DK177394B1 - Fremgangsmåde til forbrænding af et brændsel i en brændeovn, en brændeovn med en styreenhed samt en luftregulator til en brændeovn - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåde til forbrænding af et brændsel i en brændeovn, der har en dør til et forbrændingskammer med en bunddel, hvilket forbrændingskammer er isoleret fra luften ved hjælp af et aftræk og et indtag, ved hvilket indtag der er en luftregulator med mindst tre ventiler, en primær ventil forbundet via en primær luftkanal til regulering af forsyning af primær forbrændingsluft til forbrændingskammeret gennem bunddelen, en tertiær ventil forbundet via en tertiær luftkanal til regulering af forsyning af tertiær forbrændingsluft til forbrændingskammeret mellem bunddelen og aftrækket og fortrinsvis p bagsiden, og en tertiær ventil forbundet via en sekundær luftkanal til regulering af forsyning af tertiær forbrændingsluft til forbrændingskammeret i den øverste ende og fortrinsvis p forsiden, hvilke tre ventiler hver især reguleres ved hjælp af en forbrændingsstyreenhed, der er konfigureret til drift i følgende tilstande: - 0. tilstand; der er en koldstartstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 1. tilstand; der er en varmstartstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 2. tilstand; der er en forbrændingstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 3. tilstand; der er en glødetilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 4. tilstand; der er en off-tilstand. Brændeovn, hvor fremgangsmåden anvendes, en forbrændingsstyreenhed til en brændeovn, en brændeovnsluftregulator og et kit bestående af en forbrændingsstyreenhed til en brændeovn og en brændeovnsluftregulator. En fremgangsmåde til eftermontering af en forbrændingsstyreenhed og en brændeovnsluftregulator i en brændeovn.

Description

DK 177394 B1

FREMGANGSMÅDE TIL FORBRÆNDING AF ET BRÆNDSEL I EN BRÆNDEOVN, EN BRÆNDEOVN MED EN STYREENHED SAMT EN LUFTREGULATOR TIL EN BRÆNDEOVN

Opfindelsens område

Den foreliggende opfindelse angår en brændeovn og en fremgangsmåde til forbrænding af et 5 brændsel i en brændeovn, der har en dør til et forbrændingskammer med en bunddel, hvilket forbrændingskammer er isoleret fra luften ved hjælp af et aftræk og et indtag, ved hvilket indtag der er en luftregulator med mindst tre ventiler, en primær ventil forbundet via en primær luftkanal til regulering af forsyning med primær forbrændingsluft til forbrændingskammeret gennem bunddelen, en sekundær ventil forbundet via en sekundær 10 luftkanal til regulering af forsyning med sekundær forbrændingsluft til forbrændingskammeret mellem bunddelen og aftrækket og fortrinsvis på bagsiden og en tertiær ventil forbundet via en tertiær luftkanal til regulering af forsyning med tertiær forbrændingsluft til forbrændingskammeret i den øverste ende og fortrinsvis på forsiden, hvilke tre ventiler hver især reguleres ved hjælp ved en forbrændingsstyreenhed, der er 15 konfigureret til drift i følgende tilstande: - 0. tilstand; der er en koldstartstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 1. tilstand; der er en varmstartstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 2. tilstand; der er en forbrændingstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 3. tilstand; der er en glødetilstand ved en forbrænding af et brændsel; 20 - 4. tilstand; der er en off-tilstand.

Den foreliggende opfindelse angår yderligere en forbrændingsstyreenhed til en brændeovn, en brændeovnsluftregulator og et kit bestående af en forbrændingsstyreenhed til en brændeovn og en brændeovnsluftregulator. En fremgangsmåde til eftermontering afen forbrændingsstyreenhed og en brændeovnsluftregulator i en brændeovn.

25 Opfindelsens baggrund

Træfyrede brændeovne til opvarmning af huse og lokaler er velkendte og udbredte. Selvom de kaldes træfyrede brændeovne, er træ ikke den eneste type brændsel, der anvendes til at 2 DK 177394 B1 producere varme. Andre typer brændsel såsom kul, koks, briketter, træpiller eller andre brændbare materialer kan forbrændes i en brændeovn eller simpelthen en ovn.

Brændslet anbringes i et forbrændingskammer og antændes, og forbrændingsluft, dvs. luft med et vist oxygenindhold, tilføres til kammeret for at muliggøre en forbrænding eller 5 glødning af brændslet.

En almindelig type træfyrede brændeovne har et vindue, en dør eller en dør med et vindue på forsiden af brændeovnen. I det mindste er der en åbning til forsyning af forbrændingskammeret med brændsel.

Forbrændingen søges typisk reguleret ved at regulere strømmen af forbrændingsluft til 10 forbrændingskammeret ved at ændre på, hvor åben døren er. Nogle brændeovne har forudindstillede ventilindstillinger til regulering af forbrændingsluftens adgang til forbrændingskammeret.

I den seneste tid er der blevet gjort forsøg på aktivt at regulere strømmen af forbrændingsluft til forbrændingskammeret. Et sådant forsøg er beskrevet i europæisk 15 patentansøgning EP 2 085 694.

Formålet med opfindelsen

Det er et formål med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe organer og fremgangsmåder, der muliggør, at en brændeovn kan fungere med en mere optimeret forbrænding.

20 Det er et formål at minimere miljøpåvirkningen som følge af forbrænding af et brændsel i en brændeovn. Dette indbefatter en reduktion i dannelsen af partikelformigt stof, sod, NOx og andre skadelige affaldsprodukter som følge af en ikke-optimal forbrænding.

Det er et formål at muliggøre en optimal forbrænding af forskellige typer brændsel og især brændsel af samme type, men under forskellige omstændigheder, hvis f.eks. træet er vådt, 25 normalt, tørt eller i en endnu mere udspecificeret tilstand.

Det er et formål at maksimere omdannelsen af den i brændslet lagrede energi til brugbar varme i et ønsket tidsrum.

3 DK 177394 B1

Det er et formål at tilvejebringe organer og fremgangsmåder, der gør det nemt at anvende brændeovnen. Hermed forstås reduceret behov for at overvåge, ændre eller på anden måde dosere forbrændingen eller forbrændingsprocessen.

Det er et formål at tilvejebringe en fremgangsmåde og organer, som muliggør en bedre og 5 mere effektiv forbrænding under virkelige og varierende omstændigheder, hvor luftstrømmen i en skorsten varierer alt efter den specifikke installation, vejrforholdene, hvor træet er forskelligt alt efter tilgængelighed, fugtighed og type, samt hvor brugerens engagement, interesse og ekspertise varierer, eller kombinationer deraf.

Beskrivelse af opfindelsen 10 Et formål med opfindelsen opnås ved en fremgangsmåde til forbrænding af et brændsel i en brændeovn, der har en dør til et forbrændingskammer med en bunddel, hvilket forbrændingskammer er isoleret fra luften ved hjælp af et aftræk og et indtag, ved hvilket indtag der er en luftregulator med mindst tre ventiler, en primær ventil forbundet via en primær luftkanal til regulering af forsyning af primær forbrændingsluft til for-15 brændingskammeret gennem bunddelen, en sekundær ventil forbundet via en sekundær luftkanal til regulering af forsyning af sekundær forbrændingsluft til forbrændingskammeret mellem bunddelen og aftrækket og fortrinsvis på bagsiden, og en tertiær ventil forbundet via en tertiær luftkanal til regulering af forsyning af tertiær forbrændingsluft til forbrændingskammeret i den øverste ende og fortrinsvis på forsiden og, hvilke tre ventiler 20 hver især reguleres ved hjælp af en forbrændingsstyreenhed, der er konfigureret til drift i følgende tilstande: - 0. tilstand; der er en koldstartstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 1. tilstand; der er en varmstartstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 2. tilstand; der er en forbrændingstilstand ved en forbrænding af et brændsel; 25 - 3. tilstand; der er en glødetilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 4. tilstand; der er en off-tilstand.

Et brændsel kan dermed ifølge formålene forbrændes på en reguleret måde, hvor forbrændingsstyreenheden regulerer ventilerne til at udføre forbrændingen alt efter de respektive tilstande.

30 Forbrændingsstyreenheden kan være en mikrocomputer med en processor, en I/O-enhed og et lager. Forbrændingsstyreenheden har organer til at lagre og udføre en for-brændingsregu leringsalgoritme.

4 DK 177394 B1

En koldstart ved en forbrænding skal opfattes som værende, når brændeovnen, forbrændingskammeret og/eller brændslet er "i sin udgangsform", dvs. typisk ved omgivelsestemperatur. Temperaturen kan variere fra f.eks. -40° til f.eks. +70°C. Selvom typiske stuetemperaturer vil være fra nogle få minusgrader til en stuetemperatur på f.eks. 20°C.

5 I koldstartstilstanden regulerer forbrændingsstyreenheden ventilerne således, at den primære ventil er 100 % åben, den sekundære ventil er 0 % åben, og den tertiære ventil er 0 % åben.

Når der ved hjælp af termometeret detekteres en bestemt temperatur, f.eks. ca. 50°C, er varmetilstanden nået.

