EP2218967A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Laufzeit eines Brenners - Google Patents

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EP2218967A2
EP2218967A2 EP20100153430 EP10153430A EP2218967A2 EP 2218967 A2 EP2218967 A2 EP 2218967A2 EP 20100153430 EP20100153430 EP 20100153430 EP 10153430 A EP10153430 A EP 10153430A EP 2218967 A2 EP2218967 A2 EP 2218967A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
burner
value
integral
boiler
boiler temperature
Prior art date
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Application number
EP20100153430
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2218967B1 (de
EP2218967A3 (de
Inventor
Reinhard Osterloh
Christine Hanke
Jörg Hoffmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Viessmann Generations Group GmbH and Co KG
Original Assignee
Viessmann Werke GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to PL10153430T priority Critical patent/PL2218967T3/pl
Publication of EP2218967A2 publication Critical patent/EP2218967A2/de
Publication of EP2218967A3 publication Critical patent/EP2218967A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2035—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using fluid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/002—Regulating fuel supply using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/176—Improving or maintaining comfort of users
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/355—Control of heat-generating means in heaters
    • F24H15/36—Control of heat-generating means in heaters of burners

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for regulating the running time of a burner, which is suitable for supplying heat to a boiler, hereinafter referred to as heat.
  • the invention relates to a method for controlling the life of a burner, which is suitable, a thermal medium, for.
  • a thermal medium for.
  • Such burners are known in the art, for. As gas or oil burners in heating systems and are e.g. as a sole heat generator or as a heat generator from a plurality of heat generators, e.g. used in bivalent heating systems.
  • gas and oil burners are known in the prior art which can be controlled in a mode in which an output burner power P Br can be continuously modulated to give a predetermined, determined or set burner power value P Br and thus equal or close the boiler temperature to keep the setpoint T SOLL .
  • the output power P Br may not be continuously down-modulated down to zero, so that the burner is controlled by clocking (burner cycles) when a heat demand, for example, depending on a building load below a minimum burner capacity of Brenners occurs.
  • the burner is switched on at a boiler temperature below the setpoint T SOLL to increase the boiler temperature above the setpoint T SOLL . If the boiler temperature is above the setpoint T SOLL , the burner is switched off again.
  • the Brenner clocks will thus alternately supply and shut down, the boiler temperature can be maintained near the setpoint T set, even if the burner capacity required for this purpose is below the minimum burner power or the minimum modulated burner power.
  • the so-called two-step control method with hysteresis is known in the prior art.
  • a so-called turn-on difference value and a so-called turn-off difference value are set. If it is now determined that the control deviation is greater than the specified switch-on difference, the burner is switched on, since the boiler temperature is then more than the specified switch-on difference below the setpoint T SOLL . When the burner is switched on, the boiler temperature is then increased by supplying heat to the boiler until it can be determined that the absolute value of the control deviation reaches or exceeds the specified switch-off difference (the switch-off difference is defined as positive). Then the burner is switched off again. This cycle is executed repeatedly so that the boiler temperature value fluctuates by cyclically switching the burner on and off by the setpoint T SOLL .
  • Very short burner run times between burner startup and shutdown often occur in the two-point controller method described above, even if relatively high turn-on and turn-off differential values are set.
  • the burner run times in a control according to the two-point control method can sometimes be less than 1 minute.
  • many switching cycles result in the two-point control method, which may in some cases comprise more than 100 switching on and off operations of the burner per day.
  • Fig. 1 shows the actual boiler temperature T IST as a function of the time t of a boiler, the heat is temporarily supplied by a burner, the burner is controlled by the known in the art two-step control method with hysteresis. Additionally shows Fig. 1 the time course of the burner power P Br according to the boiler temperature actual value T IST shown as a function of time t.
  • a boiler temperature setpoint T SOLL is set and a switch-off or switch-on difference is set.
  • the switch-off difference results from the difference between a specified temperature maximum value T MAX and the boiler temperature setpoint T SOLL .
  • the switch-off difference results from the difference between the boiler temperature setpoint T SOLL and a set minimum temperature value T MIN .
  • the current boiler temperature actual value T IST is determined in each case in order to determine a control deviation between the boiler temperature actual value T IST and the boiler temperature target value T SOLL .
  • the burner When the burner is switched on, heat is supplied to the boiler and the boiler temperature or the boiler temperature actual value T IST increases over time. If it is determined that the boiler temperature actual value T IST rises above the set maximum temperature value T MAX , the burner is switched off. In other words, if the determined control deviation between the actual boiler temperature T IST and the boiler temperature setpoint T SOLL in absolute value increases above the setpoint above the switch-off difference for boiler temperatures, the burner is switched off. As a result, the boiler temperature drops until it first drops below the setpoint T SOLL and then below the set minimum temperature value T MIN .
  • the two-point controller method leads to a cyclic switching on and off of the burner, whereby the boiler temperature varies by the set target value T SOLL .
  • the respective on and off times of the burner are in Fig. 1 represented by the dashed vertical lines.
  • the burner power P Br is shown as a function of time. In a period between switching off the burner and turning on the burner again, the burner power P Br is equal to zero (or at a low standby value).
  • the burner power P Br increases to a high burner starting power and is then modulated down to a lower value. This leads to a rapid rise in temperature in the boiler due to the high burner start-up power, which eventually drops again before it rises continuously due to a burner power P Br below the high burner start-up performance.
  • the prior art control methods for controlling a burner are known in which the two-point controller method is extended such that in addition a variable minimum pause time, z. 4 minutes, is set or set.
  • a variable minimum pause time z. 4 minutes
  • the cycle times of the burner can be increased or the number of cycles per day can be reduced.
  • such a method can cause the boiler temperature to drop too much if the boiler temperature deviation falls below the set switch-on difference before the minimum pause time has elapsed.
  • An object of the present invention is to avoid the disadvantages and problems of the known control methods of a burner and to optimize a runtime control of a burner.
  • Another object of the invention is to provide a method and apparatus for controlling a burner capable of supplying heat to a boiler to enable a lower number of cycles of the burner per day, and the problems of frequent turning on and off of the burner, such as. B. to avoid increased emissions, a reduced efficiency and increased wear.
  • a new approach is used, in which the connection of the burner not over rigid temperature limits, but on the determination of a Zuschaltintegrals by integral formation as a function of the determined control deviation, in particular a temperature parameter (as a function of time), which differs by a first constant temperature difference of the determined deviation error (as a function of time t), or on the determined deviation difference (as a function of time t ) itself is executed.
  • the invention takes advantage of the fact that a lack of inertia on the generator side (heat generation) can be supplemented by inertia on the consumer side. Furthermore, the invention takes advantage of the fact that it is crucial for the comfort of a consumer, what amount of energy is fed, and what temperature level prevails, and not the actual instantaneous performance of the burner.
  • the inventive method allows longer cycle times and a lower number of cycles of the burner per day, since it is not regulated by means of rigid temperature limits.
  • longer burner running and break times result, whereby lower emission values, higher energy savings and additionally reduced maintenance can be achieved.
  • the invention thus offers over the prior art thus an optimized control of a burner with an optimized burner runtime.
  • integral formation is carried out as a function of the determined control deviation, in particular via a temperature parameter (as a function of time), the temperature difference around the first constant temperature difference or a second constant temperature difference (as a function of the control deviation) Time t) deviates, or on the determined deviation error (as a function of time t) itself.
  • the runtime control can be further optimized by in addition to the switching on of the burner and the subsequent shutdown of the burner in the burner cycles based on an integral as a function of the control deviation .DELTA.T (t) over the time t is regulated and not on the basis of rigid temperature limits. Furthermore, a further reduction in the number of cycles of the burner per day is made possible, when on and off integrals are determined for controlling the switching on and off of burner clocking. This results in even longer burner running and break times, whereby even lower emission values, even higher energy savings and, in addition, even lower maintenance costs can be achieved.
  • At least the steps of supplying heat, determining the cut-off integral, switching off the burner, determining a turn-on integral and switching on the burner are repeated cyclically.
  • the first threshold value SW 1 can be set manually or under process control, and the method according to the invention preferably also comprises the step of setting the first threshold value SW 1 .
  • the first threshold value that is to say the switch-off integral threshold value SW 1 , to be parametrizable, for example to a desired or required system behavior.
  • the cut-off integral I AB (T) is determined by integration up to a third time t 3 , at which the actual boiler temperature T IST (T) reaches or falls below the boiler temperature setpoint T SOLL after switching off the burner, and wherein the second threshold value SW 2 is preferably set according to the value I AB (t 3 ) of the turn-off integral I AB (t) at the third time t 3 , so that the second time t 2 is preferably the time at which the absolute value
  • the invention thus preferably makes use of the fact that the value of the turn-off integral at this time t 3 is a measure of the too much introduced energy since, after the burner was switched off after exceeding the first threshold SW 1 , as long as further integrated until the boiler temperature is less than or equal to the setpoint.
  • the burner preferably remains switched off until a connection integral formed analogously to the previously determined switch-off integral achieves the same value as the previously determined switch-off integral.
  • a connection integral formed analogously to the previously determined switch-off integral achieves the same value as the previously determined switch-off integral.
  • the method according to the invention further comprises a method step of setting a control deviation limit ⁇ T MAX , wherein the burner preferably reaches or exceeds a control deviation limit ⁇ T MAX at the first time t 1 or at a fourth time t 4 at which the absolute value of the system deviation ⁇ T (t) reaches or exceeds a control deviation limit ⁇ T MAX , is switched off before the first time t 1 .
  • a high overshoot of the setpoint T SOLL can be avoided by the burner is switched off when the control deviation exceeds the control deviation limit .DELTA.T MAX .
  • the amplitudes of the control deviation can then be additionally limited by temperature values. High temperature amplitudes can thus be avoided even if the switch-off integral has not yet reached or exceeded the first threshold value SW 1, for example due to a rapid increase in temperature, although a very high control deviation already exists.
