DE19639992A1 - Verfahren zum Steuern des Gasdurchsatzes - Google Patents
Verfahren zum Steuern des GasdurchsatzesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei bekannten derartigen Verfahren erfolgt die Regelung des Durchsatzes in einer Gasar
matur lediglich in Abhängigkeit vom Gasdruck und von der Gastemperatur.
Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß eine allenfalls unterschiedliche Gasqualität nicht
berücksichtigt wird und das Heizgerät auf die jeweils zur Verfügung stehende Gasqualität
eingestellt werden muß.
Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs er
wähnten Art vorzuschlagen, bei dem ein Heizgerät problemlos mit unterschiedlichen Gas
qualitäten versorgt werden kann.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist es möglich, ein Heizgerät werkmäßig einzustel
len. Die Anpassung an die jeweils vorhandene Gasqualität kann dann bei der Inbetrieb
nahme am Montageort erfolgen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Heizgerät zur Durchführung des erfindungsgemä
ßen Verfahrens vorzuschlagen.
Bei bekannten Heizgeräten gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 2 ist es erforderlich,
die Brenner auf eine bestimmte Gasqualität einzustellen. Eine Anpassung der Regelung der
Gas- und Luftzufuhr zum Brenner erfolgt dann nur in Abhängigkeit vom Gasdruck und von
der Temperatur des Gases.
Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß solche Heizgeräte für jeden Gasversorgungsbe
reich, in dem sie aufgestellt werden sollen, separat eingestellt werden müssen, was mit ei
nem erheblichen Aufwand verbunden ist.
Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und ein Heizgerät der eingangs er
wähnten Art vorzuschlagen, bei dem eine separate Anpassung an unterschiedliche Gas
qualitäten nicht mehr erforderlich ist.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Heizgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 2
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist sichergestellt, daß nach einer einmaligen Ein
stellung das Heizgerät mit jedem Gas versorgt werden kann. Die erforderliche Änderung der
Gas- und Luftzufuhr erfolgt in Abhängigkeit von der vom Gasanalysesensor erfaßten Gas
qualität und der Temperatur des zuströmenden Gases und dessen Druckes. Dadurch kann
auch mit unterschiedlichen Gasqualitäten die vorgesehene Leistung des Brenners eingehal
ten werden.
Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil einer in konstruktiver Hinsicht
sehr einfachen Lösung, die eine Anpassung des Heizgerätes an unterschiedliche Gasquali
täten ermöglicht.
Dabei ergibt sich durch die Merkmale des Anspruches 4 der Vorteil einer sehr einfachen und
feinfühligen Verstellung der variablen Düse.
Durch die Merkmale des Anspruches 5 ist es möglich, den Brenner auch bei sehr stark
wechselnden Bedingungen mit einem optimalen Gemisch zu versorgen.
Die Merkmale des Anspruches 6 ermöglichen es, entsprechende Kennwerte für verschie
dene Gasqualitäten in die zugeordneten Speicherplätze einzuschreiben und durch einen
Vergleich mit den ermittelten Werten die jeweilige Gasqualität zu erkennen.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Umlauf-Wasserheizer,
Fig. 2 ein Blockschaltbild des Wasserheizers nach der Fig. 1 und
Fig. 3 schematisch einen Prüfstand.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Figuren gleiche Einzelheiten.
Ein Umlauf-Wasserheizer 50 nach der Fig. 1 weist ein Gehäuse 51 auf, in dessen Innerem
52 ein Wärmetauscher 53 angeordnet ist. Dieser Wärmetauscher 53 ist von einem Gebläse
brenner 54 beheizt, der über eine Gasleitung 55 mit Gas versorgbar ist, wobei in ihr ein Ste
tigmagnetventil 56 angeordnet ist. Dieses Stetigmagnetventil weist einen piezoelektrischen
Antrieb auf, der von einer Gasarmatur 48 angesteuert ist. Die Gasarmatur 48 ihrerseits wird
über eine Stelleitung 58 vom Mikroprozessor angeregt.