10 En varmstart ved en forbrænding skal opfattes som værende, når brændeovnen, forbrændingskammeret og/eller brændslet er forvarmet eller varmt efter en tidligere forbrænding. Varmstarten er, når temperaturen er over omgivelsestemperatur, og/eller når brændslet er i nærheden af en antændingstemperatur.

1 varmetilstanden regulerer forbrændingsstyreenheden ventilen således, at den primære 15 ventil er 100 % åben, den sekundære ventil er 0 % åben, og den tertiære ventil er 100 % åben.

Når der ved hjælp af termometeret detekteres en bestemt temperaturstigning, f.eks. ca.

100°C, og der detekteres et fald i 02-niveauet, til f.eks. 13 %, er forbrændingstilstanden nået.

20 En forbrændingstilstand skal opfattes som værende, når forbrændingskammeret og/eller brændslet antændes og brænder og typisk med en flamme, eller i det mindste når gasserne antændes. En flamme er en indikator for en forbrænding.

I forbrændingstilstanden regulerer forbrændingsstyreenheden ventilerne således, at den primære ventil er 0 % åben, den sekundære ventil er 0 % åben, og den tertiære ventil 25 forbliver ureguleret eller er 100 % åben.

Når der ved hjælp af termometeret detekteres et bestemt temperaturfald, f.eks. til ca.

200°C, er glødetilstanden nået.

5 DK 177394 B1

En glødetilstand skal opfattes som værende, når brændslet gløder. Glødningen kan enten skyldes, at temperaturen er lavere end brændslets antændingstemperatur, eller kan skyldes mangel pi oxygen. En glød er en indikator for en glødning.

I glødetilstanden regulerer forbrændingsstyreenheden ventilerne således, at den primære 5 ventil er 0 % åben eller højst 50 % åben, den sekundære ventil er 0 % åben, og den tertiære ventil er 100 % eller mindst 100% åben.

Når der ved hjælp af termometeret detekteres et bestemt temperaturfald, f.eks. til ca. 50°C, er off-tilstanden nået.

En off-tilstand skal opfattes som værende, når betingelserne for enten en glødning eller en 10 forbrænding ophører. Dette kan opnås ved at fjerne brændslet, stoppe oxygentilførslen eller sænke brændselstemperaturen.

I off-tilstanden regulerer forbrændingsstyreenheden ventilerne således, at den primære ventil er 0 % åben, den sekundære ventil er 0 % åben, og den tertiære ventil er 10 % åben.

Ifølge en udførelsesform har forbrændingsstyreenheden en timer. Denne timer anvendes i 15 det mindste delvist ved forløbet gennem forbrændingstrinnene.

Denne timer med en tid t igangsættes, hvor koldstartstilstanden, 0. tilstand, angives. Tiden t anvendes i en udførelsesform til at skifte fra én tilstand til en anden. Ventilindstillingerne kan være som beskrevet, men betingelserne for, hvornår der skal skiftes tilstand bestemmes af den på timeren indstillede tid.

20 Ifølge en udførelsesform kan forbrændingen indkodes til en bestemt type brændsel såsom træ, forskellige trætyper og fugtighedsgrader, og ved hjælp af styreenheden sker der et standardforbrændingsforløb.

Det forstås, at hver luftkanal kan bestå af én eller flere kanaler.

Det forstås, at hver luftkanal med én eller flere kanaler kan konfigureres således, at den 25 forbrændingsluft, der skal tilføres, kan være lokaliseret på forskellige steder ifølge opfindelsen. I én konfiguration er luftkanalerne splittet op i multiple kanaler.

En fagmand vil alt efter den præcise opsætning af brændeovnen indstille luftkanalerne, så de opfylder hensigten: Dvs. at primær forbrændingsluft ledes hen til brændslet på bunddelen i 6 DK 177394 B1 forbrændingskammeret nedefra; at den sekundære forbrændingsluft ledes hen til forbrændingskammeret midt i forbrændingskammeret oven over brændslet og især oven over brændslet, når det er faldet fra hinanden i glødetilstanden; og at den tertiære forbrændingsluft ledes hen til forbrændingskammeret i nærheden af aftrækket.

5 I én udførelsesform er de kanaler, der tilvejebringer den anden og tertiære forbrændingsluft arrangeret således, at de tilvejebringer en naturlig cirkulation eller konvektion i forbrænd ingskammeret.

Ifølge en anden udførelsesform for opfindelsen er fremgangsmåden særlig, i og med at den yderligere indbefatter et skift fra hver enkelt af tilstandene, 0., 1., 2., 3., 4., til en hvilken 10 som helst anden tilstand, 0., 1., 2., 3., 4., hvilket tilvejebringes ifølge en logik i forbrændingsstyreenheden.

Dermed kan forbrændingsstyreenheden regulere ventilerne ifølge logikken i styreenheden. Logikken skal opfattes som værende baseret på input eller data eller informationer.

Ifølge en anden udførelsesform for opfindelsen er fremgangsmåden særlig, i og med at en 15 tilstand eller et skift mellem hver tilstand reguleres ifølge røggasmålinger foretaget ved hjælp af et røggasmåleorgan eller via input tilvejebragt ved hjælp af et brugergrænsefladeorgan.

Ifølge denne udførelsesform modtager forbrændingsstyreenheden data fra røggasmåleorganet såsom et termometer og en 02-måleindretning såsom en λ-sonde eller et hvilket som helst andet ækvivalent C02-organ.

20 Forbrændingsstyreenheden kan have en termostatstyreenhed, der behandler temperatu rdataene.

Røggasmåleorganerne eller -følerne er anbragt ved aftrækket og i én udførelsesform i nærheden af forbrændingskammeret. Den nøjagtige placering kan variere, og en fagmand vil skulle justere stillingen alt efter brændeovnen, de påtænkte typer brændsel og de faktiske 25 forbrændingskarakteristika for brændeovnen. Det typiske temperaturinterval ved drift vil i praksis være mellem ca. -40°C og ca. 500°C.

I en udførelsesform kan måleorganerne eller -sensorerne være anbragt i forbrændingskammeret.

7 DK 177394 B1

Logikken og styreenhederne kan være baseret på tabelværdier, og styreenhederne kan være valgt blandt tilgængelige styreenheder, herunder proportional-derivative(PD)-styreenheder.

Ifølge en anden udførelsesform for opfindelsen er fremgangsmåden særlig, i og med at en tilstand og/eller et skift mellem hver tilstand reguleres i henhold til et output fra et 5 dørstatusorgan.

Dørstatusorganet kan være en kontakt eller en detektor, der miler et temperaturfald eller en ændring i oxygenniveauet eller lignende. Dørstatusorganet kan være en on/off-detektor eller åben/lukket-detektor eller en detektor med kontinuerlig skala, der viser om døren er mellem 0 og 100 % åben.

10 Ifølge en udførelsesform programmeres hver tilstand som reguleringsplaner: en koldstartregulering, en varmstartregulering, en forbrændingsregulering, en glødningsregulering og en off-regulering.

Hver regulering indkodes i forbrændingsstyreenheden som en reguleringsplan.

1 en udførelsesform har hver regulering mindst en ventilreguleringsplan, og hver ventil haren 15 initialværdiindstilling, et PD-styreenheds-input og en setpunktsværdi. Det vil sige, at hver reguleringsplan har en primær, en sekundær og en tertiær initialværdi, et PD-styrenheds-input og en setpunktsværdi til regulering af hhv. hver primær, sekundær og tertiær værdi.

I en udførelsesform har koldstartreguleringen mindst en koldstartventilreguleringsplan.

I en udførelsesform har varmstartreguleringen mindst en varmstartventilreguleringsplan.

20 I en udførelsesform har varmstartreguleringen en logik til regulering af opstarten på hver varmstartsventilreguleringsplan. Denne logik kan konfigureres til at være baseret på historik om tidligere tilstande, antal gange i hver tilstand, tid eller eksterne input fra f.eks. et røggasmåleorgan, et dørdetektionsorgan eller en brugergrænseflade.

Som sådan kan der være en kold til varm-ventilreguleringsplan, en forbrænding til varm-25 ventilreguleringsplan og en glødning til varm-ventilreguleringsplan.

I en udførelsesform har forbrændingsreguleringen mindst en forbrændingsventilreguleringsplan.

8 DK 177394 B1 I en udførelsesform har forbrændingsreguleringen en logik til regulering af opstarten på hver forbrændingsventilreguleringsplan. Logikken kan konfigureres til atvære baseret på historik om tidligere tilstande, tid, antal gange i hver tilstand eller eksterne input fra f.eks. et røggasmlleorgan, et dørdetektionsorgan eller en brugergrænseflade.

5 Som sådan kan der være en første varm til forbrænding-ventilreguleringsplan, en efterfølgende varm til forbrænding-ventilreguleringsplan og en glødning til varm-ventilreguleringsplan.

Der kan være en glødningsregulering med mindst en glødningsventilreguleringsplan.

