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Die Erfindung betrifft ein Heizgerät mit Regelung eines Gasgemisches..
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Stand der Technik ist beispielsweise aus der Offenbarung gemäß der Druckschrift
WO2006/000366A1 bekannt.
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Stand der Technik ist zudem eine Verbrennungsregelung nach dem sog. SCOT-Verfahren, bei dem die Steuerung der dem Brenner des Heizgerätes zugeführte Luftmenge entsprechend der Brennerleistung erfolgt. Dabei wird eine Flammensignalmessung mittels eines Ionisationssensors durchgeführt und das Gas-Luftgemisch auf einen in einer Kennlinie hinterlegten Soll-Ionisationsmesswert geregelt. Beim SCOT-Verfahren ist jedoch nachteilig, dass bei kleinen Brennerleistungen das Flammensignal stark absinkt und die Regelung damit unzuverlässig wird. Zudem ist der Adaptionsaufwand, insbesondere zur Anpassung der Brennergeometrie hoch und die Brennerleistung kann nur ungenau über die Gebläsedrehzahl eines den Luftvolumenstrom für das Gas-Luft-Gemisch liefernden Gebläses bestimmt werden.
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Ferner ist im Stand der Technik eine auf die Anmelderin zurückgehende elektronische Gemischregelung durch einen thermischen Gasmassenstromsensor bekannt, mit dem die Brenngaseigenschaften erfasst werden können. Dabei misst der Gasmassenstromsensor im Brenngas den Brenngas-Volumenstrom und über ein Steuergerät wird über die thermische Leitfähigkeit aus einer Referenztabelle die Brenngasart ermittelt. Anschließend wird die erforderliche Luftmenge entsprechend dem ermittelten Luftbedarf errechnet und eingeregelt. Dabei ist jedoch aufwendig, dass alle Eingangsgrößen, d.h. der Gasvolumenstrom, der Luftvolumenstrom und die Brenngaseigenschaften gemessen und mithin überwacht werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizgerät mit Regelung eines Gasgemisches bereitzustellen, das unabhängig ist von beeinflussenden Parametern wie die Brenngasfamilie, Brennerleistung, Abgaslängen oder eine Änderung des Gases, d.h. der Verbrennungsluft.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein Heizgerät zur Regelung eines Gasgemisches gebildet aus einem Gas und einem Brenngas bei einem brenngasbetriebenen Heizgerät vorgeschlagen, bei dem das Gasgemisch erzeugt wird, indem über ein erstes Stellglied eine Gasmenge und über ein zweites Stellglied eine Brenngasmenge bereitgestellt und gemischt werden. Ein mikrothermischer Gassensor, der mindestens eine stoffliche Eigenschaft des Gases erfasst, wird mit dem Gas beaufschlagt und übermittelt ein von dem jeweiligen Gas abhängiges Sensorsignal an ein Steuergerät. Zudem wird ein mikrothermischer Brenngassensor, der mindestens eine stoffliche Eigenschaft des Brenngases erfasst, mit dem Brenngas beaufschlagt und übermittelt ebenfalls ein von dem jeweiligen Brenngas abhängiges Sensorsignal an das Steuergerät. Schließlich wird zusätzlich ein mikrothermischer Gasgemischsensor, der mindestens eine stoffliche Eigenschaft des Gasgemisches erfasst, mit dem Gasgemisch beaufschlagt und übermittelt kontinuierlich ein von dem jeweiligen Gasgemisch abhängiges Sensorsignal an das Steuergerät.
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Durch das Steuergerät werden die erfassten Sensorsignale des Brenngassensors mit labortechnisch gemessenen und in einer Wertetabelle im Steuergerät hinterlegten Vergleichswerten verglichen und daraus eine Brenngaszusammensetzung und ein Soll-Mischungsverhältnis des Gasgemisches aus Brenngas und Gas bestimmt. Das Soll-Mischungsverhältnis liegt bei einem Sollwert des Sensorsignal des Gasgemischsensors vor.
