EP1207347B1 - Verfahren zum Regeln eines Gasbrenners - Google Patents
Verfahren zum Regeln eines GasbrennersInfo
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- EP1207347B1 EP1207347B1 EP01126672A EP01126672A EP1207347B1 EP 1207347 B1 EP1207347 B1 EP 1207347B1 EP 01126672 A EP01126672 A EP 01126672A EP 01126672 A EP01126672 A EP 01126672A EP 1207347 B1 EP1207347 B1 EP 1207347B1
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- sensor
- conduit
- safety check
- combustion air
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
- F23N5/242—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/18—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
- F23N2005/181—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel using detectors sensitive to rate of flow of air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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- F23N2227/12—Burner simulation or checking
- F23N2227/16—Checking components, e.g. electronic
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2231/00—Fail safe
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-
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- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2233/00—Ventilators
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
- F23N2235/12—Fuel valves
- F23N2235/14—Fuel valves electromagnetically operated
Definitions
- the invention relates to a method for controlling a gas burner according to the preamble of claim 1.
- a flow meter disposed between a gas conduit and a combustion air conduit is used to generate a control signal.
- the flow meter must survive a so-called safety check.
- the valves associated with the gas line are closed and a fan associated with the combustion air line is switched off.
- the flows through the gas line and combustion air line would have to be zero, as would the signal measured by the flowmeter.
- a safety check is made, and only if the signal measured by the flowmeter is zero in this case will the control be enabled. Otherwise, a defect in the flow meter is closed and the system is shut down.
- the combustion air duct exceeds a critical length, e.g. opens into a fireplace or chimney
- the case may occur that despite the blower fan off, the flow through the combustion air duct is not zero, since then there is a natural flow.
- the signal measured by the flow meter will not be zero despite the blower and the valves being closed. So it would be due to the natural flow on a defect in the flow meter closed, although the same actually works properly.
- the present invention based on the problem to provide a method for controlling a gas burner, which avoids the above disadvantages.
- the present invention relates to control devices for gas burners.
- a burner not shown, a gas / air mixture to be supplied.
- a first line 10 is provided, which leads the gas flow to the burner.
- the first line 10 is associated with a gas valve 11.
- the second line 12 thus leads the combustion air flow to the burner.
- the second line 12 is associated with a blower 13.
- the speed of the blower 13 determines the combustion air pressure and thus the combustion air flow.
- the first line 10 leading the gas flow opens in the flow direction of the combustion air behind the throttle point 14 into the second line 12 carrying the combustion air flow.
- a gas nozzle 15 terminates the first line 10 in the region of the second line 12. In the flow direction behind the gas nozzle 15 is therefore present in front of a gas / air mixture.
- a sensor 16 is arranged between the first line 10 carrying the gas stream and the second line 12 carrying the combustion air stream.
- the sensor 16 is designed as a flowmeter or anemometer. With a first measuring point 17, the sensor 16 is connected to the gas flow leading first line 10. With a second measuring point 18, the sensor 16 is connected to the combustion air flow leading second line 12. In the flow direction of the gas, the first measuring point 17 is positioned in front of the gas nozzle 15. The second measuring point 18 is arranged upstream of the throttle point 14 in the direction of flow of the combustion air.
- the sensor 16 generates an electrical or electronic signal 19, which is used for adjusting the gas valve 11, depending on the pressure conditions.
- the electrical or electronic signal 19 is supplied to a control or regulating device 20, which generates from the signal 19 a control signal 21 for an actuator 22 assigned to the gas valve 11.
- the second air duct 12 carrying the combustion air stream has a critical length, e.g. opens into a chimney or chimney, so despite a switched-off fan 13, a natural flow in the conduit 12 occur.
- the sensor 16 would therefore deliver a signal 19 deviating from zero as a consequence of this natural flow.
- the sensor security check would therefore not fulfill its task.
- a heater 23 assigned to the sensor 16 is switched off in the sensor safety check.
- the safety check is then carried out with the heating device switched off.
- Fig. 2 shows a highly schematic of the structure of the sensor 16 formed as a flow meter. Between two temperature-sensitive measuring devices 24 and 25, which are preferably designed as PTC elements, the heater 23 is arranged. Signals provided by the measuring devices 24 and 25 are supplied to a comparator 26, which compares these signals with one another and ultimately provides the electrical or electronic signal 19. In Fig. 2 shown resistance elements 27 and 28 serve the coupling of the measuring devices 24 and 25 to a corresponding power supply.
- the heater 23 is turned off in the sensor safety check. As a result of a natural flow caused different heating of the measuring devices 24, 25 is thereby avoided.