I en udførelsesform har glødningsreguleringen en logik til regulering af opstarten på hver 10 glødningsventilreguleringsplan. Logikken kan konfigureres til at være baseret på historik om tidligere tilstande, tid, antal gange i hver tilstand eller eksterne input fra f.eks. et røggasmåleorgan, et dørdetektionsorgan eller en brugergrænseflade.

Som sådan kan der være en varm til glødning-ventilreguleringsplan og en forbrænding til g lødning-ventilregu leringsplan.

15 Der kan være en off-regulering med mindst en reguleringsplan vedrørende afbrudt tilstand.

I en udførelsesform har off-reguleringen en logik til regulering af opstarten på hver glødningsventilreguleringsplan. Logikken kan konfigureres til at være baseret på historik om tidligere tilstande, tid, antal gange i hver tilstand eller eksterne input fra f.eks. et røggasmåleorgan, et dørdetektionsorgan eller en brugergrænseflade.

20 Hver initialværdi for ventilindstillingen kan udtrykkes som en procentdel af, hvor åben ventilen er.

Hvert input i PD-styreenheden kan være en angivelse af temperatur, oxygenniveau, dørstatusmåling, tid osv.

Hver setpunktsværdi kan være temperatur, oxygenniveau osv.

25 Det er underforstået, at disse værdier skal justeres og kalibreres alt efter de specifikke forhold for en bestemt brændeovn og dens konfiguration. En fagmand vil blive inspireret af oplysningerne om principperne og udgangspunkterne i dette referencemateriale og vil derfra 9 DK 177394 B1 kunne foretage undersøgelser, eksperimenter og justeringer, inden man opnår de præcise optimale værdier.

Ifølge en anden udførelsesform for opfindelsen er fremgangsmåden særlig, i og med at skiftet fra en tilstand til en anden tilstand aktiveres 5 - fra den 4. tilstand til den 0. tilstand: når der gives en startinstruktion; på hvilket tidspunkt en timer nulstilles og igangsættes for at give en tid t; - fra den 0. tilstand til den 0. tilstand: når det via dørstatusorganet detekteres, at døren står åben; - fra den 0. tilstand til den 1. tilstand: når 02-niveauet falder til under mellem 20 % og 14 % 10 og fortrinsvis til ca. 15 %; - fra den 1. tilstand 103 til den 1. tilstand 103: når det via dørstatusorganet detekteres, at døren står åben; - fra den 1. tilstand til den 2. tilstand: når T-målingen er over en Tset samt en T-afvigelse, hvor T-afvigelsen er mellem 0 og 50°C og fortrinsvis ca. 5°C; eller hvor den primære ventil 15 er mellem 0 og 10 % og fortrinsvis ca. 0 %; - fra den 1. tilstand til den 3. tilstand: når tiden t () er større end mellem 5 og 20 min. og fortrinsvis ca. 15 min., og den tertiære ventil er mellem 0 og 10 % og fortrinsvis ca. 0 %; - fra den 2. tilstand til den 1. tilstand: når det ved hjælp et dørstatusorgan detekteres, at døren står åben, eller hvor T-målingen er på under Tset minus en T-afvigelse, hvor T- 20 afvigelsen er mellem 0 og 50°C og fortrinsvis ca. 15°C; - fra den 2. tilstand til den 3. tilstand: når tiden t er større end mellem 5 og 20 min. og fortrinsvis ca. 15 min., og den tertiære ventil er mellem 0 og 10 % og fortrinsvis ca. 0 %; - fra den 3. tilstand til den 1. tilstand: når det via dørstatusorganet detekteres, at døren står åben; 25 - fra den 3. tilstand til den 4. tilstand: når 02-niveauet stiger til over mellem 14 % og 20 % og fortrinsvis ca. 17,5 %.

Der tilvejebringes dermed specifikke reguleringsforanstaltninger og værdier, inden for hvilke en forbrænding ifølge opfindelsen opnås.

Disse intervaller er egnet til en brændeovn med en kapacitet på ca. 2-5 kW med en 30 luftregulator som beskrevet i nærværende ansøgning og med et røggasmåleorgan anbragt i aftrækket i nærheden af forbrændingskammeret.

Værdier og intervaller kan og vil ændre sig med forskellige konfigurationer, men en fagmand vil søge at anvende disse intervaller og værdier som udgangspunkt for eksperimentering og ops kalering.

10 DK 177394 B1

Et formål med opfindelsen opnås ved en brændeovn, der har en dør til et forbrændingskammer med en bunddel, hvilket forbrændingskammer er isoleret fra luften ved hjælp af et aftræk og et indtag, ved hvilket indtag der er en luftregulator med mindst tre ventiler, en primær ventil forbundet via en primær luftkanal til regulering af forsyning af primær 5 forbrændingsluft til forbrændingskammeret gennem bunddelen, en sekundær ventil forbundet via en sekundær luftkanal til regulering af forsyning af sekundær forbrændingsluft til forbrændingskammeret mellem bunddelen og aftrækket og fortrinsvis på bagsiden, og en tertiær ventil forbundet via en tertiær luftkanal til regulering af forsyning af tertiær forbrændingsluft til forbrændingskammeret i den øverste ende og fortrinsvis på forsiden, 10 hvilke tre ventiler hver især reguleres ved hjælp af en indtagsregulering med en styreenhed, der er konfigureret til drift ved mindst fem forbrændingstilstande i brændeovnen.

Hvert element eller hver karakteristiske egenskab er i henhold til beskrivelsen i dette referencemateriale.

Ifølge en udførelsesform er brændeovnen særlig, i og med at røggasmåleorganet mindst er et 15 termometer og/eller en 02-måleindretning såsom en λ-sonde.

Røggasmåleorganet kan være anbragt i brændeovnens aftræk. I alternative udførelsesformer kan røggasmåleorganet være anbragt i forbrændingskammeret eller yderligere nedstrøms i en skorsten, der er forbundet med aftrækket.

I disse tilfælde kan der vælges forskellige sensorer alt efter de faktiske temperaturintervaller.

20 Et formål med opfindelsen opnås ved en forbrændingsstyreenhed til en brændeovn, der omfatter organer til modtagelse af input fra røggasmåleorganer og/eller en brugergrænseflade og organer til videresendelse af output til en luftregulator, hvilke output genereres ved hjælp af en forbrændingsreguleringsalgoritme, der omfatter en tilstandsmaskine med fem forbrændingstilstande: 25 - 0. tilstand; der er en koldstartstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 1. tilstand; der er en varmstartstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 2. tilstand; der er en forbrændingstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 3. tilstand; der er en glødetilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 4. tilstand; der er en off-tilstand.

30 Derved tilvejebringes der en styreenhed ifølge de træk, som er beskrevet i nærværende ansøgning, hvilken styreenhed kan monteres på en eksisterende brændeovn med en luftregulator, hvilken luftregulator har ventiler som beskrevet i nærværende ansøgning.

11 DK 177394 B1

Ifølge en udførelsesform er forbrændingsstyreenheden til brændeovne særlig, i og med at forbrændingsreguleringsalgoritmen yderligere er konfigureret således, at der kan foretages et skift fra hver enkelt af tilstandene: 0., 1., 2., 3., 4., til en hvilken som helst af de andre tilstande: 0., 1., 2., 3., 4.

5 Derved kan styreenheden i henhold til de træk, der er beskrevet i nærværende ansøgning, skifte mellem hver tilstand. Det er klart, at hver tilstand er konfigureret til at lagre og foretage en regulering som beskrevet. Konfigurationen kan ske ved at programmere styreenheden til at have ventilreguleringsplaner og logik som beskrevet. Det er klart, at der er tilvejebragt organer til programmering, lagring af programmet og/eller redigering af 10 programmet.

Et formål med opfindelsen opnås ved hjælp af en brændeovnsluftregulator, der omfatter mindst en ventil og fortrinsvis tre ventiler, og med et hus, som er konfigureret til montering i en brændeovn og konfigureret til modtagelse af reguleringssignaler fra en forbrændingsstyreenhed.

15 Derved er der tilvejebragt en luftregulator i henhold til de træk, der er beskrevet i nærværende ansøgning, hvilken luftregulator kan monteres i en eksisterende brændeovn med en forbrændingsstyreenhed, som er konfigureret alt efter luftstyreenheden og brændeovnen.

Ifølge en udførelsesform for luftregulatoren er luftregulatoren særlig, i og med at ventilen er en cylindrisk ventil med et ventilstempel og aktiveringsorganer til lineær positionering af 20 ventilstemplet i forhold til en ventilportramme til regulering af strømmen af forbrændingsluft gennem en ventilport.

Derved kan åbningen og luftgennemstrømningen reguleres på en optimal og nem måde.

Især kan ventilaktiveringsorganet være en motor, idet en motor med kontinuert drift eller en stepmotor via en aksel kan anbringe stemplet lineært i forhold til en port og dermed let 25 omdanne output fra styreenheden til faktiske positioner, som regulerer strømmen ved hjælp af ventilen.

Ventilåbningen er 0 %, når porten er lukket, og 100 % når porten er helt åben. Dette kan være, når stemplet er i den ene yderposition (0 %) og i den anden yderposition (100 %).