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Über das Steuergerät wird das erfasste Sensorsignal des Gasgemischsensors mit dem Sollwert des Sensorsignals des Gasgemischsensors verglichen und bei einer Abweichung des erfassten Sensorsignals mit dem Sollwert des Sensorsignals des Gasgemischsensors mindestens eines der ersten und zweiten Stellglieder in Abhängigkeit von den erfassten Sensorsignalen des Gassensors und des Brenngassensors angesteuert. Das Gasgemisch wird dabei durch Erhöhung oder Verringerung der Gasmenge und/oder Erhöhung oder Verringerung der Brenngasmenge angepasst, bis der Sollwert des Sensorsignals des Gasgemischsensors erreicht ist.
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Ein wesentlicher Punkt ist die Messung der drei Einflussgrößen, nämlich der mindestens einen stofflichen Eigenschaft des Gasgemisches, der mindestens einen stofflichen Eigenschaft des Brenngases und der mindestens einen stofflichen Eigenschaft des Gases. Eine Veränderung der Gasmenge oder der Brenngasmenge würde sofort durch eine Veränderung der stofflichen Eigenschaften am Gasgemischsensor erkannt werden. Eine Veränderung der stofflichen Eigenschaften des Gasgemisches am Gasgemischsensor kann über das Steuergerät unmittelbar ausgeregelt werden. Zudem kann sowohl für den Start des Heizgerätes als auch für dessen Regelung auf die Sensorsignale des Brenngassensor und des Gassensors zurückgegriffen werden, wie nachstehend näher erläutert.
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Die von dem mikrothermischen Gasgemischsensor, dem Brenngassensor und dem Gassensor erfasste stoffliche Eigenschaft des Gasgemisches bzw. Brenngases ist vorzugsweise die Wärmeleitfähigkeit oder die Temperaturleitfähigkeit des Gasgemisches, des Brenngases bzw. des Gases. Es können jedoch auch mehrere dieser stofflichen Eigenschaften erfasst werden, so dass eine genauere Zuordnung der Mehrzahl der Eigenschaften auf das Gasgemisch möglich ist.
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Eine andere Möglichkeit besteht in wenigstens einem Gasmassensensor basierend auf dem Funktionsprinzip der Ultraschallmessung zur Ermittlung der jeweils gas-, brenngas- bzw. gasgemischabhängig vorliegenden spezifischen Schallgeschwindigkeit.
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Das Heizgerät ist in einer Weiterbildung dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert des Sensorsignals in Abhängigkeit einer Zusammensetzung des Gases oder des Brenngases durch das Steuergerät angepasst wird. Ändert sich die Zusammensetzung des Brenngases (z.B. von Propan auf Butan), verändern sich die gemessenen Eigenschaften des Gasgemisches. Zusätzlich benötigen andere Zusammensetzungen an Brenngas für eine optimale Verbrennung auch andere Luftmengen. Es ist somit auch ein neues Mischungsverhältnis zwischen Gas und Brenngas erforderlich.
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Zusätzlich wird durch die Verwendung des Gassensors ermöglicht, eine Anpassung des Sollwerts des Sensorsignals des Gasgemischsensors in Abhängigkeit einer Zusammensetzung nur des Gases vorzunehmen. Wenn sich beispielsweise nur die relative Feuchtigkeit des Gases ändert, muss zwar der Sollwert des Sensorsignals des Gasgemischsensors, nicht jedoch das Mischungsverhältnis an Gas und Brenngas angepasst werden. Die Ermittlung des neuen Sollwerts des Sensorsignals des Gasgemischsensors erfolgt anhand einer Berechnung oder einem Vergleich mit einer Wertetabelle. Auch können entsprechende Kennlinien im Steuergerät hinterlegt werden.
