DE19822362B4

DE19822362B4 - Verfahren zum Zünden eines Gasbrenners

Info

Publication number: DE19822362B4
Application number: DE19822362A
Authority: DE
Inventors: Roland Merker; Christian Pindur; Robert Albrecht
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2018-05-20
Also published as: DE19822362A1

Abstract

Verfahren zum Zünden eines Gasbrenners, insbesondere eines atmosphärischen Brenners mit Gebläseunterstützung mittels einer Steuerelektronik, wobei zunächst während einer ersten Sicherheitszeit Zündimpulse an einen Zündbrenner gelegt werden und ein Zündgasventil geöffnet wird und dann nach einer Wartezeit, während der mittels einer Überwachungselektrode das Brennen der Zündflamme erfaßt wird, ein Hauptgasventil geöffnet wird, wenn die Zündflamme brennt, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Wartezeit und dem Öffnen des Hauptgasventils (4) eine Zeitspanne (SZ1a) vorgesehen ist, in der unbedingt oder in Abhängigkeit von der Zündflamme weitere Zündimpulse an den Zündbrenner (2) gelegt werden, solange das Hauptgasventil (4) offen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zünden eines Gasbrenners, insbesondere eines atmosphärischen Brenners mit Gebläseunterstützung mittels einer Steuerelektronik, wobei zunächst während einer ersten Sicherheitszeit Zündimpulse an einen Zündbrenner gelegt werden und ein Zündgasventil geöffnet wird und dann nach einer Wartezeit, während der mittels einer Überwachungselektrode das Brennen der Zündflamme erfaßt wird, ein Hauptgasventil geöffnet wird, wenn die Zündflamme brennt.
Beim Zünden eines Gasbrenners, insbesondere eines atmosphärischen Brenners mit Gebläseunterstützung, läuft für jeden Brennvorgang in einer Steuerelektronik ein Zündprogramm ab. Dieses führt beispielsweise folgende Verfahrensschritte aus: Einschalten des Gebläses – bei Gasgebläsebrenner –, Anlegen von Zündimpulsen an eine Zündelektrode des Zündbrenners (Sicherheitszeit), Öffnen des Zündgasventils, Kontrolle der Zündflamme mittels einer Überwachungselektrode während einer Wartezeit, ggf. Öffnen des Gasventils des Hauptbrenners.
Dieser Zündverlauf ist an sich sicher. Wenn die Zündflamme nicht zum Brennen kommt, wird das Hauptgasventil nicht geöffnet und das gesamte Zündprogramm wird wiederholt. Führt auch ein mehrmaliger Programmdurchlauf nicht zum Erfolg, dann nimmt die Steuerelektronik eine Störabschaltung vor, die nur durch besondere Maßnahmen zu beheben ist.
Es können jedoch Fälle auftreten, in denen die Zündflamme an sich zunächst richtig brennt, dann aber wieder erlischt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Zündflamme durch einen beim Zünden des Hauptbrenners entstehenden Druckstoß ausgeblasen wird. In einem solchen Fall wird das Zündprogramm von der Steuerelektronik unterbrochen und das genannte Zündprogramm läuft erneut ab. Dies beansprucht Zeit, und in dieser Zeit entstehen unnötige Emissionen bzw. Gasverluste und der Kessel geht auf Störung, sofern sich dieser Vorgang mehrfach wiederholt hat.
Aus der DE 31 21 526 A1 ist eine automatische Sicherheits-Gasheizvorrichtung bekannt, bei der, wenn die Flamme während des Gebrauchs der Gasheizvorrichtung in unerwünschter Weise ausgeblasen wird, ein Fühler ein elektrisches zweites Signal an eine elektrische Steuerplatte sendet, um die Funkenerzeugung der Zündvorrichtung fortzusetzen und um das zweite Magnetventil zu betätigen. Hauptziel ist dabei, eine automatische Gasheizvorrichtung zu schaffen, die den Vorteil aufweist, dass beim Fehlen einer Flamme am Pilot- und Hauptbrenner das Ventil, das die Zufuhr des Gases zu diesem Brenner steuert, stets unverzüglich geschlossen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit dem die Zündsicherheit verbessert wird und mit dem ein vorzeitiges Abbrechen des Zündprogramms in manchen Fällen vermieden wird.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß nach der Wartezeit und dem Öffnen des Hauptgasventils eine weitere Sicherheitszeit vorgesehen ist, in der unbedingt oder in Abhängigkeit von der Zündflamme weitere Zündimpulse an den Zündbrenner gelegt werden.