En fagmand vil indse, at der er brug for en vis kalibrering, da strømmen gennem ventilen vil 30 variere alt efter modstanden i skorstenen og den faktiske placering af luftregulatoren i brændeovnen og indtagsportens størrelse.

12 DK 177394 B1

Ifølge en udførelsesform for luftregulatoren ifølge opfindelsen er luftregulatoren særlig, i og med at ventilportrammen er formet med en bred åbning hen imod enden, hvor ventilstemplet er i en stilling, hvor ventilen er 100 % åben, og med en snævrere åbning hen imod enden, hvor ventilstemplet er i lukket stilling.

5 Dermed vil stemplets lineære bevægelse langs portrammen resultere i et faldende, såsom i henhold til en kvadratisk, eksponentielt eller lignende karakteristik, der giver mulighed for en finere regulering af luftstrømmen ved hjælp af ventilen ved åbninger, der er mindre.

Dermed kan luftregulatoren mere præcist regulere strømmen af forbrændingsluft.

Et formål med opfindelsen opnås ved et kit, der omfatter en forbrændingsstyreenhed til en 10 brændeovn ifølge beskrivelsen i nærværende ansøgning, en luftregulator i henhold til beskrivelsen i nærværende ansøgning og røggasmåleorganer såsom et termometer og et 02-måleorgan såsom en λ-sonde.

Dermed tilvejebringes der organer til eftermontering i en eksisterende brændeovn, hvormed man opnår et formål ifølge opfindelsen.

15 Ifølge en udførelsesform for opfindelsen er kittet særligt, i og med at kittet yderligere omfatter en brugergrænseflade. Dermed kan brændeovnen reguleres enten på brændeovnen eller fjernbetjenes via nogle kabelforbundne eller trådløse kommunikationsorganer.

Et formål med opfindelsen opnås ved en fremgangsmåde til fremstilling af en brændeovn, hvilken fremgangsmåde omfatter følgende trin: 20 - der tilvejebringes en brændeovn, og den forberedes til installering; - der tilvejebringes en luftregulator ifølge beskrivelserne i nærværende ansøgning, hvilken luftregulator monteres på brændeovnen; - der tilvejebringes en forbrændingsstyreenhed ifølge beskrivelserne i nærværende ansøgning, hvilken forbrændingsstyreenhed monteres på brændeovnen; 25 - røggasmåleorganer monteres på brændeovnen eller skorstenen til brændeovnen; - luftregulatoren forbindes med forbrændingsstyreenheden; - røggasmåleorganerne forbindes med forbrændingsstyreenheden.

Der kan dermed fremstilles en brændeovn baseret på en eksisterende brændeovn med en lavere effektivitet, så brændeovnen bliver opgraderet, hvorved opnås et formål ifølge 30 opfindelsen.

13 DK 177394 B1

Ifølge en udførelsesform for fremgangsmåden til fremstilling af en brændeovn er fremgangsmåden yderligere særlig, i og med at den omfatter det trin, at der tilvejebringes en brugergrænseflade, og brugergrænsefladen forbindes med forbrændingsstyreenheden.

Beskrivelse af tegningen 5 Opfindelsen er beskrevet med henvisning til tegningerne, hvor figur 1 viser en ovn med en styreenhed til regulering af forbrændingen i ovnen; figur 2 viser en træfyret brændeovn med et forbrændingskammer, hvor forbrændingsluften tilføres via en luftregulator; figur 3 viser et eksempel på et tilstandsdiagram til regulering af forbrændingen i en ovn; 10 figur 4 viser et eksempel på en koldstartsfase eller fase O-tilstand for styreenheden; figur 5 viser et eksempel på en varmstartsfase eller fase 1 i styreenheden; figur 6 viser et eksempel på en forbrændingsfase eller fase 2 i styreenheden; figur 7 viser et eksempel på en glødefase eller fase 3 i styreenheden; figur 8 viser et eksempel på en off-fase eller fase 4 i styreenheden; 15 figur 9 viser en udførelsesform for en luftreguleringsboks med tre ventiler: en primær, en sekundær og en tertiær ventil; figur 10 viser en udførelsesform for en ventil, en cylinderventil; figur 11 viser et tværsnit af en luftboks med to cylinderventiler, hvoraf den ene ses i tværsnit; 20 figur 12 viser et tværsnit af en cylinderventil, og figur 13 viser røggastemperaturen og C02-indholdet i røggassen foren brændeovn uden forbrændingsstyreenheden og luftregulatoren og for en brændeovn med forbrændingsstyreenheden.

14 DK 177394 B1

Detaljeret beskrivelse af opfindelsen

Nummer Del 1 Brændeovn 2 Forbrændingsstyreenhed 5 3 Aftrækslbning 4 Røggasmlleorgan 4' Termometer, T-måling 4" λ-sonde, 02-måling 5 Indtagsåbning 10 6 Indtagsregulering 6' Regulering af primær ventil 6" Regulering af sekundær ventil 6"' Regulering af tertiær ventil 7 Forbrændingsreguleringsalgoritme 15 8 Ventilstyreenheder 9 Dørstatusorgan 10 Termostatstyreenhed 11 Brugergrænseflade 12 Brugergrænsefladekommunikationsorganer 20 13 Dør 14 Forbrændingskammer 15 Bunddel 16 Forbrændingsluft 17 Luftregulator 25 18 Aftræksåbning til forbrændingsgas 19 Ventiler 19' Primær ventil 19" Sekundær ventil 19"' Tertiær ventil 30 20 Luftkanal 20' Primær luftkanal 20" Sekundær luftkanal 20'" Tertiær luftkanal 21 Skorsten 35 100 Startinstruktion 101 4. tilstand eller off-tilstand 102 0. tilstand eller koldstartstilstand 15 DK 177394 B1 19405DK00 103 1. tilstand eller varmstartstilstand 104 2. tilstand eller forbrændingstilstand 105 3. tilstand eller glødetilstand 110 Initialisering 5 111 4-1-skift eller start til kold-skift 112 0-0-skift eller kold til kold-skift 113 0-1-skift eller kold til varm-skift 114 1-1-skift eller varm til varm-skift 115 1-2-skift eller varm til forbrænding-skift 10 116 1-3-skift eller varm til glødning-skift 117 2-1-skift eller forbrænding til varm-skift 118 2-3-skift eller forbrænding til glødning-skift 119 3-1-skift eller glødning til varm-skift 120 3-4-skift eller skift fra glødning til off-tilstand 15 130 Koldstartregulering 131 Varmstartregulering 132 Forbrændingsregulering 133 Glødningsregulering 134 Off-regulering 20 150 Koldstartsventilreguleringsplan 151 Initialværdi 151' Primær initialværdi 151" Sekundær initialværdi 151"' Tertiær initialværdi 25 152 Input fra styreenhed 152' Input fra primær styreenhed 152" Input fra sekundær styreenhed 52'" Input fra tertiær styreenhed 153 Setpunktsværdi 30 153' Primær setpunktsværdi 153" Sekundær setpunktsværdi 153'" Tertiær setpunktsværdi 160 Kold til varm-ventilreguleringsplan 161 Forbrænding til varm-ventilreguleringsplan 35 162 Glødning til varm-ventilreguleringsplan 170 Første varm til forbrænding-ventilreguleringsplan 171 Efterfølgende varm til forbrænding-ventilreguleringsplan 180 Varmstart til glødning-ventilreguleringsplan 181 Forbrænding til glødning-ventilreguleringsplan 16 DK 177394 B1 19405DK00 190 Off-ventilreguleringsplan 200 Hus 201 Indtagsforbindelsesorgan 202 Luftkanalforbindelsesorgan 5 210 Cylindrisk ventil 211 Ventilhus 212 Ventilstempel 213 Aktuatorforbindelsesind retning 214 Aktuatororgan 10 215 Ventilport 216 Ventilportramme

Figur 1 er en skematisk gengivelse af brændeovn 1 med en forbrændingsstyreenhed 2 til regulering af en forbrænding i brændeovnen 1. Brændeovnen 1 har et aftræk 3, der er forsynet med røggasmåleorganer 4 såsom et termometer 4'og såsom et 02-måleorgan 4", 15 f.eks. en λ-sonde. Aftræksåbningen 3 er placeret i den øverste del af brændeovnen 1.

Måleorganerne 4 er forbundet med forbrændingsstyreenheden 2.

Brændeovnen 1 har et indtag 5, der er konfigureret til at forsyne brændeovnen 1 med luft. Indtaget er placeret i den nederste del af brændeovnen 1. Indtaget 5 reguleres ved hjælp af en indtagsregulering 6 fra forbrændingsstyreenheden 2. Indtagsreguleringen i denne 20 udførelsesform har en regulering til den primære ventil 6', en regulering til den sekundære ventil 6" og en regulering til den tertiære ventil 6"'.

Forbrændingsstyreenheden 2 har organer til lagring og gennemførelse af en forbrændingsreguleringsalgoritme 7, som regulerer ventilstyreenhederne 8.