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Eine Anpassung des Sollwerts des Sensorsignals Gasgemischsensors zur Anpassung des Mischungsverhältnisses an Gas und Brenngas erfolgt durch einen Kalibrierprozess. Hierfür werden vom Steuergerät das erste Stellglied der Gasmenge oder das zweite Stellglied der Brenngasmenge soweit verändert, bis das gewünschte Ergebnis erreicht wird. Der ursprüngliche Sollwert wird für die weitere Gemischregelung durch das neue gemessene Sensorsignal ersetzt.
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Insbesondere erfolgt der Kalibrierprozess durch eine lonisationsstromregelung eines Flammensignals eines Brenners des Heizgerätes, bis ein Ionisationssollwert erreicht ist. Hierfür wird zunächst eine stöchiometrische Verbrennung des Brenners des Heizgerätes eingestellt. Über eine lonisationssonde werden das Flammensignal des Brenners des Heizgerätes und dadurch ein entsprechender lonisationsstrom erfasst. Bei der stöchiometrischen Verbrennung ist der lonisationsstrom maximal. Aus diesem Wert des lonisationsstroms wird mit einer labortechnisch ermittelten Prozentzahl ein lonisationssollwert berechnet und als künftiger lonisationsstromsollwert abgespeichert, der bei der gewünschten Verbrennung erreicht werden muss. Anschließend wird ausschließlich die Gasmenge um einen vorbestimmten Faktor reduziert, um den Brenner mit dem gewünschten Gasgemisch bei dem vorbestimmten lonisationssollwert zu betreiben.
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Das Heizgerät ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen des Ionisationssollwerts die mindestens eine stoffliche Eigenschaft des Gasgemisches mittels des Gasgemischsensors gemessen und als neuer Sollwert des Sensorsignals im Steuergerät hinterlegt wird. Der neue Sollwert wird für die weitere Regelung verwendet und ersetzt den bisherigen Sollwert.
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Der Kalibrierprozess erfolgt vorzugsweise bei Unplausibilitäten des Sensorsignals des Gasgemischsensors oder in zyklischen vorbestimmten Abständen. Die Feststellung von Unplausibilitäten des Sensorsignals geschieht in einer Ausführung bei einem Start des Heizgerätes, indem zunächst ausschließlich das bekannte Gas zugeführt und der Gasgemischsensor damit beaufschlagt wird. Eine Unplausibilität liegt dann vor, wenn das von dem Gasgemischsensor gemessene Sensorsignal der stofflichen Eigenschaft, z.B. die Wärmeleitfähigkeit oder die Temperaturleitfähigkeit, nicht einem Sensorsignal für das bekannte Gas entspricht. Bei Heizgeräten dient als Gas üblicherweise die Umgebungsluft, deren stoffliche Eigenschaften bekannt sind.
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Verschiedene Brenngasarten bzw. Brenngasfamilien (Erdgas, Flüssiggas) beeinflussen die stofflichen Eigenschaften des Gasgemisches auf unterschiedliche Weise. Beispielsweise nimmt bei einer Zudosierung von Flüssiggas zu Luft die Wärmeleitfähigkeit ab, bei einer Zudosierung von Erdgas zu Luft nimmt die Wärmeleitfähigkeit zu. In einer Weiterbildung des Heizgeräts ist deshalb vorgesehen, dass bei einem Start des Heizgerätes zunächst ausschließlich das bekannte Gas, vorzugsweise Luft, zugeführt und der Gasgemischsensor damit beaufschlagt wird. Anschließend wird das Brenngas zugeführt, das Gasgemisch erzeugt und der Gasgemischsensor mit dem Gasgemisch beaufschlagt. Aus der Änderung des Sensorsignals bei der Zuführung des Brenngases wird die Gasart des Brenngases festgestellt. Anschließend passt das Steuergerät das Gasgemisch in Abhängigkeit von der festgestellten Gasart des Brenngases an, bis der Sollwert des Sensorsignals erreicht ist. Vorteilhafterweise kann damit die Startleistung sofort nach Erkennen der Gasfamilie vom Steuergerät über die Stellung des Stellglieds des Brenngases auf einen günstigen Startpunkt gesteuert werden und das Zündgemisch zum Brennerstart wird schneller und präziser erreicht.
