretende Gasgemisch entzünden kann.In
In Block 140 kann gemäß Schritt d) die Drosseleinrichtung 6 (vollständig) geöffnet werden und das Heizgerät 1 in einen Normalbetrieb übergehen.In
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann während der Durchführung des Schrittes c) (Block 130) mittels des UV-Sensors 13 das Vorhandensein einer Flamme überwacht werden.
Ein Druckverlust 11 der Anlage (Gesamtheit von Heizgerät 1 und Abgasanlage 10) mit geöffneter oder ohne Drosseleinrichtung 6 kann einem Einfluss von Störfaktoren 12 unterliegen. Ein Druckverlust 15 kann sich für die Anlage bei geschlossener Drosseleinrichtung 6 mit einem Einfluss von Störfaktoren 20 einstellen. Ein Einfluss von Störfaktoren 12, 20 kann beispielsweise in der Einwirkung eines Windstoßes im Bereich der Austrittsöffnung der Abgasanlage 10 bestehen, wobei der Einfluss von Störfaktoren 12 bei geöffneter Drosseleinrichtung 6 und der Einfluss von Störfaktoren 20 bei geschlossener Drosseleinrichtung 6 gleich sein kann.A
Eine Druckverlustkurve 19 der Fördereinrichtung 2 kann bei geöffneter Drosseleinrichtung 6 einen Zündvolumenstrom 21 bereitstellen. Eine Druckverlustkurve 14 der Fördereinrichtung 2 kann bei geschlossener Drosseleinrichtung 6 einen Zündvolumenstrom 21 bereitstellen, wobei die Leistung der Fördereinrichtung 2 bei der Druckverlustkurve 14 deutlich höher sein kann, um den erhöhten Druckverlust 15 (der Anlage) bei geschlossener Drosseleinrichtung 6 auszugleichen und den gleichen Zündvolumenstrom 21 wie bei einer geöffneten Drosseleinrichtung 6 (Druckverlustkurve 19 in Verbindung mit Druckverlust 11 der Anlage) bereitzustellen. Der Einfluss der Störfaktoren 20 resultiert bei geschlossener Drosseleinrichtung 6 in einem erheblich geringeren Toleranzbereich 17 des Zündvolumenstromes 21 gegenüber einem Toleranzbereich 18 (des Zündvolumenstromes 21) bei geöffneter Drosseleinrichtung 6.A
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Heizgerätheater
- 22
- Fördereinrichtungconveyor
- 33
- Brennerburner
- 44
- Zuführung Verbrennungsluftsupply of combustion air
- 55
- Gasventilgas valve
- 66
- Drosseleinrichtungthrottle device
- 77
- Regel- und Steuergerätregulation and control unit
- 88th
- Brennkammercombustion chamber
- 99
- Abgaskanalexhaust duct
- 1010
- Abgasanlageexhaust system
- 1111
- Druckverlustpressure drop
- 1212
- Einfluss StörfaktorenInfluence of disruptive factors
- 1313
- UV-SensorUV sensor
- 1414
- Druckverlustkurve FördereinrichtungPressure drop curve conveyor
- 1515
- Druckverlustpressure drop
- 1616
- Gemischkanalmixture channel
- 1717
- Toleranzbereichtolerance range
- 1818
- Toleranzbereichtolerance range
- 1919
- Druckverlustkurve FördereinrichtungPressure drop curve conveyor
- 2020
- Einfluss StörfaktorenInfluence of disruptive factors
- 2121
- Zündvolumenstromignition flow rate
Claims (11)
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DE102022102753.8A DE102022102753A1 (en) | 2022-02-07 | 2022-02-07 | Procedure for starting up a heater, computer program, regulation and control unit, heater and use of a throttle device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022102753.8A DE102022102753A1 (en) | 2022-02-07 | 2022-02-07 | Procedure for starting up a heater, computer program, regulation and control unit, heater and use of a throttle device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102022102753A1 true DE102022102753A1 (en) | 2023-08-10 |
Family
ID=87312633
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102022102753.8A Pending DE102022102753A1 (en) | 2022-02-07 | 2022-02-07 | Procedure for starting up a heater, computer program, regulation and control unit, heater and use of a throttle device |
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4000446A1 (en) | 1990-01-09 | 1991-07-11 | Siemens Ag | FITTING FOR CONNECTING AT LEAST ONE HYBRID BURNER WITH DEVICES FOR DELIVERING A FLUIDIC FUEL |
WO2000014451A1 (en) | 1998-09-10 | 2000-03-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for operating a burner and burner arrangement |
DE10006600A1 (en) | 2000-02-15 | 2001-08-23 | Schwarz Hans Jochen | Gas valve and burner control for gas burners |
DE10135117A1 (en) | 2001-07-19 | 2003-02-20 | Heatec Thermotechnik Gmbh | Valve insert and valve for gas appliances |
DE202013105011U1 (en) | 2013-11-07 | 2014-01-15 | Karl Dungs Gmbh & Co. Kg | Shutter with stop |
-
2022
- 2022-02-07 DE DE102022102753.8A patent/DE102022102753A1/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4000446A1 (en) | 1990-01-09 | 1991-07-11 | Siemens Ag | FITTING FOR CONNECTING AT LEAST ONE HYBRID BURNER WITH DEVICES FOR DELIVERING A FLUIDIC FUEL |
WO2000014451A1 (en) | 1998-09-10 | 2000-03-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for operating a burner and burner arrangement |
DE10006600A1 (en) | 2000-02-15 | 2001-08-23 | Schwarz Hans Jochen | Gas valve and burner control for gas burners |
DE10135117A1 (en) | 2001-07-19 | 2003-02-20 | Heatec Thermotechnik Gmbh | Valve insert and valve for gas appliances |
DE202013105011U1 (en) | 2013-11-07 | 2014-01-15 | Karl Dungs Gmbh & Co. Kg | Shutter with stop |
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