An den Wärmetauscher 53 ist eine mit einer Umwälzpumpe 59 versehene Rücklaufleitung
60 angeschlossen, weiterhin ist an ihn eine mit einem Temperaturfühler 61 versehene Vor
laufleitung 62 angeschlossen. Vor- und Rücklaufleitung 60 und 62 sind über ein Heizkörper
system 63 miteinander verbunden, das mindestens einen Raum 64 eines zu beheizenden
Hauses erwärmt. In den Innenraum 52 wird Luft über eine Zuluftleitung 65 unter Zuhilfe
nahme eines Gebläses 66 eingeblasen. Das Gebläse 66 wird von einem Elektromotor 67
angetrieben, dessen Leistung über eine Stelleitung 68 von dem Mikroprozessorregler 41
gesteuert ist. Auf dem Mikroprozessorregler 41 ist ein Soll-Wert-Geber 69 über eine Leitung
70 angeschlossen, wobei dieser Soll-Wert-Geber 69 durch einen Außentemperaturfühler
gebildet sein kann, der einen Soll-Wert nach Art einer Heizkurve vorgibt. Eine weitere Stel
leitung 71 wirkt auf einen Antriebsmotor 72 der Umwälzpumpe 59 ein. Diese ist in Abhän
gigkeit des vom Umlauf-Wasserheizer 50 aufzubringenden Wärmeflusses drehzahlgesteu
ert.
Die vom Brenner erzeugten Abgase durchsetzen eine Brennkammer 73, streichen durch den
Wärmetauscher 53 und gelangen in eine Abgassammelkammer 74, aus der sie über einen
Abgasstutzen 75 in eine freie Atmosphäre entweichen. Es ist sowohl möglich, Brenner 54
und Wärmetauscher 53 so auszulegen, daß es sich um ein rein kondensierendes Gerät
handelt. Es wäre auch möglich, den Brenner 54 als Sturzbrenner zu konzipieren und dann
oberhalb des Wärmetauschers 53 anzuordnen. Der Lufteinlaß 65 mit dem Gebläse 66
müßte dann oberhalb des Brenners angeordnet sein, der Abgasauslaß 75 dann an der Un
terseite, dann würde es sich um ein kondensierendes Gerät handeln.
Das Gehäuse 51 schließt eine Unterdruckkammer 30 ein, wobei das Gebläse 66 aus der
Unterdruckkammer über den Einlaßstutzen 65 entnimmt und in den Brenner 54 drückt. Die
Gasarmatur 48 weist einen Gaseinlaß 1 auf, dem unmittelbar nachgeschaltet ein Gasfilter 2
nachgeordnet ist. Auf den Gasfilter 2 folgt ein Temperaturfühler 3, der die Temperatur des in
dem Gasanschluß strömenden Gases ermittelt und den Ist-Wert dieser Temperatur über
einen Leitungsarm 4 an einen Steckanschluß 5 liefert. Den Druck an dieser Stelle führt ein
Drucktransmitter 6 ab, der über eine Leitung 7 an den Innenraum des Gasanschlusses 2
angeschlossen ist. Dieser Drucktransmitter 6 besteht aus einem Gehäuse 8, in dessen In
nenraum 9 zwei Membranen 10 und 11 angeordnet sind. Diese Membranen 10, 11 wirken
über Distanzstücke 12 und 13 auf einen Hebel 14 ein, der mit einer Elektronik 15 verbunden
ist, die auf ihren Ausgangsleitungen 16 ein Spannungssignal abgibt, das mit der Lage des
Hebels 14 proportional variabel ist. Die Ausgangsleitungen 16 münden in eine Steckverbin
dung 17. In die der Leitung 7 abgewandten Kammer 18 führt eine Leitung 19, die stromab
einer Blende 20 wieder zurück an die Gasleitung 21 sich vom Gaseinlaß 1 durch die ge
samte Gasarmatur 48 fortsetzt.
Stromab des Temperaturfühlers 3 beziehungsweise der Leitung 7 ist ein erstes Magnetventil
22 in der Leitung 21 angeordnet, das von einer Stellstange 23 betätigbar ist und von einem
Elektromagneten 24 auch in die Auf- oder Geschlossenstellung steuerbar ist. Der Elektro
magnet 24 wird über ein Leitungspaar 25 vom Mikroprozessorregler 21 angesteuert. Zwi
schen Magnetventil 22 und der Blende 20 geht eine Leitung 26 von der Gasleitung 21 ab,
die zu einem Gasanalysesensor 27 führt. Dieser Gasanalysesensor ist in der Lage qualitativ
festzustellen, aus welchen Gasen das in der Leitung 21 strömende Gas besteht. Weiterhin
kann er auch quantitiv feststellen, wie hoch der Anteil der jeweiligen Gase ist. Dies ist wich
tig, weil damit der Heizwert des Gases bestimmt werden kann. Die Leitung 26 ist mit dem
Gasanalysesensor über einen Filter 28 verbunden, auf dessen der Leitung 26 abgewandten
Seite eine weitere Leitung 29 mündet, die mit der Atmosphäre verbunden ist und in der sich
eine Engstelle 30 befindet.