- the heating device 23 is switched off to a fault-free sensor, then the heating device 23 is switched on again, but the gas valve 11 and the blower 13 initially remain unchanged.
- the sensor 16 then provides a signal 19 indicative of the degree of natural flow in the conduit 12. This measured value is used as a correction factor for the actual control.
- the invention relates to a method for controlling a gas burner.
- a heater associated with the sensor is switched off in the sensor safety check, and the sensor safety check is carried out with the heating device switched off.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Gasbrenners gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Verfahren der obigen Art sind aus dem Stand der Technik, z. B. aus WO99/63272 und WO99/63273, bekannt. So wird bei diesem Stand der Technik ein zwischen eine Gasleitung und eine Verbrennungsluftleitung angeordneter Durchflußmesser verwendet, um ein Regelsignal zu erzeugen. Aus Sicherheitsgründen muß, bevor dem Gasbrenner bei einer Wärmeanforderung Gas zugeführt werden kann, der Durchflußmesser einen sogenannten Sicherheitscheck überstehen. Bei diesem Sicherheitscheck werden die der Gasleitung zugeordneten Ventile geschlossen und ein der Verbrennungsluftleitung zugeordnetes Gebläse wird ausgeschaltet. In diesem Fall müßten die Strömungen durch Gasleitung und Verbrennungsluftleitung Null betragen, ebenso wie das vom Durchflußmesser gemessene Signal. Bei jeder Wärmeanforderung wird ein solcher Sicherheitscheck durchgeführt, und nur dann, wenn das vom Durchflußmesser gemessene Signal in diesem Fall Null beträgt, wird die Regelung freigegeben. Anderenfalls wird auf einen Defekt am Durchflußmesser geschlossen und die Anlage wird still gesetzt.
- In dem Fall, in dem die Verbrennungsluftleitung eine kritische Länge überschreitet, z.B. in einen Kamin oder Schornstein mündet, kann der Fall auftreten, daß trotz ausgeschaltetem Gebläse die Strömung durch die Verbrennungsluftleitung nicht Null beträgt, da dann eine natürliche Strömung existiert. In diesem Fall wird beim Sicherheitscheck das vom Durchflußmesser gemessene Signal trotz ausgeschaltetem Gebläse und geschlossenen Ventilen nicht Null betragen. Es würde also in Folge der natürlichen Strömung auf einen Defekt am Durchflußmesser geschlossen, obwohl derselbe eigentlich richtig arbeitet.
- Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein Verfahren zum Regeln eines Gasbrenners zu schaffen, welches die obigen Nachteile vermeidet.
- Dieses Problem wird durch ein Verfahren zum Regeln eines Gasbrenners mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1
- eine Vorrichtung zum Regeln eines Gasbrenners in schematisierter Darstellung, und
- Fig. 2
- eine Detail der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- Die vorliegende Erfindung betrifft Regeleinrichtungen für Gasbrenner. Einem nicht-dargestellten Brenner soll ein Gas/Luft-Gemisch zugeführt werden.
- Um dem nicht-dargestellten Brenner einen Gasstrom zuzuführen, ist eine erste Leitung 10 vorgesehen, die den Gasstrom zum Brenner führt. Der ersten Leitung 10 ist ein Gasventil 11 zugeordnet. Die Zuführung der Verbrennungsluft zum nicht-dargestellten Brenner erfolgt über eine zweite Leitung 12. Die zweite Leitung 12 führt demzufolge den Verbrennungsluftstrom zum Brenner. Der zweiten Leitung 12 ist ein Gebläse 13 zugeordnet. Die Drehzahl des Gebläses 13 bestimmt den Verbrennungsluftdruck und damit den Verbrennungsluftstrom. Innerhalb der den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung 12 ist eine Blende oder Drosselstelle 14 angeordnet
- Gemäß Figuren 1, 2 mündet die den Gasstrom führende erste Leitung 10 in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft hinter der Drosselstelle 14 in die den Verbrennungsluftstrom führende zweite Leitung 12. Eine Gasdüse 15 schließt die erste Leitung 10 im Bereich der zweiten Leitung 12 ab. In Strömungsrichtung hinter der Gasdüse 15 liegt demzufolge ein Gas/Luft-Gemisch vor.