  • high temperature amplitudes can be avoided, for example in the case of a lack of volume flow of the thermal storage medium in a heating system.
  • a second control deviation limit ⁇ T MAX; 2 can be set, so that the burner is not only switched on when the connection integral reaches the second threshold SW 2 , but preferably also at a control deviation at which the boiler temperature Actual value T IST is below the boiler temperature setpoint T SOLL by more than ⁇ T MAX; 2 .
  • the inventive method further comprises the step of defining a temperature range around the boiler temperature setpoint T SOLL by setting a first temperature range value T 1 that is greater than the boiler temperature setpoint T SOLL , and a second temperature range value T 2 , which is smaller than the boiler temperature setpoint T SOLL , wherein the cut-off integral I AB (T) is preferably determined only if the determined current boiler temperature actual value T IST is greater than the first temperature range value T 1 , and / or wherein the Zuschaltintegral I ZU (t) is preferably determined only if the determined current boiler temperature actual value T IST is smaller than the second temperature range value T 2 .
  • a first temperature parameter is integrated as a function of the determined deviation which deviates from the determined control deviation by a first constant temperature difference, in particular preferably according to the difference between the first temperature range value T 1 and the boiler temperature setpoint T SOLL deviates, and preferably this is further integrated in the integration for the integral formation of the Zuschaltintegrals a second temperature parameter as a function of the determined deviation difference, the hysteresis difference from the determined deviation by a second constant temperature difference, in particular preferably according to the difference between the boiler temperature setpoint T SOLL and the second temperature range value T 2 , deviates.
  • the method according to the invention further comprises the step of resetting the determined switch-off integral I AB (t) to zero when the boiler temperature actual value T IST falls below the boiler temperature setpoint T SOLL when the burner is switched on.
  • the device according to the invention for regulating the running time of a burner which is suitable for supplying heat to a boiler is described, which is suitable for carrying out the method according to the invention.
  • the advantages are not discussed in detail since they correspond to the advantages of the method.
  • the device according to the invention is characterized in that it comprises a control deviation integral determining means for determining an integral by integral formation as a function of the control deviation ⁇ T (t) over the time t.
  • the control deviation integral determining means preferably determines a switch-off integral I AB (t) when the boiler temperature actual value T IST is greater than the boiler temperature target value T SOLL .
  • the burner is preferably turned off by the burner control means at a first time t 1 at which the value I AB (t 1 ) of the turn-off integral I AB (t) reaches a first threshold SW 1 for supplying heat to finish by the burner.
  • control deviation integral determining means preferably determines a turn-on integral I ZU (t) when the boiler temperature actual value T IST is smaller than the boiler temperature target value T SOLL , and the burner is preferably switched on by the burner control means at a second time t 2 at which the value I ZU (t 2 ) of the connection integral I ZU (t) reaches a second threshold value SW 2 in order to supply heat to the boiler through the burner.
  • the device according to the invention further comprises a threshold value setting means for setting the first threshold value SW 1 .
  • the control deviation integral determining means determines the cut-off integral I AB (t) by integral formation as a function of the control deviation .DELTA.T (t) until a third time t 3 at which the actual boiler temperature T IST reaches the boiler temperature setpoint T SOLL after switching off the burner or below, and preferably, the burner control means sets the second threshold SW 2 corresponding to the value I AB (t 3 ) of the turn-off integral I AB (t) at the third time t 3 , so that the second time t 2 is preferably the time in that the absolute value of the turn-on integral I ZU (t) reaches or exceeds the absolute value of the turn-off integral I AB (t) at the third time t 3 .
  • the apparatus for controlling the running time of a burner further comprises a control deviation limit setting means for setting a control deviation limit ⁇ T MAX , the burner preferably at the first time t 1 or at a fourth time t 4 , at which the absolute value of the control deviation difference .DELTA.T (t) reaches or exceeds a control deviation threshold ⁇ T MAX before the first time t 1 is turned off by the burner control means.
  • a control deviation limit setting means for setting a control deviation limit ⁇ T MAX , the burner preferably at the first time t 1 or at a fourth time t 4 , at which the absolute value of the control deviation difference .DELTA.T (t) reaches or exceeds a control deviation threshold ⁇ T MAX before the first time t 1 is turned off by the burner control means.
  • control deviation limit setting means is further adapted to set a second control deviation limit ⁇ T MAX; 2 so that the burner can be switched on analogously when the control deviation difference ⁇ T (t) reaches or exceeds a control deviation threshold ⁇ T MAX; 2 before the injection integral becomes the second threshold SW 2 reached.
  • the inventive device further comprises a temperature range defining means for defining a temperature region around the boiler temperature set point T set by setting a first temperature range value T 1, which is preferably greater than the boiler temperature set point T set and a second temperature value T 2 which is preferably less than the boiler temperature setpoint T SOLL , wherein the cut-off integral I AB (t) is preferably determined by the control deviation integral determining means only when the determined current boiler temperature actual value T IST is greater than the first temperature range T 1 , and the Zuschaltintegral I ZU (t) preferably only then determined by the control deviation integral determining means when the determined instantaneous boiler temperature actual value T IST is smaller than the second temperature range value T 2 .
  • a temperature range defining means for defining a temperature region around the boiler temperature set point T set by setting a first temperature range value T 1, which is preferably greater than the boiler temperature set point T set and a second temperature value T 2 which is preferably less than the boiler temperature setpoint T SOLL , wherein the cut-off integral I
  • a first temperature parameter is integrated as a function of the determined deviation which deviates from the determined control deviation by a first constant temperature difference, in particular preferably according to the difference between the first temperature range value T 1 and the boiler temperature setpoint T SOLL deviates, and preferably this is further integrated in the integration for the integral formation of the Zuschaltintegrals a second temperature parameter as a function of the determined deviation difference, the hysteresis difference from the determined deviation by a second constant temperature difference, in particular preferably according to the difference between the boiler temperature setpoint T SOLL and the second temperature range value T 2 , deviates.
  • the apparatus of the invention further comprises an integral reset means for resetting an integral determined by the error integral integral determining means to zero, the integral resetting means resetting the determined disable integral I AB (t) to zero, preferably, when the actual temperature of the boiler T IS the boiler temperature setpoint T set below at zuushem burner.
  • the integral reset means may preferably also be suitable for resetting the determined switch-off integral I AB (t) to zero when the boiler temperature actual value T IST falls below the first temperature range value T 1 when the burner is switched on.
  • Fig. 2 shows a burner 10, a boiler 20 and a device 30 for controlling the burner 10, in a schematic representation.
  • the burner 10 is adapted to a thermal storage medium, for. As water or oil to supply heat in the boiler 20, wherein the burner 10 is controlled by the device 30 for controlling a burner 10.
  • the kettle 20 is in this case e.g. an independent boiler, z. As a water boiler, or a to a heating system z. B. a building connected boiler.
  • the burner 10 may be e.g. to trade a gas or oil burner.
  • a control method according to the invention is not limited to the regulation of gas or oil burners, and may generally be applied to any device capable of being switched on and off to temporarily supply heat to a boiler.
  • Fig. 3 shows a flowchart of a method for controlling a burner according to a first embodiment of the present invention.
  • the method includes the steps S31 Adjust kettle temperature set point T set, S32 connection of the torch 10, S33 supplying heat, S34 determining the boiler temperature actual value T (t), S35 determining the deviation difference .DELTA.T (t), S36 determining the Abschaltintegrals I AB (t), S37 Turning off the burner 10, and S38 determining the Zuschaltintegrals I ZU (t).
  • step S31 setting the boiler temperature target value T SOLL a set value of the boiler temperature is set, based on which the control of the burner 10 is executed according to the control method of the present invention.
  • the following describes the method for controlling a burner 10 based on a one-time setting of the boiler temperature setpoint T SOLL .
  • the present invention is not limited to the one-time setting of the boiler temperature target value T SOLL .
  • a new boiler temperature setpoint T SOLL can be set.
  • step S32 connecting the burner 10 the switched-off burner 10 is switched on in order to supply heat to the boiler 20 in step S33.
  • S34 determining the actual value of the boiler temperature T (t) is determined the boiler temperature as a function of time t in step.
  • a current boiler temperature, or the instantaneous boiler temperature actual value T IST either continuously or repeatedly or periodically determined.
  • the actual boiler temperature T IST can be determined directly as a function of the time t. If the boiler temperature actual value T IST is repeated or periodically z. B. always determined after the expiration of a set time interval .DELTA.t, the boiler temperature actual value T IS is determined as a step function of the time t.
  • the boiler temperature actual value T IST is in this case determined such that an integral formation by integration of the boiler temperature actual value T IST with the time t is possible.
  • the switch-off integral can be determined as the sum of the determined values (step function values) multiplied by ⁇ t (determination of an area below a step function).
  • the switch-off integral I AB (t) is thus determined by integration of the control deviation ⁇ T (t) over the time t when the actual boiler temperature T IST is above the boiler temperature setpoint T SOLL . Since in the definition of the control deviation difference .DELTA.T above above the nominal temperature T of the boiler, a desired value is set negative value is determined, wherein determining the Abschaltintegrals I AB (t) is the absolute value of the deviation difference .DELTA.T (t) is determined to determine a positive Abschaltintegral I AB (t).
  • the present invention is not limited to this determination of the turn-off integral I AB (t) and can also be determined without absolute value formation, possibly by simultaneously adapting the signs of threshold values.
  • the determined switch-off integral I AB (t) rises to a set first threshold value SW 1 , so that according to the invention it is ascertained that the burner 10 is to be switched off at the time t 1 , since the certain cut-off integral I AB at this time t 1 has reached or exceeds the threshold SW 1 .