Stromab der Einmündung 19 ist in der Gasleitung 21 ein zweites Magnetventil 31 angeord
net, das mit einer Stellstange 32 versehen ist und von einem Elektromagneten 33 über
Stelleitungen 34 ansteuerbar ist, wobei auch dieser Elektromagnet 33 das Ventil 31 entwe
der voll öffnend oder schließend hält.
Die Leitungen 34 sind über eine Steckverbindung mit dem Mikroprozessorregler 41 verbun
den.
Stromab des zweiten Magnetventiles 31 ist ein Gasdruckregler 35 in der Leitung mit seinem
Stellglied angeordnet, dessen Antrieb 36 über eine Stellstange 37 auf den nicht dargestell
ten Ventilkörper des Gasdruckreglers 35 wirkt. Es handelt sich bei diesem Druckregler um
einen Membrandruckregler, der mit einem Servoantrieb 38 verbunden ist, der zwei Membra
nen 39 und 40 sowie eine Rückstellfeder 41 enthält. Von den beiden Membranen 39 und 40
wird ein Differenzdruck gebildet, der über eine Stellstange 42 auf die eigentliche Steu
ermembran des Gasdruckreglers 35 wirkt. Ein zwischen den Membranen 39 und 40 liegen
der Raum 43 ist über eine Leitung 44, in der ein von Hand zu öffnendes Ventil 45 angeord
net ist, mit der Atmosphäre verbunden. Die Gasleitung 21 setzt sich stromab des Gasdruck
reglers 35 fort und führt zu einer in ihrem Querschnitt variablen Gasdüse 47.
Diese ist über eine Stellstange 80 von einem Stellmotor 81 angetrieben, der entweder als
Piezo-Stellantrieb oder als elektromagnetischer Antrieb oder als Schrittmotor ausgebildet ist,
wobei im letzteren Falle dann ein Drehwinkel-Linearumsetzer vorgesehen sein muß. Der
Motor wird jedenfalls über ein Leitungsbündel 82 angesteuert, das mit einem Stecker 83
versehen ist, der seinerseits mit einem Mikroprozessorregler 40 verbunden ist. Die sich auch
stromab der variablen Gasdüse 47 fortsetzende Gasleitung 21 ist stromab der Gasdüse mit
einer Meßleitung 84 versehen, die über ein Ventil 85 mit der Atmosphäre verbunden ist.
Auch stromauf der variablen Gasdüse ist eine solche Meßleitung 86 vorgesehen, die glei
chermaßen über ein Ventil 87 von Hand gesteuert mit der Atmosphäre oder einer Meßarma
tur verbindbar ist. Stromab der Meßleitung 84 ist ein Temperaturfühler 88 vorgesehen, der in
das Innere der Gasleitung 21 hineinragt und die Temperatur des Gases stromab den beiden
Ventilen 22 und 31 und den beiden Drosselquerschnitten 35 und 47 führt. Dieser Tempera
turfühler 88 ist über ein Leitungspaar 89 mit einem Stecker 90 verbunden, der seinerseits mit
dem zweiten Mikroprozessorregler 91 verbunden ist.