- Bei der in Figur 1 dargestellten Regeleinrichtung, die in größerem Detail in WO99/63272 beschrieben ist, ist zwischen der den Gasstrom führenden ersten Leitung 10 und der den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung 12 ein Sensor 16 angeordnet. Der Sensor 16 ist als Durchflußmesser bzw. Anemometer ausgebildet. Mit einem ersten Meßpunkt 17 ist der Sensor 16 an der den Gasstrom führenden ersten Leitung 10 angeschlossen. Mit einem zweiten Meßpunkt 18 ist der Sensor 16 an der den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung 12 angeschlossen. In Strömungsrichtung des Gases ist der erste Meßpunkt 17 vor der Gasdüse 15 positioniert. Der zweite Meßpunkt 18 ist in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vor der Drosselstelle 14 angeordnet.
- Der Sensor 16 erzeugt abhängig von den Druckverhältnissen ein elektrisches bzw. elektronisches Signal 19, welches zur Verstellung des Gasventils 11 verwendet wird. Gemäß Figur 1 wird das elektrische bzw. elektronische Signal 19 einem Steuer- oder Regelgerät 20 zugeführt, das aus dem Signal 19 ein Regelungssignal 21 für einen dem Gasventil 11 zugeordneten Stellantrieb 22 erzeugt.
- Liegt eine Wärmeanforderung vor, und soll das Gasventil 11 abhängig vom Signal 19 des Sensors 16 geöffnet werden, so darf dies nur geschehen, wenn sicher ist, daß der Sensor 16 richtig arbeitet. Um dies sicherzustellen, wird bei jeder Wärmeanforderung ein Sensor-Sicherheitscheck durchgeführt.
- Beim Sensor-Sicherheitscheck wird das Gasventil 11 geschlossen und das Gebläse 13 ausgeschaltet. In diesem Fall müßten die Strömungen durch die Leitung 10 sowie die Leitung 12 Null betragen und der als Durchflußmesser ausgebildete Sensor 16 müßte ein Signal 19 bereitstellen, welches ebenfalls Null beträgt. In diesem Fall kann auf einen korrekt arbeitenden Sensor 16 geschlossen werden und die eigentliche Regelung durchgerührt werden. Liefert in diesem Fall jedoch der Sensor 16 ein von Null abweichendes Signal 19, so muß auf einen defekten Sensor geschlossen werden und die Anlage wird stillgesetzt.
- Übersteigt jedoch z.B. die den Verbrennungsluftstrom führende zweite Leitung 12 eine kritische Länge, indem dieselbe z.B. in einen Schornstein oder Kamin mündet, so kann trotz ausgeschaltetem Gebläse 13 eine natürliche Strömung in der Leitung 12 auftreten. Beim Sensor-Sicherheitscheck würde infolge dieser natürlichen Strömung demnach der Sensor 16 ein von Null abweichendes Signal 19 liefern. Der Sensor-Sicherheitscheck würde also seine Aufgabe nicht erfüllen.
- Um die Effekte der natürlichen Strömung auf den Sensor-Sicherheitscheck zu eliminieren, wird erfindungsgemäß beim Sensor-Sicherheitscheck eine dem Sensor 16 zugeordnete Heizeinrichtung 23 ausgeschaltet. Der Sicherheitscheck wird dann mit ausgeschalteter Heizeinrichtung durchgeführt.
- Fig. 2 zeigt stark schematisiert den Aufbau des als Durchflußmesser ausgebildeten Sensors 16. Zwischen zwei temperaturempfindlichen Meßeinrichtungen 24 und 25, die vorzugsweise als PTC-Elemente ausgeführt sind, ist die Heizeinrichtung 23 angeordnet. Von den Meßeinrichtungen 24 und 25 bereitgestellte Signale werden einem Komparator 26 zugeführt, der diese Signale miteinander vergleicht und letztendlich das elektrische bzw. elektronische Signal 19 bereitstellt. In Fig. 2 dargestellte Widerstandselemente 27 und 28 dienen der Ankopplung der Meßeinrichtungen 24 und 25 an eine entsprechende Spannungsversorgung.
- Fließt z.B. durch den in Fig. 2 gezeigten Sensor 16 eine von links nach rechts gerichtete Strömung, so wird, bedingt durch die Strömung, die Meßeinrichtung 25 von der Heizeinrichtung 23 stärker aufgeheizt als die Meßeinrichtung 24. Ist hingegen die Strömung von rechts nach links gerichtet, so wird die Meßeinrichtung 24 stärker aufgeheizt als die Meßeinrichtung 25. Der Grad der Strömung bestimmt die unterschiedliche Aufheizung der Meßeinrichtungen 24, 25 und damit die Abweichung zwischen den von den Meßeinrichtungen 24, 25 bereitgestellten Signale. Über einen simplen Vergleich im Komparator 26 kann demnach ein elektrisches bzw. elektronisches Signal 19 bereitgestellt werden, das Informationen über den Durchfluß durch den Sensor 16 enthält.