  • the burner 10 is thus not switched off when the boiler temperature actual value T IST exceeds a maximum value T MAX , but when the particular turn-off integral I AB , determined by integration of the control deviation difference .DELTA.T, reaches a threshold SW 1 or exceeds.
  • step S37 switching off the burner causes the heat supply of the burner 10 to the boiler 20 to be ended by switching off the burner 10. This is followed by the boiler temperature, since the boiler 20 no heat is supplied through the burner 10 more.
  • control deviation ⁇ T e.g negative threshold values
  • the determined value of the Zuschaltintegrals I ZU (t) increases and reaches a second at a time t 2 Threshold SW 2 . If it is determined that the connection integral I ZU (t) reaches or exceeds the second threshold value SW 2 , the burner is switched on again in step S 32, switching on the burner in order to re-supply heat to the boiler 20.
  • the connection integral I ZU (t) reaches or exceeds the second threshold value SW 2 .
  • the steps S32 to S38 are repeated cyclically, so that the burner is switched on cyclically when the particular turn-on integral I ZU (t) reaches or exceeds the second threshold SW 2 , to be switched off, respectively, when the determined turn-off integral I AB (t) reaches or exceeds the first threshold SW 1 .
  • the method comprises the steps S401 setting the boiler temperature setpoint T SOLL , S402 setting the first threshold SW 1 , S403 defining the temperature range (dead zone), S404 setting the control deviation limit ⁇ T MAX , S405 Switching on the burner, S406 Supplying heat, S407 Determining the boiler temperature actual value T IST (t), S408 Determining the control deviation difference ⁇ T (t), S409 Determining the switch-off integral I AB (t), S410 Switching off the burner 10, S411 Determining the switch-off integral I AB (t), and S412 determining the turn-on integral I ZU (t).
  • step S401 setting of the boiler temperature target value T SOLL is made in analogy with step S31 in FIG Fig. 3 set a boiler temperature setpoint T SOLL .
  • a first threshold value SW 1 is set, which analogously to the exemplary embodiment in FIG Fig. 3 represents a threshold value for the turn-off integral I AB (t) in order to indicate from which value of the turn-off integral I AB (t) the burner 10 is to be switched off according to the invention.
  • a temperature range around the set boiler temperature setpoint T SOLL is defined by setting a first temperature range value T 1 greater than the boiler temperature setpoint T SOLL and setting a second temperature range value T 2 less than the set boiler temperature setpoint T SHOULD .
  • the step S403 defining the temperature range, or the so-called dead zone may be performed by individually setting the first and second temperature range values T 1 and T 2 , or by setting a half width of the dead zone so that the first temperature range value T 1 and the second Temperature range value T 2 each lie around the half-value of the dead zone above or below the set boiler temperature setpoint T SOLL .
  • step S404 setting of the control deviation limit value ⁇ T MAX , a maximum control deviation limit value ⁇ T MAX is set in order to limit large temperature amplitudes or large temperature fluctuations of the boiler temperature by the boiler temperature setpoint T SOLL, in addition to limiting the closing and closing integrals, additionally by absolute temperature values.
  • the burner 10 may be switched on or off if the control deviation ⁇ T exceeds the set control deviation limit value ⁇ T MAX , although a specific switch-on integral has not yet reached the first or the second threshold value.
  • two different control deviation limits can be set to limit a control deviation above and / or below the threshold independently of each other.
  • steps S405 of connecting the burner and S406 supplying heat analogously to steps S32 and S33 in FIG Fig. 3 ,
  • Step S407 determine the boiler temperature actual value T IST (t)
  • steps S408 determine the control deviation difference ⁇ T (t). Both the boiler temperature actual value T IST and the control deviation difference ⁇ T are analogous to the method in Fig. 3 determined as a function of time t.
  • the switch-off integral I AB (t) was determined from a time ⁇ 0 at which the boiler temperature exceeds the boiler temperature setpoint T SOLL
  • the switch-off integral I AB (t) is determined from a time ⁇ AB in this exemplary embodiment of the method, at which the boiler temperature leaves the defined temperature range, or the dead zone, by the boiler temperature setpoint T SOLL :
  • I FROM t ⁇ ⁇ FROM t ⁇ ⁇ T ⁇ - T 1 - T SHOULD ⁇ d ⁇
  • a surface area below the time profile of the boiler temperature actual value T IST is formed up to the first temperature range value T 1 , so that an area between the temperature range value T 1 and the boiler temperature setpoint T SOLL remains unconsidered.
  • the present invention is not limited to such integral formation, and it is possible to provide embodiments of the invention in which integral formation is performed over the entire control deviation .DELTA.T, wherein the integral formation only begins at a time at which the boiler temperature actual value T IST defined temperature range or the dead zone leaves.
  • step S410 of turning off the burner 10 the burner 10 is turned off when the value of the cut-off integral I AB (t) reaches or exceeds the set first threshold SW 1 , or if previously the absolute value of the control deviation ⁇ T exceeds the set maximum value for the control deviation ⁇ T MAX reaches or exceeds.
  • a heat supply from the burner 10 to the boiler 20 is changed, so that the boiler temperature begins to decrease.
  • the shutdown integral I AB (t) is still determined in step S411 after switching off the burner.
  • the switch-off integral I AB (t) is determined at least until a point in time at which the decreasing boiler temperature reaches or falls below the first temperature range value T 1 .
  • the switch-off integral I AB (t) is further determined until a time t 3 at which the boiler temperature actual value T IST reaches or falls below the first temperature range value T 1 .
  • the steps S405 to S412 are repeated cyclically, so that the boiler temperature actual value T IST fluctuates around the boiler temperature setpoint T SOLL .
  • FIG. 12 shows a cycle of a burner, which according to the method for controlling a burner after the in Fig. 4 described second embodiment of the present invention is regulated.
  • Fig. 5 shows the temperature profile of the boiler temperature as a function of time t and the corresponding time course of the burner power P Br as a function of time t.
  • the set setpoint T SOLL for the boiler temperature is represented by a horizontal line.
  • Above and below the set target value T SOLL are two more horizontal Lines are shown, which define the dead zone or the defined temperature range around the boiler temperature setpoint T SOLL and represent the first and second temperature range values T 1 and T 2 .
  • another horizontal line represents the set maximum control deviation ⁇ T MAX .
  • the burner 10 is switched on, represented by the increase of the burner power at the time t 0 (S405).
  • the boiler temperature rises due to the connection of the burner 10 and reaches or exceeds the boiler temperature setpoint T SOLL and shortly thereafter at a time ⁇ AB the first temperature range value T 1 .
  • the determination of the turn-off integral I AB (t) starts in step S409.
  • the determined value of the cut-off integral I AB (t) reaches the set first threshold value SW 1 , so that the burner is switched off at this time t 1 , represented by the decrease in the burner power P Br at the time t 1 (S410).
  • the Abschaltintegral I AB (t) will now be further determined in step S411 until the actual boiler temperature T, at a time t 3 reaches the first temperature range T 1 value and below.
  • the hatched area below the course of the boiler temperature as a function of the time t between the times ⁇ AB and t 3 corresponds to the value of the turn-off integral I AB (t 3 ) at the time t 3 .
  • This value is set as the new second threshold value SW 2 for the next addition integral I ZU (t) to be determined.
  • Fig. 6 illustrates the operation of the set control deviation maximum value ⁇ T MAX .
  • the boiler temperature rises after switching on the burner 10 at a time t 0 .
  • the boiler temperature exceeds the first temperature range value T 1 and the determination of the switch-off integral I AB (t) begins.
  • the control deviation increases Connecting the burner 10 so fast that the boiler temperature T actual at a time t 4 reaches a value at which the absolute value of the determined instantaneous control deviation .DELTA.T (t 4 ) reaches the set control deviation maximum value .DELTA.T MAX .
  • the burner is switched off at this time t 4 , although the value of the switch-off integral I AB (t 4 ) has not yet reached or exceeded the first threshold value SW 1 at this time t 4 Has.
  • a temperature range, or a dead zone (eg, 1 K) is defined, with no turn-on integrals formed within the dead zone. Within this dead zone the integration is stopped.
  • the value of the cut-off integral I AB (t) is additionally reset even if the boiler temperature actual value T IST falls below the boiler temperature setpoint T SOLL when the burner is in operation.
  • the Abschaltintegral is reset to the value zero, or the time at which the boiler temperature actual value T IST exceeds the boiler temperature setpoint T SOLL again used as a new starting time for the determination of the Abschaltintegrals I AB (t).
  • a long-running burner is switched off in a modulating operation by accumulating small control deviations.
  • modulating operation a small fluctuation in the boiler temperature within the defined dead zone may also occur, in which, according to the second embodiment of the present invention, no turn-off and turn-on integrals are also formed.
  • no cumulation occurs in the determination of the ab- or Zuschaltintegrale on, so that small deviations within the dead zone can not lead to unnecessary or undesirable switching on and off of the burner 10.
  • Fig. 7 shows an apparatus for controlling a burner according to an embodiment of the present invention, which is adapted to perform at least one of the inventive method according to the above-described embodiments of the present invention.
  • the apparatus 30 for controlling a burner 10 according to an embodiment of the present invention comprises a boiler temperature target value setting means 31, a boiler temperature actual value determining means 32, a control deviation determining means 33, a burner control means 34, a control deviation integral determining means 35, a threshold value Adjustment means 36, a deviation control limit setting means 37, and a temperature range defining means 38.
  • the boiler temperature target value setting means 31 is adapted to set a target value for the boiler temperature, that is, the above-described boiler temperature target value T SOLL for the control of the burner 10.
  • the boiler temperature actual value determining means 32 is suitable for determining the instantaneous value of the boiler temperature, that is to say the boiler temperature actual value T ACT, in at least one part of the boiler.