Stromab dieses Temperaturfühlers 88 mündet die Gasleitung 21 in den Ansaugstutzen des
Gebläses 66. Die Gasleitung durchtritt hierbei die Unterdruckkammer 30. Zwischen der
Gasleitung und einer sie konzentrisch umgebenden weiteren Leitung 92 ist ein Ringspalt 93
ausgebildet, der als Druckmeßleitung dient und über eine Leitung 94 zu einer Verzweigung
95 führt. Von der Verzweigung 95 führt eine weitere Leitung 96 zu dem Raum 43. Die ab
zweigende Leitung 97 führt zu einem weiteren Drucktransmitter 98, der einen Innenraum 99
aufweist, der von einer Membran 100 unterteilt ist. Die Leitung 97 ist mit dem Teil des Innen
raumes 99 verbunden, der auf der einen Seite der Membran 100 liegt, der abgewandte
Raum ist über eine Leitung 101 an einer Leitungsverzweigung 102 angeschlossen, die über
eine Leitung 103 mit dem Servoantrieb verbunden ist. Die Leitungsverzweigung 95 kann
über ein Ventil 104 entlüftet werden, an die Leitungsverzweigung 102 ist eine weitere Lei
tung 105 angeschlossen, die den Druck innerhalb der Unterdruckkammer 30 mißt und auf
den Servoantrieb des Druckreglers 35 wirkt. Die Membran 100 überträgt ihre Stellung über
einen Abstandshalter 106 auf einen Hebel 107, der mit einer Auswerteelektronik 108 ver
bunden ist, die über die Leitung 109 mit einem Stecker 110 verbunden ist, der seinerseits
über ein Leitungsbündel 111 mit dem Mikroprozessorregler 41 verbunden ist. Abzweigende
Leitungen 112 verbinden beide Mikroprozessorregler.
Das ausströmseitige Ende 113 in der Gasleitung ragt in den Luftansaugstutzen 65 des Ge
bläses 66 hinein, und über den zwischen beiden vorhandenen Ringspalt 114 wird die Luft für
das Gebläse aus der Unterdruckkammer 30 angesaugt. Im Bereich des einströmseitigen
Endes 115 des Luftansaugstutzens 65 ist ein Temperaturfühler 116 angeordnet, der die
Temperatur der in den Stutzen 65 einströmenden Luft mißt. Dieser Temperaturfühler 116 ist
über eine Leitung mit dem Mikroprozessorregler 91 verbunden. Der Gasanalysesensor 27 ist
über eine Leitung und eine Steckverbindung 118 und weitere Leitungen 119 mit dem Mikro
prozessorregler 91 verbunden. Dieser Mikroprozessorregler 91 weist eine Reihe von Spei
cherplätzen auf, von denen der Speicherplatz 120 für die Geräteleistung verwendet wird und
der Speicherplatz 121 für den KV-Wert der variablen Gasdüse 47.
Die Fig. 3 stellt einen Prüfstand dar. Dieser Prüfstand 123 weist den Umlauf-Wasserheizer
50 mitsamt der Gasarmatur 48 auf, wobei das eine Gebläse 124 über eine Verteilleitung 125
sowohl in den Gaseinlaß 1 Luft fördert wie auch in eine Bypass-Strecke 126, in der pneuma
tisch in Serie ein Magnetventil 127 mit seinem Antrieb 128 und einer Differenzdüse 129 lie
gen. Das Ausströmende 130 der Bypassleitung 26 ist mit der Atmosphäre verbunden, ge
nauso wie der Auslaß 113 der Gasarmatur 48.
Es wird im folgenden für die Funktion davon ausgegangen, daß das Gerät lediglich montiert
ist.
Das montierte Gerät gelangt dann auf einen Prüfstand, wobei der Gaseinlaß 1 für diese er
ste Messung auf den Prüfstand mit der Atmosphäre verbunden ist. Auf dem Prüfstand wer
den sodann die Ventile 85 und 87 geöffnet. Die restlichen Ventile sind geschlossen. Die Ma
gnetventile 22 und 31 sind geschlossen, die variablen Drosselstellen 35 und 47 befinden
sich in einer irgendwie gelagerten Drosselstellung.
Von der Montage des Umlauf-Wasserheizers 50 wird als bekannt vorausgesetzt, daß dieser
Umlauf-Wasserheizer eine bestimmte Leistung erzeugen soll, beispielsweise 10 kW. Zu die
ser Leistung gehört ein bestimmter Gas- und Luftdurchsatz zur vollständigen Verbrennung
des Gas-Luft-Gemisches und zu seiner Umsetzung in die gewünschte Leistung. Somit wird
die Referenzdüse 129 für diese gewünschte Leistung als für 10 kW ausgewählt. Bei der jetzt
zu schildernden Prüfung mit Luft muß aber darauf geachtet werden, daß bei geöffnetem
Magnetventil 22 und 31 in der Gasarmatur 48 sowohl durch die Referenzdüse 129 wie auch
durch die Gasarmatur Luft fließt. Die Luftströmung beider zusammen müssen dem Wert
entsprechen, der sich bei bekanntem Brenngas ergeben würde, um die Leistung von 10 kW
zu erzielen. Der Luftstrom ist also größer.