I denne udførelsesform har forbrændingsstyreenheden 2 et brændeovnsdørstatusorgan 9, 25 der er konfigureret til at modtage input om, hvorvidt en dør 13 er åben eller lukket.

Forbrændingsstyreenheden 2 har en termostatstyreenhed 10, der er konfigureret til at modtage input fra termometeret 4' og fra en brugergrænseflade 11 via nogle brugergrænsefladekommunikationsorganer 12.

Forbrændingsstyreenheden 2 og brugergrænsefladen 11 er konfigureret til at sende og 30 modtage signaler.

17 DK 177394 B1

Et første signal 12' er en ønsket temperatur eller et ønsket forbrændingsniveau, der er indtastet via brugergrænsefladen 11.

Et andet signal 12" er et start- eller stopsignal, der er indtastet via brugergrænsefladen 11.

Et tredje signal 12"' er et genopfyldningssignal, der sendes fra forbrændingsstyreenheden 2 5 til brugergrænsefladen 11, hvilket genopfyldningssignal betyder, at der skal mere brændsel pi for at kunne opretholde den ønskede temperatur eller forbrændingsrenhed.

Brændeovnen 1 i denne udførelsesform har en dør 13, der i det aktuelle tilfælde er et vindue foran et forbrændingskammer 14.

Figur 2 viser en brændeovn 1 med et forbrændingskammer 14 med en bunddel 15, og hvor 10 forbrændingsluft 16 tilføres fra en luftregulator 17, og hvorfra et aftræk af forbrændingsgas 18 ledes bort.

Brændeovnen 1 har luftregulatoren 17 placeret i den nederste del af brændeovnen neden under bunddelen 15 i forbrændingskammeret 14.

Luftregulatoren 17 har en række ventiler 19, som hver især er forbundet via en luftkanal 20 15 for at lede forbrændingsluft 16 fra ydersiden af forbrændingskammeret 14 ind pi indersiden af forbrændingskammeret 14.

Især har luftregulatoren 17 en primær ventil 19', som regulerer strømmen af forbrændingsluft 16' gennem en primær luftkanal 20' fra indtaget 5 til den nederste del af for-brændingskammeret 14. I denne udførelsesform er den primære luftkanal 20' tilpasset til 20 at lede forbrændingsluft 16' gennem bunddelen 15.

Især har luftregulatoren 17 en sekundær ventil 19", som regulerer strømmen af forbrændingsluft 16" gennem en sekundær luftkanal 20" fra indtaget 5 til den midterste del af forbrændingskammeret 14.

I denne udførelsesform er den sekundære luftkanal 20" tilpasset til at lede forbrændingsluft 25 16" til bagsiden af forbrændingskammeret 14, hvilken bagside er placeret modsat vinduet eller døren 13.

18 DK 177394 B1

Især har luftregulatoren 17 en tertiær ventil 19"', som regulerer strømmen af forbrændingsluft 16'" gennem en tertiær luftkanal 20'" fra indtaget 5 til den øverste del af forbrændingskammeret 14.

I denne udførelsesform er den tertiære luftkanal 20'" tilpasset til at lede forbrændingsluft 5 16'" til ydersiden af forbrændingskammeret 14, hvilken yderside er den samme side som døren eller vinduet 13.

Brændeovnen 1 har forbindelsesorganer til forbinding af aftrækket 3 eller forbindelse til en skorsten 21. I denne udførelsesform er røggasmileorganerne 4 placeret inde i skorstenen 21. Røggasmlleorganerne 4 indbefatter et termometer 4' og en λ-sonde som 02-måleorganet 4".

10 Figur 3 viser et eksempel pi et tilstandsdiagram for regulering af forbrændingen i en brændeovn 1. Tilstandsdiagrammet er integreret i forbrændingsstyreenheden 2 som et software program og specifikt som forbrændingsreguleringsalgoritme 7.

Tilstandsdiagrammet eller tilstandsstyreenheden har en række startinstrukser 100 efterfulgt af fem tilstande i forbindelse med drift. De fem tilstande indbefatter en 4. tilstand 101, en 0.

15 tilstand 102, en 1. tilstand 103, en 2. tilstand 104 og en 3. tilstand 105.

Den 0. tilstand er en koldstartstilstand 102, hvor brændeovnen 1 er kold.

Den 1. tilstand er en varmstartstilstand 103, hvor brændeovnen 1 har været i drift og stadig er varm.

Den 2. tilstand er en forbrændingstilstand 104, hvor brændslet forbrænder i brændeovnen 1.

20 Dette muliggør, at forbrændingsstyreenheden 2 kan opretholde forbrændingen i brændeovnen 1, når blot der er brændsel, og indstillingerne og målingerne kræver forbrænding.

Den 3. tilstand er en glødetilstand 105, hvor brændslet gløder i brændeovnen 1.

Den 4. tilstand er en off-tilstand 101, hvor brændeovnen 1 er lukket, og brændselsforbrændingen er ophørt.

25 Ved tilstand 101, 102, 103, 104 og 105 regulerer forbrændingsstyreenheden 2 ventilerne 19 i luftregulatoren 19.

19 DK 177394 B1

Forbrændingsstyreenheden 2 er konfigureret til at modtage input fra røggasmlleorganerne 4 og i dette tilfælde fra en brugergrænseflade 11, hvilke målinger og input anvendes til at bestemme, hvornår tilstandsstyreenheden skal foretage et skift eller en overgang fra en tilstand til den samme tilstand, "en nulstilling" eller en anden tilstand.

5 I den viste udførelsesform for tilstandsstyreenheden er der overgange eller skift fra en tilstand til en anden tilstand, nemlig: 4-1-skift 111 er et skift eller en overgang fra den 4. tilstand 101 til den 0. tilstand 102 eller fra starttilstanden til off-tilstanden.

0-0-skift 112 er et skift eller en overgang fra den 0. tilstand 102 til den 0. tilstand 102 eller 10 fra koldstarttilstanden til koldstarttilstanden. Et sådant skift eller en sådan overgang fra og til den samme tilstand foretages, hvis proceduren i tilstanden ikke er færdig eller skal genstartes.

0- 1-skift 113 er et skift eller en overgang fra den 0. tilstand 102 til den 1. tilstand 103 eller fra koldstarttilstanden til varmetilstanden.

15 1-1-skift 114 er et skift eller en overgang fra den første tilstand 103 til den første tilstand 103 eller fra varmetilstanden til varmetilstanden.

1- 2-skift 115 er et skift eller en overgang fra den 1. tilstand 103 til den 2. tilstand 104 eller fra varmetilstanden til forbrændingstilstanden.

1- 3-skift 116 er et skift eller en overgang fra den 1. tilstand 103 til den 3. tilstand 105 eller 20 fra varmetilstanden til glødetilstanden.

2- 1-skift 117 er et skift eller en overgang fra den 2. tilstand 104 til den 1. tilstand 103 eller fra forbrændingstilstanden til varmetilstanden.

2-3-skift 118 er et skift eller en overgang fra den 2. tilstand 104 til den 3. tilstand 105 eller fra forbrændingstilstanden til glødetilstanden.

25 3-1-skift 119 er et skift eller en overgang fra den 3. tilstand 105 til den 1. tilstand 103 eller fra glødetilstanden til varmetilstanden.

20 DK 177394 B1 3-4-skift 120 er et skift eller en overgang fra den 3. tilstand 105 til den 4. tilstand 101 eller fra glødetilstanden til off-tilstanden.

Det er indlysende, at andre mulige skift såsom 0-0, 2-1 osv. ikke er vist i denne udførelsesform, men kan gennemføres på en tilsvarende måde.

5 I de følgende figurer fra figur 4 til 8 er der vist ventilreguleringsplaner for hver af følgende tilstande: 0. 101, 1. 102, 2. 103, 3. 104 og 4. 105. Hver tilstand reguleres via mindst en ventilreguleringsplan afhængigt af den tidligere tilstand.

Hver plan har en initialværdi, input fra en PD-styreenhed og en setpunktsværdi for hver af de primære, sekundære og tertiære ventiler.

10 Figur 4 viser et eksempel på en koldstartfase 102, den 0. tilstand, med en koldstartregulering 130, der indbefatter en koldstartventilreguleringsplan 150.

Koldstartventilreguleringsplanen 150 har initialværdier 151, inputværdier fra en PD-styreenhed 152 og setpunktsværdier 153 for hver af de primære, sekundære og tertiære ventiler.

15 Der er en primær initialværdi 151', som i dette tilfælde er 100 %, hvilket resulterer i, at den primære ventil 19'åbnes 100 % med henblik på maksimalt indtag af primær forbrændingsluft 16'til forbrændingskammeret 14.

Der er en sekundær initialværdi 151", som i dette tilfælde er 0 %, hvilket resulterer i, at den sekundære ventil 19" åbnes 0 %, dvs. 100 % lukket med henblik på minimalt eller intet 20 indtag af sekundær forbrændingsluft 16" til forbrændingskammeret 14.

Der er en tertiær initialværdi 151'", som i dette tilfælde er 100 %, hvilket resulterer i, at den tertiære ventil 19'" åbnes 100 % med henblik på maksimalt indtag af tertiær forbrændingsluft 16'" til forbrændingskammeret 14.