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Ferner ist bei dem Heizgerät ein vorteilhafter Schritt, dass durch den Brenngassensor unmittelbar eine Gasfamilie des Brenngases festgestellt wird. Unterschiedliche Gasfamilien benötigen unterschiedliche Wirkungsrichtungen der Regelung, d.h. in Abhängigkeit von der stofflichen Eigenschaft des jeweiligen Brenngases muss der Anteil an Gas im Mischungsverhältnis erhöht oder erniedrigt werden. Die Wirkungsrichtung der Regelung wird demnach dadurch bestimmt wird, ob zur Erreichung des Sollwerts des Sensorsignals die zugeführte Brenngasmenge erhöht oder erniedrigt wird.
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Ferner wird aus der Änderung des Sensorsignals des Brenngassensors bei der Zuführung des Brenngases die Wirkungsrichtung der Regelung erfasst und daraus festgelegt, ob zur Erreichung des Sollwert des Sensorsignals die zugeführte Brenngasmenge erhöht oder erniedrigt wird.
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Ein weiterer Aspekt des Heizgeräts ist, dass beim Start des Heizgerätes das einzuregelnde Mischungsverhältnis des Gasgemisches vorausberechnet wird, indem die über den Brenngassensor erfassten stofflichen Eigenschaften des Brenngases mit Werten einer im Steuergerät hinterlegten Wertetabelle verglichen und daraus der sich ergebende Bedarf an Gas zur Festlegung des Mischungsverhältnis des Gasgemisches bestimmt wird.
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Bei Heizgeräten wird als Gas üblicherweise Luft verwendet. Für Regelungs-Heizgerät der vorliegenden Art gilt, dass die Luftzahl λ in der Technik das Verhältnis zwischen Luft und Brenngas bestimmt, wobei beispielsweise eine Luftzahl λ=1,3 einem Luftüberschuss von 30% entspricht. Ein für ein bestimmtes Brenngas erforderlicher Luftbedarf L ist abhängig von der Brenngasbeschaffenheit, wobei beispielhafte Werte für Propan: L= ca. 30, Erdgas aus der Gruppe H: L= ca. 10 und Erdgas aus der Gruppe L: L= ca. 8 sind. Die Luftzahl ist in der Praxis vorzugsweise bei verschiedenen Brennerleistungspunkten und bei verschiedenen Gasfamilien (z.B. Erdgas oder Flüssiggas) unterschiedlich. In der Regel wird dieser Zusammenhang in Form von leistungsabhängigen λ-Kennlinien im Steuergerät abgespeichert. Zur automatischen Auswahl der richtigen Kennlinie ist eine automatische Brenngasarterkennung nötig, welche über den Brenngassensor erfolgt. Der zu einem definierten Gas-Luftgemisch erforderliche Luftvolumenstrom vL berechnet sich aus dem Brenngasvolumenstrom vG multipliziert mit dem Luftbedarf L multipliziert mit der Luftzahl: vL = vG * L * λ. Somit lassen sich durch einen Vergleich mit labortechnisch ermittelten Werten die Eigenschaften für die gewünschte einzuregelnde Gasgemischzusammensetzung berechnen.