Zur Einstellung der Gasarmatur werden nunmehr die Ventile 22 und 31 geöffnet, da die Öff
nungsquerschnitte, insbesondere der variablen Gasdüse 47, nicht bekannt sind, stellt sich
eine beliebige Luftabströmverteilung auf den Leitungen 1 beziehungsweise 126 ein. Nun
mehr wird der Motor 81 betätigt und die variable Gasdüse 47 so eingestellt, daß über die
Abströmenden 113 beziehungsweise 130 der gleiche Luftdurchsatz strömt. Damit sind die
Brücken sowohl in der Referenzdüse 129 wie auch in der gesamten Gasarmatur 48 gleich.
Damit steht die variable Gasdüse 47 in ihrer Voreinstellung, die gleichzeitig der Stellung für
maximale Leistung entspricht. Der vorgesehene Luftwert entspricht gleichzeitig dem maxi
malen Öffnungsquerschnitt für das Prüfgas G 20, das Methan entspricht, und zwar in tech
nisch möglicher Reinheit. Somit wird die Geräteleistung von 10 kW bei der Speisung des
Gerätes mit Methan über die beschriebene Stellung der variablen Gasfühler 47 so erreicht.
Die Stellung der variablen Gasdüse 47 ist nunmehr als typische Geräteleistung im Spei
cherplatz 120 abgespeichert. Gleichzeitig ist es möglich, durch Abfühlen der an den Leitun
gen 86 und 84 anstehenden Druckwerte den KV-Wert der variablen Gasdüse auf den Spei
cherplatz 121 zu hinterlegen.
Nunmehr wird der Gasanschluß 1 vom Gebläse 124 weggenommen und an eine Gasquelle
gelegt. Dieser Gasquelle kann ein Brenngas im Grunde beliebiger Zusammensetzung ent
nommen werden. In der Regel wird es sich um Erdgas handeln, dessen genaue Zusammen
setzung und dessen Heizwert sowie dessen Vordruck nicht bekannt sind. Bei dem geschlos
senen Magnetventil 22 steht der Gaseinlaß 1 über die Leitung 7 mit dem ersten Druck
transmitter 6 in Verbindung. Unter Wirkung des Vordrucks wird die Membran 11 nach unten
ausgelenkt, verschwenkt den Hebel 14 und liefert über die Elektronik 15 an den Mikropro
zessorregler 91 ein Signal entsprechend dem herrschenden Gasvordruck, das auf dem
Speicherplatz 122 gespeichert wird. Gleichzeitig kann die Temperatur des einströmenden
Gases über den Temperaturfühler 3 gemessen werden. Diese wird über die elektrischen
Leitungen 4 beziehungsweise den Stecker 5 demselben Mikroprozessorregler 91 mitgeteilt.
Dann wird auf dem Prüfstand das erste Magnetventil 22 geöffnet, um mit Gas über die Lei
tungen 26 zum Gasanalysesensor 27 nach Passieren des Filters 128 zu gelangen. Das Gas
wird von diesem Sensor nach seiner qualitativen und quantitativen Zusammensetzung be
stimmt. Die entsprechenden Werte werden über die Leitung 119 dem Mikroprozessorregler
91 zugeführt, wobei der Gasanalysesensor 27 einen Speicher 131 enthält, um die gemes
senen Ist-Werte des Gases mit abgelegten Soll-Werten zu vergleichen und die Information
herauszugeben, daß es sich um Gas einer festgelegten Qualität handelt. Hierbei handelt es
sich um Erdgas nach der Art von G 25, 21 und dergleichen. Das sind typische Gase in zur
Verfügung stehenden Erdgasnetzen oder Unternetzen, mit denen Gasgeräte üblicherweise
gespeist werden und die von Landschaft zu Landschaft unterschiedlich sind. Auch in den
einzelnen Staaten der europäischen Gemeinschaften pflegen diese Erdgaswerte unter
schiedlich zu sein. Damit liegt der Heizwert des Gases fest, mit dem Brenner und Wärme
tauscher gespeist werden. Damit liegt aber auch der Gasdurchsatz fest, der zur Erzielung
der gewünschten Geräteleistung, hier 10 kW, durchgelassen werden muß.