Der er et input fra en primær styreenhed 152', som er ureguleret eller flydende. Ligeledes er 25 inputtet fra den sekundære styreenhed 152" og inputtet fra den tertiære styreenhed 152'" ureguleret eller flydende.

Der er en primær setpunktsværdi 153', som er tom eller nul. Ligeledes er den sekundære setpunktsværdi 153" og de tertiære setpunktsværdier tomme eller nul.

21 DK 177394 B1

Figur 5 viser et eksempel pi en varm startsfa se 103, den 1. tilstand eller fase, med en varmstartsstyreenhed 131, som indbefatter en kold til varmstart-ventilreguleringsplan 160, en forbrænding til varm-ventilreguleringsplan 161 og en glødning til varm-ventilreguleringsplan 162.

5 I henhold til nummereringen i figur 4 har kold til varmstart-ventilreguleringsplan 160:

En primær initialværdi pi 100 °/o, hvilket resulterer i, at den primære ventil 19' er helt åben med henblik pi levering af mest mulig primær forbrændingsluft 16' til forbrændingskammeret 14.

Der er input fra en primær styreenhed, som regulerer temperaturen. Regulatoren er baseret 10 pi en primær setpunktsværdi Tset i henhold til f.eks. et brugerinput via brugergrænsefladen eller en forudindstillet ønskværdig standardtemperatur.

Der er en sekundær initialværdi pi 0 %, hvilket resulterer i, at den sekundære ventil 19" er helt lukket, si der indledningsvis ikke leveres nogen sekundær forbrændingsluft 16" til forbrænd ingskammeret.

15 Der er input fra en sekundær styreenhed, som regulerer oxygenniveauet, 02-niveauet, i aftrækket 3 i retning af en sekundær setpunktsværdi pi 13 % 02.

En tertiær initialværdi pi 100 %, hvilket resulterer i, at den tertiære ventil 19'" er helt åben til fremføring af en maksimal mængde tertiær forbrændingsluft 16'" til forbrændingskammeret 14.

20 Der er input fra en tertiær styreenhed, som forbliver ureguleret eller flydende, og med en setpunktsværdi, der er sat til nul eller er irrelevant.

Forbrænding til varmstart-ventilreguleringsplanen 161 har:

En primær initialværdi pi 20 %, hvilket resulterer i, at den primære ventil 19' er 20 % åben til fremføring af primær forbrændingsluft 16' til forbrændingskammeret 14.

25 Der er input fra en primær styreenhed, som regulerer temperaturen i aftrækket 3 i retning af en primær setpunktsværdi, der afhænger af Tset.

Der er en sekundær initialværdi, som er uændret.

22 DK 177394 B1

Der er input fra en sekundær styreenhed, som regulerer oxygenniveauet i retning af en sekundær setpunktsværdi på 11,5 % 02.

En tertiær initialværdi på 100 %, hvilket resulterer i, at den tertiære ventil 19"' er helt åben til fremføring af en maksimal mængde tertiær forbrændingsluft 16'" til 5 forbrændingskammeret 14.

Der er input fra en sekundær styreenhed, som forbliver ureguleret eller flydende, og med en setpunktsværdi, der er sat til nul eller er irrelevant.

Gløde til varmstart-ventilreguleringsplanen 162 har:

En primær initialværdi på 20 %, hvilket resulterer i, at den primære ventil 19' er 20 % åben 10 til fremføring af primær forbrændingsluft 16' til forbrændingskammeret 14.

Der er input fra en primær styreenhed, som regulerer temperaturen i aftrækket 3 i retning af en primær setpunktsværdi, der afhænger af Tset.

Der er en sekundær initialværdi på 50 %, hvilket resulterer i, at den sekundære ventil 19" er halvt åben til fremføring af halvdelen af maksimale mængde sekundære forbrændingsluft 16" 15 til forbrændingskammeret.

Der er input fra en sekundære styreenhed, som regulerer oxygenniveauet i retning af en sekundær setpunktsværdi på 11,5 % 02.

Der er en tertiær initialværdi på 100 %, hvilket resulterer i, at den tertiære ventil 19'" er helt åben med henblik på fremføring af mest mulig tertiær forbrændingsluft 16'" til 20 forbrændingskammeret 14.

Der er input fra en tertiær styreenhed, som forbliver ureguleret eller flydende, og med en setpunktsværdi, der er sat til nul eller er irrelevant, hvilket resulterer i, at den tertiær ventil 19'" forbliver på initialværdien.

Varmstartreguleringen 131 er endvidere konfigureret til bestemmelse af den tidligere 25 tilstand, hvilket dermed muliggør det ønskede valg af ventilreguleringsplan 160, 161, 162.

23 DK 177394 B1

Figur 6 viser et eksempel pi en forbrændingstilstand 104, den 2. tilstand og en forbrændingsregulering 132, som regulerer en første varm til forbrænding-ventilreguleringsplan 170 og en efterfølgende varm til forbrænding-ventilreguleringsplan 171.

Den første varm til forbrænding-ventilreguleringsplan 170 har: 5 En primær initialværdi pi 0 %, hvilket resulterer i, at den primære ventil 19' er helt lukket, si der ikke fremførers primær forbrændingsluft 16' til forbrændingskammeret 14.

Der er en primær styreenhed, som forbliver ureguleret, og den primære setpunktsværdi er nul.

Der er en sekundær initialværdi, som forbliver uændret.

10 Der er input fra en sekundær styreenhed, som regulerer oxygenniveauet, 02-niveauet, i aftrækket 3 i retning af en tertiær setpunktsværdi pi 13 % 02.

En tertiær initialværdi pi 100 %, hvilket resulterer i, at den tertiære ventil 19'" er helt åben til fremføring af en maksimal mængde tertiær forbrændingsluft 16'" til forbrændingskammeret 14.

15 Der er input fra en tertiær styreenhed, som regulerer temperaturen i retning af en temperatur, der afhænger af en tertiær setpunktsværdi Tset.

Den efterfølgende varm til forbrænding-ventilreguleringsplan 171 har:

En primær initialværdi pi 0 %, hvilket resulterer i, at den primære ventil 19' er helt lukket, si der ikke fremførers primær forbrændingsluft 16' til forbrændingskammeret 14.

20 Der er en primær styreenhed, som forbliver ureguleret, og den primære setpunktsværdi er nul.

Der er en sekundær initialværdi, som forbliver uændret.

Der er input fra en sekundær styreenhed, som regulerer oxygenniveauet, 02-niveauet, i aftrækket 3 i retning af en tertiær setpunktsværdi pi 11,5 % 02.

24 DK 177394 B1

En tertiær initialværdi på 100 %, hvilket resulterer i, at den tertiære ventil 19"' er helt åben til fremføring af en maksimal mængde tertiær forbrændingsluft 16'" til forbrændingskammeret 14.

Der er input fra en tertiær styreenhed, som regulerer temperaturen i retning af en 5 temperatur, der afhænger af en tertiær setpunktsværdi Tset.

Figur 7 viser et eksempel på en glødetilstand 105, den 3. tilstand, og en glødetilstands-regulering 133, som regulereren varmstart til glødning-ventilreguleringsplan 180 og en forbrænding til glødning-ventilreguleringsplan 181.

Varmstart til glødning-ventilreguleringsplanen 180 indbefatter følgende: 10 En primær initialværdi, som forbliver uændret, og med et maksimum på 50 %, hvilket resulterer i, at den primære ventil 19' maksimalt er halvt åben til fremføring af maksimalt den halve mængde primær forbrændingsluft 16'til forbrændingskammeret 14.

Der er en primær styreenhed, som regulerer temperaturen i retning af en primær setpunktsværdi, der afhænger af Tset.

15 Der er en sekundær initialværdi på 0 %, hvilket resulterer i, at den sekundære ventil 19" er lukket.

Der er input fra en sekundær styreenhed, som forbliver ureguleret uden nogen setpunktsværdi.

Der er en tertiær initialværdi, som forbliver uændret, med et minimum på 10 %, hvilket 20 resulterer i, at den tertiær ventil 19'" åbnes en lille smule til fremføring af en lille smule tertiær forbrændingsluft 16'" til forbrændingskammeret 14.

Der er input fra en tertiær styreenhed, som regulerer oxygenniveauet i retning af et oxygenniveau på 13 % 02.

Forbrændingstilstand til glødning-ventilreguleringsplanen 181 indbefatter følgende: 25 En primær initialværdi på 0 %, hvilket resulterer i, at den primære ventil 19' er helt lukket, så der ikke fremførers primær forbrændingsluft 16' til forbrændingskammeret 14.

25 DK 177394 B1

Der er en primær styreenhed, som regulerer temperaturen i retning af en primær set-punktsværdi, der afhænger af Tset.

Der er en sekundær initialværdi på O %, hvilket resulterer i, at den sekundære ventil 19" er lukket.