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Eine Weiterbildung des Heizgeräts umfasst ferner eine Ausführung für den Fall, dass die thermischen Eigenschaften des Brenngases zu dicht an den thermischen Eigenschaften der Luft liegen und keine zuverlässige Gemischregelung möglich ist, da jede Veränderung sowohl der Luftmenge als auch der Gasmenge keine Signalveränderung am Gasgemischsensor bewirkt. Dieser Fall kann vorliegen, wenn beispielhaft Mischbrenngase zur Verbrennung eingesetzt werden, die zufällig die gleichen physikalischen stofflichen Eigenschaften wie Luft haben. Dieser Zustand wird von dem Steuergerät sowohl beim Start des Heizgerätes wie auch bei einer Kalibration durch eine Plausibilitätskontrolle dadurch erkannt, dass bei beliebiger Änderung der Luft oder der Gasmenge keine wesentliche Änderung am Sensorsignal gemessen wird. In diesem Fall kann das Steuergerät die Gemischregelung über den Gasgemischsensor vorübergehend ausschalten und mit reduziertem Modulationsbereich ausschließlich über die für die Kalibration beschriebene Ionisationsstromregelung steuern. Sobald die Brenngasbeschaffenheit wieder eine Regelung über den im Gasgemisch positionierten Gasgemischsensor ermöglicht, wird die Gemischregelung über den Gasgemischsensor fortgesetzt.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
- 1 ein prinzipieller Aufbau zur Durchführung des Verfahrens,
- 2 einen Aufbau eines Heizgerätes zur Durchführung des Verfahrens,
- 3 eine Regelungskennlinie des Sensorsignals des Gasgemischsensors,
- 4 eine Regelungskennlinie des Sensorsignals des Gasgemischsensors,
- 5 Regelungskennlinien vor und nach einer Veränderung der Gaseigenschaften,
- 6 Regelungskennlinien vor und nach einer Veränderung der Brenngaseigenschaften,
- 7 eine Kennlinie der lonisationsstromregelung.
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In 1 ist ein prinzipieller Aufbau zur Durchführung des Verfahrens aufgezeigt. In der nachfolgenden Figurenbeschreibung wird als Gas stets Luft angenommen, auch wenn theoretisch auch andere Gase verwendet werden können.
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Über das Steuergerät 11 werden das Stellglied 4 zur Zuführung einer steuerbaren Menge an Luft 2 und das Stellglied 3 zur Zuführung einer steuerbaren Menge an Brenngas 1 in ihren jeweiligen Öffnungsstellungen geregelt, um das Gasgemisch 9 in einem bestimmten Brenngas-Luftgemisch-Verhältnis zu erzeugen. Im Bereich des Gasgemisches 9 ist der Gasgemischsensor 10 positioniert und wird mit dem Gasgemisch 9 beaufschlagt. Im Bereich des geregelten Luft 7 ist der Gassensor positioniert, der ausschließlich mit Luft beaufschlagt wird. Im Bereich des geregelten Brenngases 5 ist der Brenngassensor 6 positioniert, der ausschließlich mit Brenngas beaufschlagt wird. Jeder der drei Sensoren 6, 8, 10 ist ausgebildet, die physikalischen stofflichen Eigenschaften der Wärmeleitfähigkeit, Temperaturleitfähigkeit und Schallgeschwindigkeit zu messen. Über eine Prozessüberwachungseinheit 12 werden das Steuergerät 11 und die Regelung überwacht. Zudem sind über Pfeile die Signalleitungen zu dem und von dem Steuergerät 11 gezeigt, welches die Regelung des Gasgemisches 9 verarbeitet.
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2 zeigt eine konkrete Ausführungsform eines brenngasbetriebenen Heizgerätes 200 mit einem Gassicherheitsventil 101, einem Gasregelventil 102 als Stellglied der Menge an Brenngas 103, einem Mischgebläse 110 zur Ansaugung von Luft 105 und Mischung mit dem Brenngas 103 zur Erzeugung des Gasgemisches 108. Über die Drehzahl des Mischgebläses 110 ist die Luftmenge anpassbar; es stellt mithin das Stellglied für die Luftzufuhr. Das Heizgerät 200 umfasst den mikrothermischen Gasgemischsensor 107 im Gasgemisch 108, wobei ein zweiter Gasgemischsensor 109 als alternative Einbauposition im Ausblasbereich des Mischgebläses 110 dargestellt ist. Grundsätzlich wird jedoch kein zweiter Gasgemischsensor benötigt. Das Heizgerät 200 umfasst ferner den mikrothermischen Gassensor 106 im Bereich der Luftzufuhr und den Brenngassensor 104 im Bereich der Gaszufuhr. Das Mischgebläse 110 fördert das Gasgemisch 108 zum Brenner 111, an dem die lonisationselektrode 112 verbaut ist, um die Brennerflamme zu überwachen. Zudem sind über Pfeile die Signalleitungen zu dem und von dem Steuergerät 113 gezeigt, welches die Regelung des Gasgemisches 108 verarbeitet.