  • the boiler temperature actual value determining means 32 comprises for this purpose at least one means for measuring the boiler temperature in a region of the boiler or a plurality of means for determining boiler temperatures at different points of the boiler, the boiler temperature actual value determining means 32 being optionally suitable for determine further processing and determined by the variety of means boiler temperature values, optionally by weighted or unweighted averaging, to determine an actual value T IST.
  • the boiler temperature actual value determining means 32 is adapted to determine the actual value of the boiler temperature continuously or repeatedly or periodically.
  • the boiler temperature T IST can be determined as a function of time t.
  • the control deviation determining means 33 is suitable for determining a control deviation ⁇ T between the set boiler temperature setpoint T SOLL and the currently determined boiler temperature actual value T IST .
  • the control deviation integral determining means 35 is adapted to integrate the control deviations ⁇ T (t) continuously or repeatedly determined by the control deviation determining means 33 over the time t, to determine integrals as a function of the control deviation and / or the absolute value of a specific integral over time t form.
  • the burner control means 34 is adapted to turn on and off the burner 10 based on the determined turn-on and turn-on integrals determined by the control deviation integral determining means 35.
  • the temperature range defining means 38 is adapted to define a temperature range, or a dead zone, to define the set boiler temperature setpoint T SOLL .
  • the temperature range defining means 38 is adapted to set a first temperature range value T 1 greater than the boiler temperature target value T SOLL and a second temperature range value T 2 smaller than the boiler temperature target value T SOLL or to define a temperature range around the boiler temperature target value T SOLL by setting a Temperature range half width, which defines half the width of the temperature range to be defined, wherein the boiler temperature setpoint T SOLL is in the center of the defined temperature range.
  • the threshold setting means 36 is adapted to a first threshold value SW 1 and / or second threshold value SW 2, set as threshold values for the particular feed and Abschaltintegrale, which are determined by the deviation determining means integral 35th
  • the burner control means 34 is suitable for switching off the burner 10 when a certain switch-off integral I AB (t) reaches or exceeds the first threshold value SW 1 , and to switch off the burner 10 when a switch-on integral I ZU (t) determined by the control deviation integral determining means 35 reaches or exceeds the second threshold SW 2 .
  • the control deviation threshold setting means 37 is adapted to set a maximum value for the control deviation as the control deviation threshold ⁇ T MAX so that large temperature amplitudes can be avoided by the burner control means 34 turning off the burner when the control deviation determined by the control deviation determining means 33 ⁇ T or the absolute value thereof reaches the set control deviation threshold ⁇ T MAX before a turn-on integral determined by the control deviation integral determining means 35 reaches or exceeds a predetermined threshold value.
  • the apparatus 30 for controlling a burner 10 further comprises integral reset means 39, which is adapted to reset an integral determined by the control deviation integral determining means 35 to the value zero when the actual boiler temperature T IST falls within the defined temperature range Zone) penetrates, in particular, when the boiler temperature actual value T ACT falls back to the defined temperature range when the burner is switched on.
  • a control method of a burner is thus provided in which further loss of comfort for a user is avoided.
  • the over-supply or under-supply occurring only briefly within one cycle can be compensated by the inertia on the consumer side.
  • a desired behavior long run times or low temperature amplitudes desired
  • a single parameter eg the first threshold SW 1
  • the second threshold value SW 2 for the turn-on integral is determined on the basis of the previously determined turn-off integral
  • the method according to the invention is suitable both for gas burners and for oil burners, as well as for other burner types which are clocked for loads below a minimum modulatable burner output.
  • the method is suitable for heating systems for all building types and design temperatures and offers a high level of robustness due to the integral approach, according to which the burner shutdown and connection times are determined in a cycle not on the basis of rigid temperature limits, but on the basis of an integral of the control deviation over time t.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln eines Brenners, der geeignet ist, einem Kessel Wärme zuzuführen, wobei das Zu- und/oder Abschalten bei Taktung eines Brenners anhand eines Wertes eines Zu- bzw. Abschaltintegrals ausgeführt wird, wobei das Zu- bzw. Abschaltintegral durch Integration einer Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) über die Zeit t bestimmt wird, die anhand eines eingestellten Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL und eines bestimmten momentanen Kesseltemperatur-Istwerts TIST bestimmt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln der Laufzeit eines Brenners, der geeignet ist, einem Kessel Wärmeenergie, im Folgenden kurz Wärme genannt, zuzuführen.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Regeln der Laufzeit eines Brenners, der geeignet ist, einem thermischen Medium, z. B. Wasser oder Öl, in einem Kessel oder Wärmespeicher Wärme zuzuführen, um die Temperatur des thermischen Speichermediums im Kessel durch Wärmezufuhr zu erhöhen, basierend auf der Vorgabe eines Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Derartige Brenner sind dem Stand der Technik bekannt, z. B. als Gas- oder Ölbrenner in Heizungsanlagen und werden z.B. als einziger Wärmeerzeuger oder als ein Wärmeerzeuger aus einer Mehrzahl von Wärmeerzeugern, z.B. in bivalenten Heizanlagen, genutzt.
  • Ferner sind dem Stand der Technik Gas- und Ölbrenner bekannt, die in einer Betriebsart geregelt werden können, bei der eine abgegebene Brennerleistung PBr kontinuierlich moduliert werden kann, um einen vorbestimmten, bestimmten oder eingestellten Brennerleistungswert PBr abzugeben und somit die Kesseltemperatur gleich oder nahe dem Sollwert TSOLL zu halten. Jedoch kann bei derartig geregelten Gas- und Ölbrennern die abgegebene Leistung PBr gegebenenfalls nicht kontinuierlich bis auf Null heruntermoduliert werden, so dass der Brenner durch Taktung geregelt wird (Brennertakten), wenn ein Wärmezufuhrbedarf, z.B. in Abhängigkeit einer Gebäudelast, unterhalb einer minimalen Brennerleistung des Brenners auftritt.
  • Hierbei wird der Brenner bei einer Kesseltemperatur unter dem Sollwert TSOLL eingeschaltet, um die Kesseltemperatur über den Sollwert TSOLL zu erhöhen. Bei einer Kesseltemperatur über dem Sollwert TSOLL wird der Brenner wieder abgeschaltet. Indem der Brenner taktet, also abwechselnd zu- und abgeschaltet wird, kann die Kesseltemperatur nahe dem Sollwert TSOLL gehalten werden, selbst wenn die dazu benötigte Brennerleistung unterhalb der minimalen Brennerleistung oder der minimalen modulierbaren Brennerleistung liegt.
  • Als ein Verfahren zum Regeln eines derartigen Gas- oder Ölbrenners ist dem Stand der Technik die sogenannte Zweipunktreglermethode mit Hysterese bekannt. In der Zweipunktreglermethode wird eine Regelabweichung ΔT der Kesseltemperatur von dem Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL ermittelt durch Differenzbildung des Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL mit einer momentan bestimmten Kesseltemperatur, dem sogenannten Kesseltemperatur-Istwert TIST: ΔT = T SOLL □ T IST .
    Figure imgb0001
  • Wird hierbei eine Regelabweichung ΔT größer Null ermittelt, liegt die Kesseltemperatur unter dem Sollwert TSOLL und andernfalls, bei einem ermittelten ΔT kleiner Null, liegt die Kesseltemperatur momentan oberhalb dem Sollwert TSOLL.
  • Nach der Zweipunktreglermethode mit Hysterese wird ein sogenannter Einschaltdifferenzwert und ein sogenannter Ausschaltdifferenzwert festgelegt. Wird nun ermittelt, dass die Regelabweichung größer der festgelegten Einschaltdifferenz ist, wird der Brenner zugeschaltet, da die Kesseltemperatur dann mehr als die festgelegte Einschaltdifferenz unterhalb des Sollwerts TSOLL liegt. Bei zugeschaltetem Brenner wird die Kesseltemperatur dann durch Zuführung von Wärme zu dem Kessel solange erhöht, bis ermittelt werden kann, dass der Absolutwert der Regelabweichung die festgelegte Ausschaltdifferenz erreicht oder übersteigt (hierbei ist die Ausschaltdifferenz positiv definiert). Dann wird der Brenner wieder ausgeschaltet. Dieser Zyklus wird wiederholt ausgeführt, so dass der Kesseltemperaturwert durch zyklisches Ein- und Ausschalten des Brenners um den Sollwert TSOLL schwankt.
  • In der vorhergehend beschriebenen Zweipunktreglermethode treten oftmals sehr kurze Brennerlaufzeiten zwischen Zu- und Abschalten des Brenners auf, selbst wenn relativ hohe Ein- und Ausschaltdifferenzwerte festgelegt werden. Die Brennerlaufzeiten in einer Regelung nach der Zweipunktreglermethode können teilweise unter 1 Minute liegen. Da der Brenner aber gegebenenfalls nur kurze Zeit danach wieder zugeschaltet werden muss, und somit gegebenenfalls eine kurze Periodendauer vorliegt, ergeben sich in der Zweipunktreglermethode sehr viele Schaltzyklen, die teilweise über 100 Ein- und Ausschaltvorgänge des Brenners pro Tag umfassen können.
  • Weiterhin entsteht eine hohe dynamische Belastung des Kessels durch schnellen Temperaturanstieg und daraufhin folgenden schnellen Temperaturabfall bei kurzer Periodendauer und hoher Anzahl von Schaltzyklen pro Tag.
  • Weiterhin treten bei den kurzen Zykluszeiten oder Periodendauern, bzw. bei der hohen Zyklusanzahl pro Tag durch häufiges Ein- und Ausschalten des Brenners weitere Probleme auf. So ergeben sich z. B. schlechte Emissionswerte des Brenners, ein reduzierter Nutzungsgrad und auch erhöhter Verschleiß.
  • Bei Ölbrennern tritt zusätzlich gegebenenfalls eine starke Verschmutzung eines Wärmetauschers durch Ruß aufgrund der schlechten Emissionswerte auf.