5 Der er input fra en sekundær styreenhed, som forbliver ureguleret uden nogen setpunktsværdi.

Der er en tertiær initialværdi, som forbliver uændret, med et minimum pi 10 %, hvilket resulterer i, at den tertiære ventil 19"' åbnes en lille smule til fremføring af en lille smule tertiær forbrændingsluft 16'" til forbrændingskammeret 14.

10 Der er input fra en tertiær styreenhed, som regulerer oxygenniveauet i retning af et oxygenniveau pi 11,5 % 02.

Figur 8 viser et eksempel på en off-tilstand 105, den 4. tilstand og en off-tilstands-regulering 134, som regulereren forbrænding til glødning-ventilreguleringsplan 190.

Der er en primær initialværdi på 0 %, hvilket resulterer i, at den primære ventil 19' er lukket, 15 så der ikke fremføres primær forbrændingsluft 16' til forbrændingskammeret 14.

Der er input fra en primær styreenhed, som forbliver ureguleret uden nogen setpunktsværdi.

Der er en sekundær initialværdi på 0 %, hvilket resulterer i, at den sekundære ventil 19" er lukket, så der ikke leveres nogen tertiær forbrændingsluft 16" til forbrændingskammeret 14.

Der er input fra en sekundær styreenhed, som forbliver ureguleret uden nogen 20 setpunktsværdi.

Der er en tertiær initialværdi på 10 %, hvilket resulterer i, at den tertiære ventil 19'" er en lille smule åben med henblik på fremføring af en lille smule tertiær forbrændingsluft 16'" til forbrændingskammeret 14.

Der er input fra en tertiær styreenhed, som regulerer temperaturen, hvis temperaturen er på 25 under 50°C. Dermed slukkes den resterende mængde brændsel langsomt. Den tertiære setpunktsværdi er nul.

26 DK 177394 B1

Figur 9 viser en udførelsesform for en luftregulator 17 med tre ventiler 19: en primær ventil 19', en sekundær ventil 19" og en tertiær ventil 19"'. Luftreguleringsboksen 17 haret hus 200 med et indtagsforbindelsesorgan 201 og er formet til at passe ind i en brændeovn 1, således at indtagsforbindelsesorganet 201 får forbrændingsluft 16 fra indtaget 5.

5 Luftregulatoren 17 har luftkanalforbindelsesorganer 202 for hver ventil 19.

Der er et primært luftkanalforbindelsesorgan 202', som forbinder luftboksen 17 med en primær luftkanal 20', hvilket gør det muligt, at forbrændingsluft 16 fra indtaget 5 kan tilføres til forbrændingskammeret 14 som primær forbrændingsluft 16', der reguleres ved hjælp af den primære ventil 19'.

10 Det samme gør sig gældende for de separate sekundære og tertiære kanaler.

Figur 10 viser en udførelsesform for en ventil 19, der er en cylinderventil 210 med et ventilhus 211 og et ventilstempel 212. Ventilstemplet 212 er trukket ud i en position længst væk fra ventilhuset 211.

Figur 11 viser et tværsnit af en luftboks 17 med to cylinderventiler 210, hvoraf den ene ses i 15 tværsnit. I begge tilfælde er ventilstemplet 212 trukket ind i ventilhuset 211.

Bevægelsen afventilstemplet 212 udføres via en aktuatorforbindelsesindretning 213, som er forbundet med et aktuatororgan 214. I dette tilfælde er aktuatorforbindelsesindretningen 213 og aktuatororgankombinationen en spindel, som roteres ved hjælp afen motor, hvorved ventilstemplet 212 kan bevæges lineært og placeres inde i huset 200 til dannelse af en 20 ventilport 215 på grund af interaktion eller relativ placering mod en ventilportramme 216.

Figur 12 viser et tværsnit af en cylinderventil 210 med ventilhuset 211, ventilstemplet 212, som lineært kan bevæge sig ind og ud af ventilhuset 211. Bevægelsen afventilstemplet 212 udføres langs aktuatorforbindelsesindretningen 213, der i dette tilfælde en snekke, som kan roteres ved hjælp af en motor som aktuatororgan 214.

25 Aktuatororganet 214 reguleres via ventilreguleringen 6 og arrangementet med den kalibrerede, især den relative placering af ventilportrammen 216, ventilhuset 211 og ventilstemplet 212, således at et signal om 100 % åbning af ventilreguleringen 6 resulterer i, at ventilstemplet 212 i ventilhuset 211 trækkes ud, hvorved åbningen i ventilport 215 gøres så stor som mulig.

27 DK 177394 B1

Ligeledes resulterer et signal til ventilreguleringen 6 om, at der skal være O % åbent (lukket), i, at ventilstemplet 212 er ude af ventilhuset 211 og lukker sig om ventilportramme 216.

I denne udførelsesform ses det, at ventilportrammen 216 har en V-formet åbning, således at 5 størrelsen på åbningen i ventilport 15 kan reguleres mere præcist, hvilket giver mulighed for finere regulering af mindre åbninger i ventilport 15.

Figur 13 viser røggastemperaturen og C02-indholdet i procent i røggassen for en brændeovn uden forbrændingsstyreenheden og luftregulatoren, A, og for en brændeovn med forbrændingsstyreenheden, B.

10 Hvert diagram viser den passende udvikling af temperaturen på aftrækket røggas på en skala fra 0 til 700°C og C02-niveauet som procent i aftrækket på en skala fra 0 til 20 %.

Testen er blevet foretaget som en standardtest ifølge EN13240 for at kunne sammenligne forbrændingen af et brændsel i en standardbrændeovn med en udførelsesform for brændeovn som beskrevet i det tilfælde, hvor standardbrændeovnen er udstyret med en 15 luftregulator, en forbrændingsstyreenhed og aftræksforanstaltninger (om end 02-føleren er erstattet med en tilsvarende C02-føler).

I henhold til standardtesten er der tre betingelser eller testomstændigheder: Den bedste bruger er en laborant, det bedste kompromis vedrørende skorsten og installation og den bedst mulige brændselstilførsel (med hensyn til fugtighed og vægtfordeling).

20 Hver top i figurerne angiver påfyldning af brændeovnen med brændsel. Det kan klart konstateres, at den regulerede forbrænding er mere konstant. Selvom der er toppe, er der tale om små toppe. Værdien Texhaust er meget stabil på ca. 380°C.

Standardtesten viser, at den regulerede brændeovn ifølge en udførelsesform for opfindelsen resulterer i en reduktion i brændselsforbruget på ca. 15-30 %.

25 Den regulerede brændeovn er brugervenlig med en mere stabil (dvs. mindre modulation) stuetemperatur og med færre genopfyldninger med træ. Der er ingen eller nedsat risiko for overophedning og som følge deraf en reduceret risiko for beskadigelse af brændeovnen og derfor en længere forventet levetid for brændeovnen.

28 DK 177394 B1

Den regulerede brændeovn resulterer endvidere i mindre opbygning af sod i brændeovnen og skorstenen.

Med hensyn til miljøpåvirkning viste den regulerede brændeovn fra en kold til en kold tilstand en emissionsreduktion på ca. 60-80 % - igen i henhold til standarden EN 13240.

5 Ud over standardtestomstændighederne (laboratoriebetingelser) er der blevet foretaget andre normale og unormale test. Disse andre betingelser indbefatter: "bedste bruger", "værste bruger", "dårlig skorsten", "fugtigt træ" og "forkert mængde træ". Disse betingelser er blevet testet for forskellige forbrændingsscenarier.

Til sammenligning havde en ureguleret brændeovn, for så vidt angår "bedste bruger", 10 "værste bruger" og "dårlig skorsten" under nominelle forbrændingsbetingelser, en effektivitetsgrad på hhv. 77,6 %, 73,4 % og 61,3 %.

For den regulerede brændeovn ifølge opfindelsen var denne effektivitetsgrad på hhv. 84,6 %, 84,6 % og 80,1 %.