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Im Folgenden wird auf die Bauteile des prinzipiellen Aufbaus gemäß 1 Bezug genommen, die jedoch unmittelbar auf das Heizgerät 200 gemäß 2 übertragbar sind.
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In 3 ist in einem Diagramm 30 ein für die Regelung verwendeter vereinfachter linearer Zusammenhang zwischen dem von dem Gasgemischsensor 10 erfassten Sensorsignal 31 bei reiner Luft 2 (Bezugszeichen 34 entspricht 100% Luft) und dem Sensorsignal 32 bei reinem Brenngas 1 (Bezugszeichen 36 entspricht 100% Brenngas) dargestellt. Für das Gasgemisch 9 (Bezugszeichen 35 entspricht 60% Luft und 40% Brenngas) liegt das Sensorsignal 33 dazwischen. Die Mengen an Luft 2 und Brenngas 1 werden über die jeweiligen Stellglieder 3 und/oder 4 in Abhängigkeit von den durch den Gassensor 8 und den Brenngassensor 6 erfassten Signalwerten solange angepasst, bis die vom Prozess erforderlichen Gemischeigenschaften des gewünschten Mischungsverhältnisses vom Gasgemischsensor 10 detektiert werden. 3 zeigt einen linearen Verlauf der Kennlinie des Sensorsignals, es sind jedoch auch nicht-lineare Kennlinien möglich, die beispielsweise über Wertetabellen eine Regelung zu den entsprechenden Positionen der Stellglieder 3, 4 ermöglichen.
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Gemäß 3 sinkt das Sensorsignal, je mehr Brenngas 1 zugeführt wird. Das Sensorsignal wird beispielhaft als abhängig von der Wärmeleitfähigkeit als stoffliche Eigenschaft des Gasgemisches 5 dargestellt, wobei das Brenngas beispielsweise Flüssiggas ist und die Wärmeleitfähigkeit von Flüssiggas niedriger ist als diejenige von Luft. Es gibt jedoch auch Gasarten, bei denen die Wirkrichtung der Regelung umgekehrt ist, wie in 4 gezeigt. Hier ist das Brenngas 1 Erdgas, dessen Wärmeleitfähigkeit höher ist als diejenige von Luft. Im Diagramm 40 gemäß 4 ein für die Regelung verwendeter vereinfachter linearer Zusammenhang zwischen dem von dem Gasgemischsensor 10 erfassten Sensorsignal 42 bei reiner Luft 2 (Bezugszeichen 44 entspricht 100% Luft) und dem Sensorsignal 41 bei reinem Brenngas 1 (Bezugszeichen 46 entspricht 100% Brenngas/Erdgas) dargestellt. Für das Gasgemisch 9 (Bezugszeichen 45 entspricht 75% Luft und 25% Brenngas/Erdgas) liegt das Sensorsignal 43 dazwischen, jedoch nahe dem Sensorsignal 41 reinen Brenngases 1. Für eine Regelung mit Erdgas wird vom Steuergerät 11 aus der Signaländerung des Gasgemischsensors 10 bei der Erhöhung der Brenngasmenge die Wirkungsrichtung der Regelung bestimmt und für die weitere Gemischregelung zu Grunde gelegt. Über den Brenngassensor 8 ist unmittelbar feststellbar, um welche Gasfamilie es sich handelt. Das Steuergerät 11 kann somit anhand des erfassten Sensorsignals unmittelbar die richtige Regelrichtung festlegen, um den Sollwert das Sensorsignal des Gasgemischsensors 10 und mithin das gewünschte Mischungsverhältnis an Brenngas und Luft zu einzuregeln.