  • Fig. 1 zeigt den Kesseltemperatur-Istwert TIST als Funktion der Zeit t eines Kessels, dem zeitweise durch einen Brenner Wärme zugeführt wird, wobei der Brenner nach der im Stand der Technik bekannten Zweipunktreglermethode mit Hysterese geregelt wird. Zusätzlich zeigt Fig. 1 den zeitlichen Verlauf der Brennerleistung PBr entsprechend dem gezeigten Kesseltemperatur-Istwert TIST als Funktion der Zeit t.
  • Nach der Zweipunktreglermethode mit Hysterese wird ein Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL eingestellt und eine Ausschalt- bzw. Einschaltdifferenz festgelegt. Die Ausschaltdifferenz ergibt sich aus der Differenz eines festgelegten Temperaturmaximalwerts TMAX und dem Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL. Die Ausschaltdifferenz ergibt sich aus der Differenz des Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL und einem eingestellten Mindesttemperaturwert TMIN. Im zeitlichen Verlauf wird jeweils der momentane Kesseltemperatur-Istwert TIST bestimmt, um eine Regelabweichung zwischen dem Kesseltemperatur-Istwert TIST und dem Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL zu ermitteln.
  • Bei eingeschaltetem Brenner wird dem Kessel Wärme zugeführt und die Kesseltemperatur bzw. der Kesseltemperatur-Istwert TIST erhöht sich im zeitlichen Verlauf. Wird nun ermittelt, dass der Kesseltemperatur-Istwert TIST über den eingestellten Maximaltemperaturwert TMAX steigt, wird der Brenner abgeschaltet. Mit anderen Worten, wenn die ermittelte Regelabweichung zwischen dem Kesseltemperatur-Istwert TIST und dem Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL im Absolutwert bei Kesseltemperaturen über dem Sollwert über die Ausschaltdifferenz steigt, wird der Brenner abgeschaltet. Daraufhin sinkt die Kesseltemperatur, bis sie zuerst unter den Sollwert TSOLL sinkt und daraufhin unter den eingestellten Mindesttemperaturwert TMIN.
  • Wird nun festgestellt, dass der Kesseltemperatur-Istwert TIST unter die Mindesttemperatur TMIN gefallen ist, also mit anderen Worten die Regelabweichung unterhalb des Sollwerts die eingestellte Einschaltdifferenz übersteigt, wird der Brenner wieder zugeschaltet, so dass dem Kessel Wärme zugeführt wird und die Kesseltemperatur wieder steigt.
  • Wie in Fig. 1 dargestellt, führt die Zweipunktreglermethode somit zu einem zyklischen Zu- und Abschalten des Brenners, wodurch die Kesseltemperatur um den eingestellten Sollwert TSOLL schwankt. Die jeweiligen Ein- bzw. Ausschaltzeitpunkte des Brenners sind in Fig. 1 durch die gestrichelten senkrechten Linien dargestellt. Im unteren Teil der Fig. 1 ist die Brennerleistung PBr als Funktion der Zeit dargestellt. In einem Zeitraum zwischen Abschalten des Brenners und erneutem Einschalten des Brenners ist die Brennerleistung PBr gleich Null (oder auf einem niedrigen Bereitschaftswert).
  • Wird der Brenner zu einem bestimmten Zeitpunkt eingeschaltet, erhöht sich die Brennerleistung PBr auf eine hohe Brennerstartleistung und wird dann auf einen niedrigeren Wert heruntermoduliert. Dies führt zu einem schnellen Temperaturanstieg im Kessel aufgrund der hohen Brennerstartleistung, die gegebenenfalls erst wieder sinkt, bevor sie kontinuierlich aufgrund einer Brennerleistung PBr unterhalb der hohen Brennerstartleistung steigt.
  • Jedoch kann es vorkommen, dass der starke Temperaturanstieg aufgrund der hohen Brennerstartleistung ohne große Verzögerung über den eingestellten Temperaturmaximalwert TMAX steigt, wodurch in der Zweipunktreglermethode mit Hysterese der Brenner wieder ausgeschaltet wird. Dies kann zu einer sehr kurzen Brennerzeit führen, in der der Kessel durch die schnellen Temperaturschwankungen und hohen Temperaturamplituden dynamisch belastet wird, und zusätzlich kann dies zu einer Verbrennung mit hohen Emissionswerten führen. Eine derartige vorzeitige Brennerabschaltung durch einen Temperaturüberschwinger aufgrund der hohen Brennerstartleistung ist in Fig. 1 im zweiten Zyklus dargestellt.
  • Um die vorangehend beschriebenen Probleme der Zweipunktreglermethode zu vermeiden, ist es im Stand der Technik bekannt, hohe Ein- und Ausschaltdifferenzwerte zu wählen, z. B. eine Einschaltdifferenz von 6 K (Kelvin) und eine Ausschaltdifferenz von ca. 8 K. Hierdurch können die Zykluszeiten des Brenners verlängert werden, bzw. die Anzahl der Zyklen pro Tag verringert werden. Allerdings ergibt sich nach diesem Verfahren das weitere Problem, dass die Amplituden der Temperaturschwankung der Kesseltemperatur um den Sollwert TSOLL bei hohen Ein- und Ausschaltdifferenzwerten ansteigen. Dies kann gegebenenfalls zu einem eingeschränkten Nutzungsvermögen des Brenners führen. So ist es bekannt, dass hohe Ein- und Ausschaltdifferenzen ungeeignet sind für eine Vielzahl von Heizungsanlagen, z. B. Niedertemperatur-Fußboden-Heizungsanlagen, in denen der Kessel direkt, also ohne Mischer, an einen Heizkreis, z. B. die Fußbodenheizung, angeschlossen ist.
  • Mit den oben genannten Beispielwerten für die Einschaltdifferenz (6 K) und die Ausschaltdifferenz (8 K) ergibt sich bei einer Kesselsolltemperatur von z. B. 26 °C ein Zyklus, in dem ein Brenner erst zugeschaltet wird, wenn die Kesseltemperatur unter 20 °C fällt, und weiterhin wird der Brenner erst wieder ausgeschaltet, wenn die Kesseltemperatur bei 34 °C liegt. Dies führt zu dem Problem, dass ein Gebäude erst vollständig auskühlt, bevor der Brenner wieder startet. Danach, wenn der Brenner läuft, wird das Gebäude allerdings überheizt. Bei einer Periodendauer, die in der Praxis mehrere Tage dauern kann, bedeutet dies, dass eine Wohntemperatur in dem Gebäude einen Tag zu kalt und einen Tag zu warm ist.
  • Weiterhin sind dem Stand der Technik Regelungsmethoden zur Regelung eines Brenners bekannt, bei denen die Zweipunktreglermethode derart erweitert ist, dass zusätzlich eine variable Mindestpausenzeit, z. B. 4 Minuten, festgelegt oder eingestellt wird. Zusätzlich zu dem Einschaltkriterium für den Brenner anhand des Vergleichs der Regelabweichung mit dem festgelegten Einschaltdifferenzwert wird dann überprüft, ob die festgelegte Mindestpausenzeit seit dem letzten Abschalten des Brenners verstrichen ist.
  • Hierdurch können die Zykluszeiten des Brenners erhöht werden, bzw. die Anzahl der Zyklen pro Tag verringert werden. Jedoch kann eine solche Methode dazu führen, dass die Kesseltemperatur zu stark fällt, wenn die Regelabweichung der Kesseltemperatur die festgelegte Einschaltdifferenz vor Ablauf der Mindestpausenzeit unterschreitet.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile und Probleme der bekannten Regelungsverfahren eines Brenners zu vermeiden und eine Laufzeitregelung eines Brenners zu optimieren.
  • Insbesondere ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile und Probleme der bekannten Zweipunktreglermethode mit Hysterese und der erweiterten Zweipunktreglermethode mit einer zusätzlichen Mindestpausenzeit des Brenners zu vermeiden.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln eines Brenners, der geeignet ist, einem Kessel Wärme zuzuführen, bereitzustellen, um eine niedrigere Schaltzyklenzahl des Brenners pro Tag zu ermöglichen, und um die Probleme eines häufigen Ein- und Ausschaltens des Brenners, wie z. B. erhöhte Emissionswerte, einen reduzierten Nutzungsgrad und einen erhöhten Verschleiß, zu vermeiden.
  • Zur Lösung der vorangehend beschriebenen Aufgaben der Erfindung wird ein Verfahren zum Regeln der Laufzeit eines Brenners nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung zum Regeln der Laufzeit eines Brenners nach Anspruch 8 vorgeschlagen. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zum Regeln der Laufzeit eines Brenners, der geeignet ist, einem Kessel Wärme zuzuführen umfasst die folgenden Verfahrensschritte:
    • Einstellen eines Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL, der einen Sollwert der Kesseltemperatur angibt,
    • Zuführen von Wärme durch den Brenner zu dem Kessel,
    • kontinuierliches oder wiederholtes Ermitteln eines momentanen Kesseltemperatur-Istwerts TIST, der von einer momentanen Temperatur in zumindest einem Teil des Kesselvolumens abhängt, zum Bestimmen des Kesseltemperatur-Istwerts TIST(t) als Funktion der Zeit t, und
    • kontinuierliches oder wiederholtes Bestimmen einer momentanen Regelabweichungsdifferenz ΔT, die eine Differenz zwischen dem eingestellten Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL und dem bestimmten momentanen Kesseltemperatur-Istwert TIST angibt, zum Bestimmen der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) als Funktion der Zeit t.
  • Weiterhin umfasst das Verfahren zum Regeln der Laufzeit eines Brenners nach der vorliegenden Erfindung die Verfahrensschritte:
    • Bestimmen eines Abschaltintegrals IAB(t) durch Integralbildung in Abhängigkeit der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) über die Zeit t, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST größer ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL,
    • Abschalten des Brenners zu einem ersten Zeitpunkt t1, an dem der Wert IAB(t1) des Abschaltintegrals IAB(t) einen ersten Schwellwert SW1 erreicht, um das Zuführen von Wärme durch den Brenner zu beenden.