Durch die Erfindung ist ein weiterer Verfahrensschritt in das Zündprogramm eingefügt. Dieser stellt sicher, daß nach dem Öffnen des Hauptgasventils nochmals Zündimpulse an den Zündbrenner gelegt werden; und zwar entweder unabhängig davon, ob die Zündflamme brennt oder nicht brennt, oder nur dann, wenn die Zündflamme nach dem Öffnen des Hauptgasventils erlischt, was deren Überwachungselektrode erfaßt. Durch dieses Nachzünden ist erreicht, daß das Zündprogramm nicht unterbrochen bzw. nicht neugestartet werden muß, wenn durch die Einwirkung eines Luftdruckstoßes die Zündflamme gelöscht wird, wenn das Nachzünden zum Erfolg führt, was in einer Vielzahl der Fälle gegeben ist. Durch die Vermeidung von unnötigen Neustarts des Zündprogramms ist die Zündsicherheit verbessert und die Zeit für das Einschalten des Brenners verkürzt. Außerdem sind die Emissionen vermindert, weil nicht unnötig lang unverbranntes Gas ausströmt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines gebläseunterstützten Gasbrenners,
2 ein Zeitdiagramm eines Zündprogrammablaufs nach dem Stand der Technik,
3 ein Zeitdiagramm eines Zündprogrammablaufs nach einer ersten Alternative der Erfindung und
4 ein Zeitdiagramm eines Zündprogrammablaufs nach einer zweiten Alternative der Erfindung.
Ein gebläseunterstützter Gasbrenner eines Gasheizkessels für die Beheizung von Heizungswasser und/oder Brauchwasser weist einen Hauptbrenner 1 und einen Zündbrenner 2 auf. Der Hauptbrenner 1 und der Zündbrenner 2 sind über ein Zündgasventil 3 und ein Hauptgasventil 4 an eine Gasleitung 5 angeschlossen, wobei das Hauptgasventil 4 strömungstechnisch hinter dem Zündgasventil 3 liegt. Vom Zündgasventil 3 führt eine Zündgasleitung 6 zum Zündbrenner 2. Der Zündbrenner 2 saugt Verbrennungsluft aus der Umgebung an.
Dem Zündbrenner 2 ist eine Zündelektrode 7 und eine Überwachungselektrode 8, beispielsweise Ionisationselektrode, zugeordnet. Dem Hauptgasventil 4 ist ein Gasverteiler 9 nachgeschaltet, durch den Gas in den Hauptbrenner 1 eintritt, wobei von einem Gebläse 10 unterstützt dem Brenngas Luft beigemischt wird (Primärluft). Zusätzlich wird dabei Sekundärluft durch Kesselboden-Öffnungen angesaugt.
Das Zündgasventil 3, das Hauptgasventil 4, die Zündelektrode 7 und das Gebläse 10 sind von einer Steuerelektronik 11 gesteuert, die das Signal der Überwachungselektrode 8 erfaßt.
In den 2 bis 4 sind jeweils in der Zeile a die Dauer des Anliegens von Zündimpulsen an der Zündelektrode 7, in der Zeile b der Öffnungszustand des Zündgasventils 3, in der Zeile c die Wartezeit, in der Zeile d der Öffnungszustand des Hauptgasventils 4 und in der Zeile e eine Sicherheitszeit (SZ3) im Sekundenraster dargestellt.
Nach dem Stand der Technik (vgl. 2) erfolgt das Zünden des Gasbrenners etwa folgendermaßen:
Bei einer von der Steuerelektronik 11 erfaßten Wärmeanforderung zum Zeitpunkt t0 werden Zündimpulse an die Zündelektrode 7 gelegt, zu einem Zeitpunkt t1, beispielsweise nach 2 s, öffnet die Steuerelektronik 11 dann das Zündgasventil 3, wobei das Hauptgasventil 4 zunächst noch geschlossen bleibt. Die Zündimpulse werden dann während einer Sicherheitszeit SZ1 bis zum Zeitpunkt t2 wiederholt. Die Sicherheitszeit SZ1 beträgt beispielsweise 5 s, was dem in den 2 bis 4 dargestellten Sekundenraster zu entnehmen ist (t1 bis t2 = 5 s).
Die Sicherheitszeit SZ1 ist so gewählt, daß im Normalfall davon ausgegangen werden kann, daß die Zündflamme 2' in dieser Zeit zum Brennen kommt.