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Die Ermittlung des Sollwerts des Sensorsignals des Gasgemischsensors 10 ist im Diagramm 50 gemäß 5 schematisch dargestellt. Aus der durch den Gassensor 8 gemessenen stofflichen Eigenschaft, z.B. bei Veränderung der relativen Luftfeuchtigkeit, wird ein neuer Sensorsignal-Sollwert ermittelt. Das Mischungsverhältnis 57 bleibt jedoch gleich. Wenn beispielhaft bei reiner Luft 1 (Bezugszeichen 56 entspricht 100% Luft; Bezugszeichen 58 reinem Brenngas) sich aufgrund einer Veränderung der Beschaffenheit das Sensorsignal, z.B. einer Änderung der gemessen relativen Luftfeuchtigkeit, von dem ursprünglichen Wert (Bezugszeichen 51) auf einen neuen Wert (Bezugszeichen 54) ändert, wird vom Steuergerät 11 der Gemischsensor-Sollwert von dem alten Wert (Bezugszeichen 53) auf den neuen Wert (Bezugszeichen 55) hochgerechnet oder mit Werten aus einer im Steuergerät 11 hinterlegten Wertetabellen korrigiert. Die Bezugszeichen 52 und 54 bezeichnen die Sensorsignale bei reiner Luft bzw. bei reinem Brenngas.
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6 zeigt ein Diagramm 60 zur Darstellung der Kalibration, wenn sich beispielsweise die Beschaffenheit des Brenngases 1 so ändert, dass eine neue Gasgemischzusammensetzung erforderlich ist, um eine optimale Verbrennung zu gewährleisten. In 6 verändert sich das Brenngas als Beispiel von Propan auf Butan. Die Bezugszeichen 66 und 68 bestimmen den Bereich zwischen 100% Luft und 100% Brenngas, wobei der Signalwert 61 bei 100% Brenngas vorliegt. Bei der Kalibrierung wird das Gasgemisch 9 von dem ursprünglichen Mischungsverhältnis 67 mit dem zugehörigen Signalwert 63 auf das neue Mischungsverhältnis 69 mit dem zugehörigen Signalwert 64 verändert. Durch die Erfassung der stofflichen Eigenschaften sowohl der Luft 2 als auch des Brenngases 1 über jeweils einen eigenen Sensor kann die Wirkungsrichtung der Regelung vorbestimmt werden und das Gasgemisch 9 für die nachfolgende Regelung der Brenngasmenge und/oder Luftmenge voreingestellt werden. In den 5 und 6 ist die Situation der ursprünglichen Beschaffenheit des Brenngases gestrichelt, die neue Situation mit durchgezogenen Linien und Pfeilen dargestellt.
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7 zeigt ein Diagramm 20 zur Kalibrierung mittels lonisationsstromregelung mit einer Kennlinie des von der lonisationselektrode in der Brennerflamme erfassten Ionisationssignals (Io-Signal) gegenüber dem Brenngas-Luftverhältnis λ. Da der prinzipielle Aufbau gemäß 1 keine Ionisationselektrode zeigt, wird nachfolgend auf das Heizgerät 200 gemäß 2 verwiesen. Vom Steuergerät 113 wird während des Brennerbetriebes die Menge an Luft 105 auf einen vorgegebenen Wert gesteuert, das lonisationssignal an der lonisationselektrode 112 des Brenners 111 gemessen und die Menge an Brenngas 103 soweit erhöht, bis das lonisationssignal von dem ursprünglich vorhandenen Ionisationswert 21 bei einem Brenngas-Luftverhältnis 24 auf das Maximum 22 angestiegen ist. Aus diesem Wert wird mit einer labortechnisch ermittelten Prozentzahl der lonisationssollwert 23 berechnet und als künftiger lonisationsstrom-Sollwert abgespeichert, der das gewünschte Brenngas-Luftverhältnis 25 mit höherem Luftüberschuss erreicht werden muss.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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