  • In dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Regeln eines Brenners wird im Gegensatz zum Stand der Technik ein neuer Ansatz verwendet, in dem das Zuschalten des Brenners nicht über starre Temperaturgrenzen, sondern über die Bestimmung eines Zuschaltintegrals durch Integralbildung in Abhängigkeit der ermittelten Regelabweichung, insbesondere über einen Temperaturparameter (als Funktion der Zeit), der um eine erste konstante Temperaturdifferenz von der ermittelten Regelabweichungsdifferenz (als Funktion der Zeit t) abweicht, oder über die ermittelte Regelabweichungsdifferenz (als Funktion der Zeit t) selbst ausgeführt wird.
  • Die Erfindung macht sich den Umstand zunutze, dass eine fehlende Massenträgheit auf der Erzeugerseite (Wärmeerzeugung) durch Massenträgheit auf der Verbraucherseite ergänzt werden kann. Weiterhin macht sich die Erfindung den Umstand zunutze, dass es für den Komfort seitens eines Verbrauchers entscheidend ist, welche Energiemenge eingespeist wird, und welches Temperaturniveau herrscht, und nicht die tatsächliche momentane Leistung des Brenners.
  • Des Weiteren ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren längere Zykluszeiten und eine niedrigere Anzahl Zyklen des Brenners pro Tag, da nicht anhand starrer Temperaturgrenzen geregelt wird. Es ergeben sich somit erfindungsgemäß längere Brennerlauf- und Pausenzeiten, wodurch geringere Emissionswerte, eine höhere Energiesparung und zusätzlich ein reduzierter Wartungsaufwand erreicht werden kann. Die Erfindung bietet gegenüber dem Stand der Technik somit eine optimierte Regelung eines Brenners mit einer optimierten Brennerlaufzeit.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren zum Regeln der Laufzeit eines Brenners nach der vorliegenden Erfindung die weiteren Verfahrensschritte:
    • Bestimmen eines Zuschaltintegrals IZU(t) durch Integralbildung in Abhängigkeit der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) über die Zeit t, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST kleiner ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL, und/oder
    • Zuschalten des Brenners zu einem zweiten Zeitpunkt t2, an dem der Wert IZU(t2) des Zuschaltintegrals IZU(t) einen zweiten Schwellwert SW2 erreicht, um dem Kessel Wärme durch den Brenner zuzuführen.
  • Wie vorstehend in Bezug auf das Abschaltintegral beschrieben wird hierbei eine Integralbildung in Abhängigkeit der ermittelten Regelabweichung durchgeführt, insbesondere über einen Temperaturparameter (als Funktion der Zeit), der um die erste konstante Temperaturdifferenz oder um eine zweite konstante Temperaturdifferenz von der ermittelten Regelabweichungsdifferenz (als Funktion der Zeit t) abweicht, oder über die ermittelte Regelabweichungsdifferenz (als Funktion der Zeit t) selbst.
  • Somit kann die Laufzeitregelung weiter optimiert werden, indem zusätzlich zu dem Zuschalten des Brenners auch das darauffolgende Abschalten des Brenners bei dem Brennertakten anhand eines Integrals in Abhängigkeit der Regelabweichung ΔT(t) über die Zeit t geregelt wird und nicht anhand starrer Temperaturgrenzen. Des Weiteren wird eine weitere Reduktion der Anzahl der Zyklen des Brenners pro Tag ermöglicht, wenn Zu- und Abschaltintegrale zum Regeln des Zu- und Abschaltens bei Brennertaktung bestimmt werden. Es ergeben sich somit noch längere Brennerlauf- und Pausenzeiten, wodurch noch geringere Emissionswerte, eine noch höhere Energiesparung und zusätzlich ein noch niedrigerer Wartungsaufwand erreicht werden kann.
  • Vorzugsweise werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren zumindest die Schritte des Zuführens von Wärme, des Bestimmens des Abschaltintegrals, des Abschaltens des Brenners, des Bestimmen eines Zuschaltintegrals und des Zuschaltens des Brenners zyklisch wiederholt.
  • Somit wird ermöglicht, dass der Kesseltemperaturwert nahe dem eingestellten Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL durch zyklisches Ein- und Ausschalten des Brenners gehalten werden kann.
  • Vorzugsweise ist der erste Schwellwert SW1 manuell oder prozessgesteuert einstellbar und vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin den Schritt des Einstellens des ersten Schwellwerts SW1.
  • Somit wird ermöglicht, dass der erste Schwellwert, also der Abschaltintegral-Schwellwert SW1, parametrisierbar ist, z.B. auf ein gewünschtes oder erforderliches Anlagenverhalten.
  • Vorzugsweise wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren das Abschaltintegral IAB(T) bestimmt durch Integration bis zu einem dritten Zeitpunkt t3, an dem der Kesseltemperatur-Istwert TIST(T) den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL nach Abschalten des Brenners erreicht oder unterschreitet, und wobei der zweite Schwellwert SW2 vorzugsweise entsprechend dem Wert IAB(t3) des Abschaltintegrals IAB(t) zu dem dritten Zeitpunkt t3 festgelegt wird, so dass der zweite Zeitpunkt t2 vorzugsweise der Zeitpunkt ist, an dem der Absolutwert |IZU(t)| des Zuschaltintegrals IZU(t) den Absolutwert |IAB(t3)| des Abschaltintegrals IAB(t) zu dem dritten Zeitpunkt t3 erreicht oder überschreitet.
  • Somit wird eine dynamische Zuschaltintegralschwelle SW2 ermöglicht. Die Erfindung macht sich somit vorzugsweise den Umstand zunutze, dass der Wert des Abschaltintegrals zu diesem Zeitpunkt t3 ein Maß für die zuviel eingebrachte Energie ist, da, nachdem der Brenner nach Überschreiten des ersten Schwellwerts SW1 abgeschaltet wurde, solange weiter integriert wird, bis die Kesseltemperatur kleiner oder gleich dem Sollwert ist.
  • Des Weiteren bleibt der Brenner vorzugsweise solange ausgeschaltet, bis ein analog dem vorangehend bestimmten Abschaltintegral gebildetes Zuschaltintegral den gleichen Wert erreicht, wie das vorhergehend bestimmte Abschaltintegral. Somit wird es ermöglicht, dass bei einem Stillstand des Brenners (bei ausgeschaltetem Brenner) im selben Maße unterversorgt wird, wie zuvor überversorgt wurde. Es entsteht somit im zeitlichen Mittel weder eine Über- noch Unterversorgung. Die nur kurzfristigen Über- und Unterversorgungen erzeugen keine Komforteinbußen, da diese im Wesentlichen nur innerhalb eines Brennerzyklus auftreten und somit durch die Trägheit der gesamten Anlage ausgeglichen werden.
  • Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin einen Verfahrensschritt des Einstellens eines Regelabweichungsgrenzwerts ΔTMAX, wobei der Brenner vorzugsweise zu dem ersten Zeitpunkt t1 oder zu einem vierten Zeitpunkt t4, an dem der Absolutwert der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) einen Regelabweichungsgrenzwert ΔTMAX erreicht oder überschreitet, vor dem ersten Zeitpunkt t1 abgeschaltet wird.
  • Somit kann eine hohe Überschreitung des Sollwerts TSOLL vermieden werden, indem der Brenner abgeschaltet wird, wenn die Regelabweichung den Regelabweichungsgrenzwert ΔTMAX überschreitet. Die Amplituden der Regelabweichung können dann zusätzlich durch Temperaturwerte begrenzt werden. Hohe Temperaturamplituden können somit vermieden werden, selbst wenn das Abschaltintegral den ersten Schwellwert SW1 zum Beispiel bedingt durch einen schnellen Temperaturanstieg noch nicht erreicht oder überschritten hat, obwohl schon eine sehr hohe Regelabweichung vorliegt. Somit können hohe Temperaturamplituden z.B. bei einem fehlendem Volumenstrom des thermischen Speichermediums in einer Heizungsanlage vermieden werden.
  • Analog kann vorzugsweise in einem weiteren Verfahrensschritt des Verfahrens ein zweiter Regelabweichungsgrenzwert ΔTMAX;2 eingestellt werden, so dass der Brenner nicht nur zugeschaltet wird, wenn das Zuschaltintegral den zweiten Schwellwert SW2 erreicht, sondern vorzugsweise auch bei einer Regelabweichung, bei der der Kesseltemperatur-Istwert TIST den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL um mehr als ΔTMAX;2 unterschreitet.
  • Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin den Verfahrensschritt des Definierens eines Temperaturbereichs um den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL durch Einstellen eines ersten Temperaturbereichswerts T1, der größer ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL, und eines zweiten Temperaturbereichswerts T2, der kleiner ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL, wobei das Abschaltintegral IAB(T) vorzugsweise nur dann bestimmt wird, wenn der bestimmte momentane Kesseltemperatur-Istwert TIST größer als der erste Temperaturbereichswert T1 ist, und/oder wobei das Zuschaltintegral IZU(t) vorzugsweise nur dann bestimmt wird, wenn der bestimmte momentane Kesseltemperatur-Istwert TIST kleiner als der zweite Temperaturbereichswert T2 ist.
  • Somit wird um den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL eine sogenannte Tote Zone mit einer Temperaturbreite von z. B. 1 K definiert (d.h. T1 □T2 = 1 K), wobei weder ein Zu- und noch ein Abschaltintegral gebildet wird, wenn die Regelabweichung ΔT oder die Amplituden der Regelabweichung ΔT so klein sind, dass der Kesseltemperatur-Istwert TIST innerhalb der Toten Zone liegt oder schwankt. Solange TIST innerhalb der Toten Zone liegt, wird die Integration vorzugsweise nicht ausgeführt, bzw. vorzugsweise angehalten. Dies verhindert ein Zu- bzw. Abschalten des Brenners, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST nur geringfügig, nämlich innerhalb der Toten Zone, um den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL schwankt. Somit können unnötige Ein- und Ausschaltvorgänge des Brenners verhindert werden.