Zum Zeitpunkt t2 beginnt eine Wartezeit WZ. In dieser überprüft die Steuerelektronik 11 über die Überwachungselektrode 8, ob die Zündflamme 2' brennt. Ist dies der Fall, dann wird am Ende der Wartezeit WZ zum Zeitpunkt t3 das Hauptgasventil 4 geöffnet, so daß nun im Regelfall der Hauptbrenner 1 vom Zündbrenner 2 gezündet wird. Ist dies nicht der Fall, dann wird das Zündprogramm erneut gestartet. Gleichzeitig mit dem Öffnen des Hauptgasventils 4 ist eine Sicherheitszeit SZ1 vorgegeben, wobei nach Ablauf derselben die Anwesenheit der Flamme des Hauptbrenners 1 gemeldet sein muß.
Wenn nach dem Zeitpunkt t3 nach dem Stand der Technik (vgl. 2) die Zündflamme 2' erlischt, beispielsweise weil sie durch einen Druckstoß infolge der Einschaltung des Hauptgasventils 4 ausgeblasen wird, wird der Programmablauf unterbrochen, indem das Zündgasventil 3 und das Hauptgasventil 4 abgeschaltet werden.
In den 2 bis 4 ist der Zeitpunkt des Einschaltens des Gebläses 10 nicht dargestellt. Dieses Einschalten erfolgt zum Vorspülen des Verbrennungsraumes vor dem Zeitpunkt t0 oder zwischen den Zeitpunkten t0 und t3.
Nach der erfindungsgemäßen Ausführung entsprechend 3 werden ab dem Zeitpunkt t3, also ab dem Öffnen des Hauptgasventils 4, weitere Zündimpulse von der Steuerelektronik 11 an die Zündelektrode 7 gelegt. Diese Zündimpulse stehen in der Zeitspanne SZ1a beispielsweise 6 s an, und zwar auch dann, wenn die Zündflamme 2' nicht erlischt.
Erlischt die Zündflamme 2' während dieser Zeitspanne SZ1a, beispielsweise infolge eines Luftdruckstoßes, der beim Öffnen des Hauptgasventils 4 entsteht, wird sie durch einen der weiteren Zündimpulse im Regelfall gleich wieder gezündet. Das Zündprogramm muß also nicht abgebrochen und wiederholt werden.
Nur wenn die Zündflamme 2' auch beim Ablauf der Zeitspanne SZ1a nicht wieder zum Brennen gekommen ist, was die Steuerelektronik 11 aus dem Nichtvorliegen des Überwachungssignals an der Überwachungselektrode 8 erkennt, wird das Zündprogramm abgebrochen und wiederholt.
Bei der Alternative nach 4 erfolgt das Nachzünden bedingt. Wenn nach dem Zeitpunkt t3, also dem Öffnen des Hauptgasventils 4, die Zündflamme 2' erlischt, etwa dadurch, daß – wie zuvor beschrieben – der Hauptbrenner 1 dieselbe ausgeblasen hat, also kein Überwachungssignal (Ionisationssignal) an der Steuerelektronik 11 anliegt, legt diese weitere Zündimpulse an die Zündelektrode 7 und zwar während der Zeitspanne SZ1a, so daß im Regelfall die Zündflamme gleich wieder gezündet wird. Nur wenn nach Ablauf der Zeitspanne SZ1a kein Überwachungssignal auftritt, unterbricht die Steuerelektronik 11 den Zündprogrammablauf und startet ihn neu.
In beiden Fällen muß das zusätzliche Zünden innerhalb der vorgeschriebenen Sicherheitszeit für den Hauptbrenner liegen.

Claims

Verfahren zum Zünden eines Gasbrenners, insbesondere eines atmosphärischen Brenners mit Gebläseunterstützung mittels einer Steuerelektronik, wobei zunächst während einer ersten Sicherheitszeit Zündimpulse an einen Zündbrenner gelegt werden und ein Zündgasventil geöffnet wird und dann nach einer Wartezeit, während der mittels einer Überwachungselektrode das Brennen der Zündflamme erfaßt wird, ein Hauptgasventil geöffnet wird, wenn die Zündflamme brennt, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Wartezeit und dem Öffnen des Hauptgasventils (4) eine Zeitspanne (SZ1a) vorgesehen ist, in der unbedingt oder in Abhängigkeit von der Zündflamme weitere Zündimpulse an den Zündbrenner (2) gelegt werden, solange das Hauptgasventil (4) offen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne (SZ1a) innerhalb einer für den Kessel festgelegten Sicherheitszeit (SZ3) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Zündimpulse an den Zündbrenner (2) gelegt werden, wenn die Steuerelektronik (11) bei geöffnetem Hauptgasventil (4) kein Überwachungssignal empfängt.