- Um nun den Effekt einer natürlichen Strömung in der Leitung 12 oder auch in der Leitung 10 auf den Sensor-Sicherheitscheck zu eliminieren, wird beim Sensor-Sicherheitscheck die Heizeinrichtung 23 ausgeschaltet. Ein infolge einer natürlichen Strömung verursachte unterschiedliche Aufheizung der Meßeinrichtungen 24, 25 wird hierdurch vermieden.
- Wird beim Sensor-Sicherheitscheck mit ausgeschalteter Heizeinrichtung 23 auf einen fehlerfreien Sensor geschlossen, so wird die Heizeinrichtung 23 wieder eingeschaltet, das Gasventil 11 sowie das Gebläse 13 bleiben jedoch zunächst unverändert. Der Sensor 16 stellt dann ein Signal 19 bereit, welches den Grad der natürlichen Strömung in der Leitung 12 wiedergibt. Dieser Meßwert wird als Korrekturfaktor für die eigentliche Regelung verwendet.
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Gasbrenners.
- Aus Sicherheitsgründen muß, bevor einem Gasbrenner bei einer Wärmeanforderung Gas zugeführt werden kann, ein als Durchflußmesser ausgebildeter Sensor einen sogenannten Sensor-Sicherheitscheck überstehen. Bei diesem Sicherheitscheck werden die der Gasleitung zugeordneten Ventile geschlossen und ein der Verbrennungsluftleitung zugeordnetes Gebläse wird ausgeschaltet. In diesem Fall muß das vom Durchflußmesser gemessene Signal Null betragen. Anderenfalls wird auf einen Defekt am Durchflußmesser geschlossen und die Anlage wird still gesetzt.
- Um den Sensor-Sicherheitscheck gegenüber einer natürlichen Strömung in der Verbrennungsluftleitung unempfindlich zu machen, wird erfindungsgemäß beim Sensor-Sicherheitscheck eine dem Sensor zugeordnete Heizeinrichtung ausgeschaltet, und der Sensor-Sicherheitscheck wird mit ausgeschalteter Heizeinrichtung durchgeführt.
-
- 10
- Leitung
- 11
- Gasventil
- 12
- Leitung
- 13
- Gebläse
- 14
- Drosselstelle
- 15
- Gasdüse
- 16
- Sensor
- 17
- Meßpunkt
- 18
- Meßpunkt
- 19
- Signal
- 20
- Regelgerät
- 21
- Regelungssignal
- 22
- Stellantrieb
- 23
- Heizeinrichtung
- 24
- Meßeinrichtungen
- 25
- Meßeinrichtungen
- 26
- Komparator
- 27
- Widerstandselemente
- 28
- Widerstandselemente
Claims (5)
- Verfahren zum Regeln eines Gasbrenners, wobei einem Brenner über eine erste Leitung (10) ein Gasstrom und über eine zweite Leitung (12) ein Verbrennungsluftstrom zugeführt wird, wobei ein von einem Sensor (16), der mit einem ersten Meßpunkt (17) an der den Gasstrom führenden ersten Leitung (10) und mit einem zweiten Meßpunkt (18) an der den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung (12) angeschlossen ist, erzeugtes elektrisches bzw. elektronisches Signal (19) zur Regelung verwendet wird, und wobei im Falle einer Wärmeanforderung ein Sensor-Sicherheitscheck durchgerührt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Sensor-Sicherheitscheck eine dem Sensor (16) zugeordnete Heizeinrichtung (23) ausgeschaltet wird, und daß mit ausgeschalteter Heizeinrichtung (23) der Sensor-Sicherheitscheck durchgeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Sensor-Sicherheitscheck der den Gasstrom führenden ersten Leitung (10) zugeordnete Ventile (11) geschlossen sind und ein der den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung (12) zugeordnetes Gebläse (13) ausgeschaltet ist, und daß mit gleichzeitig ausgeschalteter Heizeinrichtung (23) der Sensor-Sicherheitscheck durchgeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dann ,wenn beim Sensor-Sicherheitscheck auf einen fehlerfreien Sensor (16) geschlossen wird, die der den Gasstrom führenden ersten Leitung (10) zugeordneten Ventile (11) geschlossen und das der den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung (12) zugeordnete Gebläse (13) ausgeschaltet bleiben, und daß dann die Heizeinrichtung (23) eingeschaltet wird.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß hierbei der Sensor (16) einem Meßwert liefert, der Rückschlüsse auf eine natürliche Strömung in der den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung (12) ermöglicht
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert als Korrekturfaktur für die Regelung verwendet wird.
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