15

Claims (16)

1. 29 DK 177394 B1
2. 1. Fremgangsmåde til forbrænding af et brændsel i en brændeovn (1), der har en dør (13) til et forbrændingskammer (14) med en bunddel (15), hvilket forbrændingskammer (14) er isoleret fra luften ved hjælp af et aftræk (3) og et indtag (5), ved hvilket indtag (5) der er 5 tilvejebragt en luftregulator (17) med mindst tre ventiler (19), en primær ventil (19') forbundet via en primær luftkanal (20') til regulering af forsyning af primær forbrændingsluft (16') til forbrændingskammeret (14) gennem bunddelen (15), en sekundær ventil (19") forbundet via en sekundær luftkanal (20") til regulering af forsyning af sekundær forbrændingsluft (16") til forbrændingskammeret (14) mellem bunddelen (15) og aftrækket 10 (3) og fortrinsvis på bagsiden, og en tertiær ventil (19'") forbundet via en tertiær luftkanal (20'") til regulering af forsyning af tertiær forbrændingsluft (16'") til forbrændingskammeret (14) i den øverste ende og fortrinsvis på forsiden, kendetegnet ved, at tre ventiler (19) hver især reguleres ved hjælp af en forbrændingsstyreenhed (2), der er 15 konfigureret til drift i følgende tilstande: - 0. tilstand (102); der er en koldstartstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 1. tilstand (103); der er en varmstartstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 2. tilstand (104); der er en forbrændingstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 3. tilstand (105); der er en glødetilstand ved en forbrænding af et brændsel; 20 - 4. tilstand (101); der er en off-tilstand.
3. 2. Fremgangsmåde til forbrænding af brændsel i en brændeovn (1) ifølge krav 1, hvor et skift fra hver enkelt af tilstandene (102, 103, 104, 105, 101), 0., 1., 2., 3., 4. til en hvilken som helst anden tilstand (102, 103, 104, 105, 101), 0., 1., 2., 3., 4. tilvejebringes ifølge en logik i forbrændingsstyreenheden (2).
4. 3. Fremgangsmåde til forbrænding af et brændsel i en brændeovn (1) ifølge krav 1 eller 2, hvor en tilstand (102, 103, 104, 105, 101) eller et skift mellem hver tilstand (102, 103, 104, 105, 101) reguleres ifølge aftræksforanstaltninger, som tilvejebringes af røggasmåleorganer (4) eller via input, som tilvejebringes ved hjælp af et brugergrænsefladeorgan (11).
5. 4. Fremgangsmåde til forbrænding af et brændsel i en brændeovn (1) ifølge et hvilket som 30 helst af kravene 1 til 3, hvor en tilstand (102, 103, 104, 105, 101) og/eller et skift mellem hver tilstand (102, 103, 104, 105, 101) reguleres i henhold til et output fra et dørstatusorgan (9).
6. 5. Fremgangsmåde til forbrænding af et brændsel i en brændeovn (1) ifølge krav 4, hvor skiftet fra en tilstand (102, 103, 104, 105, 101) til en anden tilstand (102, 103, 104, 105, 30 DK 177394 B1 101. aktiveres - fra den 4. tilstand (101) til den 0. tilstand (102): når der gives en startinstruktion; pi hvilket tidspunkt en timer nulstilles og igangsættes for at give en tid t; - fra den 0. tilstand (102) til den 0. tilstand (102): når det ved hjælp af dørstatusorganet (9) 5 konstateres, at døren står Iben; - fra den 0. tilstand (102) til den 1. tilstand (103): når 02-niveauet falder til under mellem 20 % og 14 % og fortrinsvis til ca. 15 %; - fra den 1. tilstand (103) til den 1. tilstand (103): når det ved hjælp af dørstatusorganet (9) konstateres, at døren står åben; 10. fra den 1. tilstand (103) til den 2. tilstand (104): når T-målingen (4') er over en Tset samt en T-afvigelse, hvor T-afvigelsen er mellem 0 og 50°C og fortrinsvis ca. 5°C; eller hvor den primære ventil er mellem 0 og 10 % og fortrinsvis ca. 0 %; - fra den 1. tilstand (103) til den 3. tilstand (105): når tiden t er større end mellem 5 og 20 min. og fortrinsvis ca. 15 min., og den tertiære ventil er mellem 0 og 10 % og fortrinsvis ca. 15 0 %; - fra den 2. tilstand (104) til den 1. tilstand (103): når det ved hjælp et dørstatusorgan (9) detekteres, at døren står åben, eller hvor T-målingen (4') er på under Tset minus en T-afvigelse, hvor T-afvigelsen er mellem 0 og 50°C og fortrinsvis ca. 15°C; - fra den 2. tilstand (104) til den 3. tilstand (105): når tiden t er større end mellem 5 og 20 20 min. og fortrinsvis ca. 15 min., og den tertiære ventil er mellem 0 og 10 % og fortrinsvis ca. 0 %; - fra den 3. tilstand (105) til den 1. tilstand (103): når det ved hjælp af dørstatusorganet (9) konstateres, at døren står åben; - fra den 3. tilstand (105) til den 4. tilstand (101): når 02-niveauet stiger til over mellem 14 25. og 20 % og fortrinsvis ca. 17,5 %.
7. 6. Brændeovn (1), der har en dør (13) til et forbrændingskammer (14) med en bunddel (15), hvilket forbrændingskammer (14) er isoleret fra luften ved hjælp af et aftræk (3) og et indtag (5), ved hvilket indtag (5) der er tilvejebragt en luftregulator (17) med mindst tre ventiler (19), en primær ventil (19') forbundet via en primær luftkanal (20') til regulering af 30 forsyning af primær forbrændingsluft (16') til forbrændingskammeret (14) gennem bunddelen (15), en sekundær ventil (19") forbundet via en sekundær luftkanal (20") til regulering af forsyning af sekundær forbrændingsluft (16") til forbrændingskammeret (14) mellem bunddelen (15) og aftrækket (3) og fortrinsvis på bagsiden, og en tertiær ventil (19'") forbundet via en tertiær luftkanal (20'") til regulering af forsyning af tertiær 35 forbrændingsluft (16'") til forbrændingskammeret (14) i den øverste ende og fortrinsvis på forsiden, kendetegnet ved, at de tre ventiler (19) hver især reguleres via en indtagsregulering (6) ved hjælp af en 31 DK 177394 B1 forbrændingsstyreenhed (2), der er konfigureret til drift i mindst fem forbrændingstilstande (102, 103, 104, 105, 101) i brændeovnen (1).
8. 7. Brændeovn (1) ifølge krav 6, hvor røggasmileorganet mindst er et termometer (4') og/eller en 02-måleindretning (4") såsom en λ-sonde.
9. 8. Forbrændingsstyreenhed (2) i en brændeovn (1), hvilken forbrændingsstyreenhed (2) omfatter organer til modtagelse af input fra røggasmåleorganer (4) og/eller en brugergrænseflade (11) og organer til videresendelse af output til en luftregulator (17), hvilke output genereres ved hjælp af en forbrændingsreguleringsalgoritme (7), der omfatter en tilstandsmaskine med fem forbrændingstilstande (102, 103, 104, 105, 101): 10 - 0. tilstand (102); der er en koldstartstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 1. tilstand (103); der er en varmstartstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 2. tilstand (104); der er en forbrændingstilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 3. tilstand (105); der er en glødetilstand ved en forbrænding af et brændsel; - 4. tilstand (101); der er en off-tilstand.
10. 9. Forbrændingsstyreenhed (2) i en brændeovn (1) ifølge krav 8, hvor forbrændingsre guleringsalgoritmen (7) endvidere er konfigureret til at foretage et skift fra hver enkelt af tilstandene: 0., 1., 2., 3., 4. (102, 103, 104, 105, 101) til en hvilken som helst af de andre tilstande: 0., 1., 2., 3., 4. (102, 103, 104, 105, 101).
11. 10. Kit omfattende en forbrændingsstyreenhed (2) i en brændeovn (1) ifølge krav 8-9, en 20 luftregulator, røggasmåleorganer (4) såsom et termometer (4') og et 02-måleorgan såsom en λ-sonde (4"), hvor luftregulatoren (17) omfatter mindst en ventil (19) og fortrinsvis tre ventiler (19', 19", 19"') og med et hus (200), der er konfigureret til montering på en brændeovn (1) og konfigureret til modtagelse af reguleringssignaler (6) fra en forbrændingsstyreenhed (2).
12. 11. Kit ifølge krav 10, hvor luftregulatoren (17) er kendetegnet ved, at ventilen (19) er en cylindrisk ventil (210) med et ventilstempel (212) og et aktiveringsorgan (214) til lineær placering af ventilstemplet (212) i forhold til en ventilportramme (216) til regulering af strømmen af forbrændingsluft (16) ved hjælp afen ventilport (215).
13. 12. Kit ifølge krav 11, hvor ventilportrammen (216) er formet med en bred åbning hen imod 30 enden, hvor ventilstemplet (212) er i den 100 % åbne stilling, og med en snævrere åbning hen imod enden, hvor ventilstemplet (212) er i lukket stilling. 32 DK 177394 B1
14. 14. Kit ifølge krav 10-13, hvilket kit er kendetegnet ved, at kittet endvidere omfatter en brugergrænseflade (11).
15. 15. Fremgangsmåde til fremstilling afen brændeovn (1), hvilken fremgangsmåde omfatter følgende trin: 5. der tilvejebringes en brændeovn, og den forberedes til installering; - der tilvejebringes en luftregulator (17) som angivet i krav 10-12, hvilken luftregulator (17) monteres på brændeovnen; - der tilvejebringes en forbrændingsregulator (2) ifølge krav 8-9, hvilken forbrændingsregulator (2) monteres på brændeovnen; 10. røggasmåleorganer (4) monteres på brændeovnen eller skorstenen (21) til brændeovnen; - luftregulatoren (17) forbindes med forbrændingsstyreenheden (2); - røggasmåleorganerne (4) forbindes med forbrændingsstyreenheden (2).
16. 16. Fremgangsmåde til fremstilling afen brændeovn (1) ifølge krav 15, hvilken fremgangsmåde yderligere omfatter det trin, at der tilvejebringes en brugergrænseflade (11), og 15 brugergrænsefladen (11) forbindes med forbrændingsstyreenheden (2).