Weil, wie eingangs beschrieben, ursprünglich bei der ersten Prüfung auf dem Prüfstand auf
einen KV-Wert für das Prüfgas G 20 der Öffnungsquerschnitt der variablen Gasdüse 47
festgelegt wurde, muß nun dieser Öffnungsquerschnitt zur Erzielung der gleichen Leistung
je nach dem Ist-Wert des zur Anwendung kommenden Gases korrigiert werden. Dies tut der
Mikroprozessorrechner 91, indem der Motor 81 und damit der Öffnungsgrad der variablen
Gasdüse auf den Ist-Wert des Gases korrigiert werden.
Nunmehr wird in einem weiteren Prüfschrift das Magnetventil 31 geöffnet. Damit entsteht an
der Blende 20 ein Differenzdruck, und der Druckwert stromab der Drosselstelle 21 wird über
die Leitung 19 dem Drucktransmitter 6 mitgeteilt. Hiermit wird eine Zurückbeaufschlagung
des Hebels 14 bewirkt, weil in der Kammer 18 ein Gegendruck aufgebaut wird. Über den
Vordruck, vor der Drosselstelle 20 gemessen, abgeführt über die Leitung 7, und den Druck
stromab dieser Drosselstelle 21, abgeführt über die Leitung 19, ist es möglich, in dem
Drucktransmitter 6 nach dem Wirkdruckverfahren den Ist-Wert des durchströmenden Gas
durchsatzes zu ermitteln und dem Mikroprozessorregler 91 mitzuteilen.
Da im Schritt vorher der eingestellte Wert der variablen Gasdüse korrigiert wurde und ei
gentlich stimmen müßte, müßte sich ein Wirkdruckwert am Drucktransmitter 6 ergeben, der
diesem voreingestellten Druck entspricht. Ist dies nicht der Fall, wird der KV-Wert der varia
blen Gasdüse 47 erneut korrigiert.
Zugleich mit diesem Vorgang wird die Temperatur ausströmseitig der Gasarmatur durch den
Temperaturfühler 88 gemessen und auf den Mikroprozessorregler 91 gegeben. Da die
Temperatur zuflußseitig der Gasarmatur durch den Temperaturfühler 3 gemessen ist, kann
aus der Differenz bei der Temperatur eine weitere Korrektur der Grundeinstellung der varia
blen Gasdüse 47 vorgenommen werden. Allein die Widerstände im Zuge der gesamten
Gasleitung 21 wie auch die Erwärmung des Innenraumes der Gasarmatur schon über die
Erregerspulen 24 und 33 der Magnetventile bewirken eine Aufheizung des Gasstromes.
Diese Aufheizung des Gasstromes bewirkt eine Verminderung des Durchsatzes und damit
eine Leistungsverminderung sowohl auf dem Prüfstand wie auch später im Betrieb.
Damit ist die Einstellung des Gerätes für die gewünschte Nenn- oder Maximalleistung been
det.
Das Gerät kann mit dieser Einstellung ausgeliefert werden und kommt in irgendein Land und
wird mit irgendeiner Gasqualität versorgt. Wird dieses Gerät dort in Betrieb genommen, so
wird beim Erststart der hier beschriebene Vorgang, das heißt die Korrektur der Gasarmatur
auf das am Aufstellungsort des Gerätes kommende Gas, erneut durchgeführt. Gleichzeitig
läuft aber bei einer Wärmeanforderung das Gebläse 66 an. Dieses Gebläse saugt Luft über
den Einlaß 115 in den Ansaugstutzen 65 an. Die Temperatur der eingesaugten Luft wird von
dem Temperaturfühler 116 gemessen.
Vor Anlauf des Gebläses ist es möglich, den atmosphärischen Luftdruck zu messen. Dies
geschieht über die auf atmosphärischem Druck befindliche Unterdruckkammer 30 und die
Leitung 105, die durch die Leitungsverzweigung 102 mit dem zweiten Drucktransmitter 98
verbunden ist. Durch den Ist-Zustand der Auslenkung der Membran 100 wird der Hebel 107
in eine bestimmte Stellung verschwenkt, der über die Elektronik 108 und die Leitung 109
beiden Mikroprozessorreglern 41 und 91 mitgeteilt.
Nach Anlauf des Gebläses baut sich ein Differenzdruck zwischen dem Ringspalt 93 und dem
Innenraum der Unterdruckkammer 30 auf. Diese Druckdifferenz steht an dem Servoantrieb
38 des Druckreglers 35 an und steuert den Durchlaßquerschnitt in eine bestimmte Position,
die von der gewünschten Geräteleistung abhängt und maximal die bereits beschriebenen 10
kW betragen kann. Wie groß die Geräteleistung ist, hängt von der Soll-Ist-Wert-Differenz
der gemessenen Vorlauftemperatur durch den Fühler 61 und dem Soll-Wert, vorgegeben
durch den Soll-Wert-Geber 69, ab. Dieser Soll-Wert wird korrigiert durch einerseits den ba
rometrischen Luftdruck und andererseits die Temperatur der zuströmenden Luft. Es versteht
sich, daß mit steigendem barometrischem Luftdruck der Luftdurchsatz in der Zeiteinheit
größer wird und daß er mit sinkender Einlaßtemperatur der zuströmenden Luft gleichfalls
größer wird. Deswegen müssen diese beiden Werte korrigiert werden. Die Korrektur
geschieht durch eine Drehzahlvariation des Motors 67. Somit ist es möglich, die Gas-Luft-
Verhältnissteuerung leistungsunabhängig auf ein Optimum zu fahren, indem passend zur
gewünschten Geräteleistung zunächst eine bestimmte Drehzahl des Motors und damit ein
bestimmter Luftdurchsatz vorgegeben wird. Über den zweiten Drucktransmitter wird der Luft
durchsatz nach dem Wirkdruckverfahren abgefühlt und in einen Soll-Wert für den Servo
druckregler 38 umgewandelt, der den Öffnungsquerschnitt des Druckreglers 35 entspre
chend steuert.
Claims (6)
1. Verfahren zum Steuern des Gasdurchsatzes in einer Gasarmatur
(98), dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdurchsatz zur Kon
stanthaltung der Leistung nach Maßgabe einer von einem Tempe
raturregler (41) vorgegebenen Eichung unter Berücksichtigung der
Gaszusammensetzung (Energieinhalt), Gasvordruck (2), Gastem
peratur (42) und barometrischem Luftdruck (21) erfolgt, wobei bei
höherem Energieinhalt des Gases der Gasdurchsatz vermindert,
mit steigender Temperatur erhöht wird.
2. Heizgerät zur Durchführung eines Verfahrens nach dem Anspruch
1, mit einem Gebläsebrenner (54), dessen Gebläse (66) von ei
nem in seiner Drehzahl variablen Motor (67) antreibbar ist und in
dessen Gasleitung (55) ein Stetigmagnetventil (56) angeordnet ist,
das von einer Gasarmatur (48) gesteuert ist, wobei ein den Gas
druck erfassender Drucktransmitter (6) und ein den Gasdurchsatz
erfassender Sensor vorgesehen sind, die beide mit einem Regler
(35) verbunden sind, der die Gasarmatur (48) und den Antriebs
motor (72) des Gebläses (66) steuert, dadurch gekennzeichnet,
daß an die Gasleitung (55) ein Gasanalysesensor (27) ange
schlossen ist, der mit einem Mikroprozessorregler (91) verbunden
ist und den Heizwert des in der Gasleitung (55) strömenden Ga
ses ermittelt.
3. Heizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Gasleitung (21) ein Gasdruckregler (35) vorgesehen ist, dem eine
in ihrem Querschnitt variable Gasdüse (47) nachgeordnet ist.
4. Heizgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die im Querschnitt variable Gasdüse (47) einen Piezo-Stellan
trieb aufweist.
5. Heizgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Temperaturfühler (116) vorgesehen ist, der die
Temperatur der zum Brenner strömenden Luft erfaßt und mit ei
nem Mikroprozessorregler (91) verbunden ist.
6. Heizgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Mikroprozessorregler (91) eine Reihe von Spei
cherplätzen aufweist, in denen die Geräteleistung und der
KV-Wert der variablen Düse (47) einschreibbar sind.
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