  • Vorzugsweise wird hierbei bei der Integration für die Integralbildung des Abschaltintegrals über einen ersten Temperaturparameter in Abhängigkeit der ermittelten Regelabweichungsdifferenz integriert, der von der ermittelten Regelabweichungsdifferenz um eine erste konstante Temperaturdifferenz, insbesondere vorzugsweise entsprechend der Differenz zischen dem ersten Temperaturbereichswert T1 und dem Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL abweicht, und vorzugsweise wird hierbei weiterhin bei der Integration für die Integralbildung des Zuschaltintegrals über einen zweiten Temperaturparameter in Abhängigkeit der ermittelten Regelabweichungsdifferenz integriert, der von der ermittelten Regelabweichungsdifferenz um eine zweite konstante Temperaturdifferenz, insbesondere vorzugsweise entsprechend der Differenz zischen dem Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL und dem zweiten Temperaturbereichswert T2, abweicht.
  • Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin den Verfahrensschritt des Zurücksetzens des bestimmten Abschaltintegrals IAB(t) auf den Wert Null, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL bei zugeschaltetem Brenner unterschreitet.
  • Bei einer Regelung des Brenners im modulierten Betrieb (z. B. im Winter) kann es auftreten, dass die Kesseltemperatur den Sollwert TSOLL gegebenenfalls selbst dann unterschreitet, wenn der Brenner dem Kessel Wärme zuführt. Steigt die Kesseltemperatur danach leicht über den Sollwert und fällt gegebenenfalls kurz darauf wieder usw., kann ohne Zurücksetzen des Abschaltintegrals auf den Wert Null eine Kumulation dieser kleinen Regelabweichungen gegebenenfalls dazu führen, dass ein bestimmtes Abschaltintegral den Schwellwert SW1 erreicht, obwohl ein Ausschalten des Brenners nicht empfehlenswert ist. Ein solches Ausschalten des Brenners kann dadurch vermieden werden, dass das Abschaltintegral auf den Wert Null zurückgesetzt wird, wenn die Kesseltemperatur den Sollwert oder den ersten Temperaturbereichsparameter T1 bei in Betrieb befindlichem Brenner unterschreitet.
  • Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Regeln der Laufzeit eines Brenners, der geeignet ist, einem Kessel Wärme zuzuführen, beschrieben, die dazu geeignet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Hierbei wird nicht im Detail auf die Vorteile eingegangen, da diese den Vorteilen des Verfahrens entsprechen.
  • Eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zum Regeln der Laufzeit eines Brenners umfasst:
    • ein Kesseltemperatur-Sollwert-Einstellungsmittel zum Einstellen eines Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL, der einen Sollwert der Kesseltemperatur angibt,
    • ein Kesseltemperatur-Istwert-Ermittelungsmittel zum kontinuierlichen oder wiederholten Ermitteln eines momentanen Kesseltemperatur-Istwerts TIST, der eine momentane Temperatur in zumindest einem Teil des Kesselvolumens angibt, zum Bestimmen des Kesseltemperatur-Istwerts TIST(t) als Funktion der Zeit t,
    • ein Regelabweichungs-Bestimmungsmittel zum kontinuierlichen oder wiederholten Bestimmen einer momentanen Regelabweichungsdifferenz ΔT, die eine Differenz zwischen dem eingestellten Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL und dem bestimmten momentanen Kesseltemperatur-Istwert TIST angibt, zum Bestimmen der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) als Funktion der Zeit t, und/oder
    • ein Brennersteuerungsmittel zum Zu- und Abschalten des Brenners.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines Integrals durch Integralbildung in Abhängigkeit der Regelabweichung ΔT(t) über die Zeit t umfasst.
  • Erfindungsgemäß bestimmt das Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel vorzugsweise ein Abschaltintegral IAB(t), wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST größer ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL. Der Brenner wird vorzugsweise durch das Brennersteuerungsmittel zu einem ersten Zeitpunkt t1 abgeschaltet, an dem der Wert IAB(t1) des Abschaltintegrals IAB(t) einen ersten Schwellwert SW1 erreicht, um das Zuführen von Wärme durch den Brenner zu beenden. Weiterhin bestimmt das Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel vorzugsweise ein Zuschaltintegral IZU(t), wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST kleiner ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL, und der Brenner wird vorzugsweise durch das Brennersteuerungsmittel zu einem zweiten Zeitpunkt t2 zugeschaltet, an dem der Wert IZU(t2) des Zuschaltintegrals IZU(t) einen zweiten Schwellwert SW2 erreicht, um dem Kessel Wärme durch den Brenner zuzuführen.
  • Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin ein Schwellwert-Einstellungsmittel zum Einstellen des ersten Schwellwerts SW1.
  • Vorzugsweise bestimmt das Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel das Abschaltintegral IAB(t) durch Integralbildung in Abhängigkeit der Regelabweichung ΔT(t) bis zu einem dritten Zeitpunkt t3, an dem der Kesseltemperatur-Istwert TIST den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL nach Abschalten des Brenners erreicht oder unterschreitet, und vorzugsweise legt das Brennersteuerungsmittel den zweiten Schwellwert SW2 entsprechend dem Wert IAB(t3) des Abschaltintegrals IAB(t) zu dem dritten Zeitpunkt t3 fest, so dass der zweite Zeitpunkt t2 vorzugsweise der Zeitpunkt ist, an dem der Absolutwert des Zuschaltintegrals IZU(t) den Absolutwert des Abschaltintegrals IAB(t) zu dem dritten Zeitpunkt t3 erreicht oder überschreitet.
  • Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung zum Regeln der Laufzeit eines Brenners weiterhin ein Regelabweichungsgrenzwert-Einstellungsmittel zum Einstellen eines Regelabweichungsgrenzwerts ΔTMAX, wobei der Brenner vorzugsweise zu dem ersten Zeitpunkt t1 oder zu einem vierten Zeitpunkt t4, an dem der Absolutwert der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) einen Regelabweichungsgrenzwert ΔTMAX erreicht oder überschreitet, vor dem ersten Zeitpunkt t1 durch das Brennersteuerungsmittel abgeschaltet wird.
  • Vorzugsweise ist das Regelabweichungsgrenzwert-Einstellungsmittel weiterhin zum Einstellen eines zweiten Regelabweichungsgrenzwerts ΔTMAX;2 geeignet, so dass der Brenner analog zugeschaltet werden kann, wenn die Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) einen Regelabweichungsgrenzwert ΔTMAX;2 erreicht oder überschreitet, bevor das Zuschaltintegral den zweiten Schwellwert SW2 erreicht.
  • Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin ein Temperaturbereichs-Definitionsmittel zum Definieren eines Temperaturbereichs um den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL durch Einstellen eines ersten Temperaturbereichswerts T1, der vorzugsweise größer ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL, und eines zweiten Temperaturbereichswerts T2, der vorzugsweise kleiner ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL, wobei das Abschaltintegral IAB(t) vorzugsweise nur dann von dem Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel bestimmt wird, wenn der bestimmte momentane Kesseltemperatur-Istwert TIST größer als der erste Temperaturbereichswert T1 ist, und das Zuschaltintegral IZU(t) vorzugsweise nur dann von dem Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel bestimmt wird, wenn der bestimmte momentane Kesseltemperatur-Istwert TIST kleiner als der zweite Temperaturbereichswert T2 ist.
  • Vorzugsweise wird hierbei bei der Integration für die Integralbildung des Abschaltintegrals über einen ersten Temperaturparameter in Abhängigkeit der ermittelten Regelabweichungsdifferenz integriert, der von der ermittelten Regelabweichungsdifferenz um eine erste konstante Temperaturdifferenz, insbesondere vorzugsweise entsprechend der Differenz zischen dem ersten Temperaturbereichswert T1 und dem Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL abweicht, und vorzugsweise wird hierbei weiterhin bei der Integration für die Integralbildung des Zuschaltintegrals über einen zweiten Temperaturparameter in Abhängigkeit der ermittelten Regelabweichungsdifferenz integriert, der von der ermittelten Regelabweichungsdifferenz um eine zweite konstante Temperaturdifferenz, insbesondere vorzugsweise entsprechend der Differenz zischen dem Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL und dem zweiten Temperaturbereichswert T2, abweicht.
  • Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin ein Integral-Zurücksetzungsmittel zum Zurücksetzen eines von dem Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel bestimmten Integrals auf den Wert Null, wobei das Integral-Zurücksetzungsmittel das bestimmte Abschaltintegral IAB(t) vorzugsweise auf den Wert Null zurücksetzt, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL bei zugeschaltetem Brenner unterschreitet. Das Integral-Zurücksetzungsmittel ist kann vorzugsweise auch dazu geeignet sein, das bestimmte Abschaltintegral IAB(t) bereits auf den Wert Null zurückzusetzen, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST den ersten Temperaturbereichswert T1 bei eingeschaltetem Brenner unterschreitet.
    • Kurzbeschreibung der Figuren
    • Fig. 1 zeigt einen Verlauf eines Kesseltemperatur-Istwerts TIST als Funktion der Zeit t nach der im Stand der Technik bekannten Zweipunktregelungsmethode mit Hysterese und den dazugehörigen Verlauf der Brennerleistung PBr als Funktion der Zeit t.
    • Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Brenners, des Kessels und der Vorrichtung zum Regeln des Brenners nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 3A und Fig. 3B zeigen ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Regeln eines Brenners nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 4A, Fig. 4B und Fig. 4C zeigen ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Regeln eines Brenners nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 5 zeigt einen Verlauf eines Kesseltemperatur-Istwerts TIST als Funktion der Zeit t nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und den dazugehörigen Verlauf der Brennerleistung PBr als Funktion der Zeit t.
    • Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt eines Diagramms nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und den dazugehörigen Verlauf der Brennerleistung PBr als Funktion der Zeit t.
    • Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Regeln eines Brenners nach der vorliegenden Erfindung.
    Detaillierte Beschreibung der Figuren und bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung detailliert anhand von Ausführungsbeispielen des Verfahrens zum Regeln eines Brenners nach der vorliegenden Erfindung, sowie eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Regeln eines Brenners nach der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren beschrieben.
  • Fig. 2 zeigt einen Brenner 10, einen Kessel 20 und eine Vorrichtung 30 zum Regeln des Brenners 10, in einer schematischen Darstellung. Der Brenner 10 ist dazu geeignet, einem thermischen Speichermedium, z. B. Wasser oder Öl, im Kessel 20 Wärme zuzuführen, wobei der Brenner 10 durch die Vorrichtung 30 zum Regeln eines Brenners 10 geregelt wird.
  • Der Kessel 20 ist hierbei z.B. ein unabhängiger Kessel, z. B. eines Wasserboilers, oder ein an eine Heizungsanlage z. B. eines Gebäudes angeschlossener Heizkessel. Bei dem Brenner 10 kann es sich z.B. um einen Gas- oder Ölbrenner handeln. Ein Regelungsverfahren nach der Erfindung ist jedoch nicht auf das Regeln von Gas- oder Ölbrennern eingeschränkt und kann generell auf jede Vorrichtung angewendet werden, die dazu geeignet ist zu- und abgeschaltet zu werden, um einem Kessel zeitweise Wärme zuzuführen.
  • Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Regeln eines Brenners nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren umfasst die Schritte S31 Einstellen des Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL, S32 Zuschalten des Brenners 10, S33 Zuführen von Wärme, S34 Ermitteln des Kesseltemperatur-Istwerts TIST(t), S35 Bestimmen der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t), S36 Bestimmen des Abschaltintegrals IAB(t), S37 Abschalten des Brenners 10, und S38 Bestimmen des Zuschaltintegrals IZU(t).
  • In Schritt S31 Einstellen des Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL wird ein Sollwert der Kesseltemperatur eingestellt, anhand dessen die Regelung des Brenners 10 nach dem Regelungsverfahren der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Im Folgenden wird das Verfahren zum Regeln eines Brenners 10 anhand eines einmaligen Einstellens des Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das einmalige Einstellen des Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL beschränkt. Je nach Bedarf ist ein neuer Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL einstellbar.
  • Im Schritt S32 Zuschalten des Brenners 10 wird der abgeschaltete Brenner 10 zugeschaltet, um dem Kessel 20 im Schritt S33 Wärmeenergie zuzuführen.
  • Weiterhin wird im Schritt S34 Ermitteln des Kesseltemperatur-Istwerts TIST(t) die Kesseltemperatur als Funktion der Zeit t ermittelt. Hierzu wird eine momentane Kesseltemperatur, bzw. der momentane Kesseltemperatur-Istwert TIST, entweder kontinuierlich oder wiederholt bzw. periodisch ermittelt. Durch kontinuierliches Ermitteln der Kesseltemperatur kann der Kesseltemperatur-Istwert TIST direkt als Funktion der Zeit t ermittelt werden. Wird der Kesseltemperatur-Istwert TIST wiederholt bzw. periodisch z. B. immer nach Ablauf eines eingestellten Zeitintervalls Δt ermittelt, wird der Kesseltemperatur-Istwert TIST als Stufenfunktion der Zeit t ermittelt. Der Kesseltemperatur-Istwert TIST wird hierbei derart ermittelt, dass eine Integralbildung durch Integration des Kesseltemperatur-Istwerts TIST mit der Zeit t möglich ist.
  • Im Schritt S35 Bestimmen der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) wird die Regelabweichungsdifferenz zwischen dem Kesseltemperatur-Istwert TIST und dem Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL ermittelt: ΔT = T SOLL □ T IST ,
    Figure imgb0002
    wodurch die Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) als Funktion der Zeit t anhand des Kesseltemperatur-Istwerts TIST(t) als Funktion der Zeit t und dem Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL gebildet werden kann: ΔT t = T SOLL □ T IST t .
    Figure imgb0003
  • Durch das Zuführen von Wärme steigt der Kesseltemperatur-Istwert über den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL zu einem Zeitpunkt τo. Wird nun festgestellt, dass der Kesseltemperatur-Istwert den Kesseltemperatur-Sollwert übersteigt, wird in Schritt S36 Bestimmen des Abschaltintegrals IAB(t) ein Abschaltintegral IAB(t) bestimmt: I AB t = ∫ τ 0 t Δ ⁢ T ⁢ dτ
    Figure imgb0004
  • Wird der Kesseltemperatur-Istwert TIST periodisch nach jedem Zeitintervall Δt ermittelt, kann das Abschaltintegral als Summe der ermittelten Werte (Stufenfunktionswerte) multipliziert mit Δt ermittelt werden (Bestimmung einer Fläche unterhalb einer Stufenfunktion).
  • Das Abschaltintegral IAB(t) wird somit bestimmt durch Integration der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) über die Zeit t, wenn sich der Kesseltemperatur-Istwert TIST oberhalb des Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL befindet. Da bei der oben angegebenen Definition der Regelabweichungsdifferenz ΔT oberhalb der Kesselsolltemperatur TSOLL ein negativer Wert bestimmt wird, wird bei Bestimmung des Abschaltintegrals IAB(t) der Absolutwert der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) ermittelt, um ein positives Abschaltintegral IAB(t) zu bestimmen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Bestimmung des Abschaltintegrals IAB(t) beschränkt und kann auch ohne Absolutwertbildung bestimmt werden, ggf. durch gleichzeitige Anpassung der Vorzeichen von Schwellwerten.
  • Zu einem Zeitpunkt t1 steigt das bestimmte Abschaltintegral IAB(t), das auch eine Funktion der Zeit t darstellt, einen eingestellten ersten Schwellwert SW1, so dass erfindungsgemäß festgestellt wird, dass der Brenner 10 zum Zeitpunkt t1 abzustellen ist, da das bestimmte Abschaltintegral IAB zu diesem Zeitpunkt t1 den Schwellwert SW1 erreicht hat oder übersteigt. Im Gegensatz zu der oben beschriebenen Zweipunktreglermethode mit Hysterese wird der Brenner 10 somit nicht abgeschaltet, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST einen Maximalwert TMAX übersteigt, sondern wenn das bestimmte Abschaltintegral IAB, bestimmt durch Integration der Regelabweichungsdifferenz ΔT, einen Schwellwert SW1 erreicht oder übersteigt.
  • Erfindungsgemäß führt dies zum Zeitpunkt t1 im Schritt S37 Abschalten des Brenners dazu, dass die Wärmezufuhr des Brenners 10 zu dem Kessel 20 beendet wird, indem der Brenner 10 abgeschaltet wird. Hierauf fällt die Kesseltemperatur, da dem Kessel 20 keine Wärme durch den Brenner 10 mehr zugeführt wird.
  • Sinkt die Kesseltemperatur zu einem Zeitpunkt T0' unter den eingestellten Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL, wird erneut über die Regelabweichung ΔT integriert, um im Schritt S38 Bestimmen des Zuschaltintegrals IZU(t) ein Zuschaltintegral zu bilden. Da die Regelabweichung ΔT bei Kesseltemperaturen unterhalb des Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL nach der obigen Definition positiv ist, wird bei dem erfindungsgemäßen Bestimmen des Zuschaltintegrals IZU nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung auf Absolutwertbildung verzichtet: I ZU t = ∫ τ 0 ⁢ ʹ t Δ ⁢ T dτ
    Figure imgb0005
  • Jedoch kann es erforderlich sein, eine Absolutwertbildung auszuführen, wenn eine andere Definition der Regelabweichung ΔT oder der Schwellwerte (z. B. negative Schwellwerte) vorliegt.
  • Solange die Kesseltemperatur unterhalb des Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL liegt, steigt der bestimmte Wert des Zuschaltintegrals IZU(t) und erreicht zu einem Zeitpunkt t2 einen zweiten Schwellwert SW2. Wird nun festgestellt, dass das Zuschaltintegral IZU(t) den zweiten Schwellwert SW2 erreicht oder übersteigt, wird der Brenner im Schritt S32 Zuschalten des Brenners erneut zugeschaltet, um dem Kessel 20 erneut Wärme zuzuführen. Nach dem vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Regeln eines Brenners 10 in Fig. 3 werden die Schritte S32 bis S38 zyklisch wiederholt, so dass der Brenner zyklisch zugeschaltet wird, wenn das bestimmte Zuschaltintegrals IZU(t) den zweiten Schwellwert SW2 erreicht oder übersteigt, um jeweils abgeschaltet zu werden, wenn das bestimmte Abschaltintegral IAB(t) den ersten Schwellwert SW1 erreicht oder übersteigt.
  • Ein bevorzugtes zweites Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Regeln eines Brenners 10 nach der vorliegenden Erfindung wird in dem Ablaufdiagramm in Fig. 4 dargestellt. Nach dem bevorzugten zweiten Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte S401 Einstellen des Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL, S402 Einstellen des ersten Schwellwert SW1, S403 Definieren des Temperaturbereichs (Tote Zone), S404 Einstellen des Regelabweichungsgrenzwerts ΔTMAX, S405 Zuschalten des Brenners, S406 Zuführen von Wärme, S407 Ermitteln des Kesseltemperatur-Istwerts TIST(t), S408 Bestimmen der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t), S409 Bestimmen des Abschaltintegrals IAB(t), S410 Abschalten des Brenners 10, S411 Bestimmen des Abschaltintegrals IAB(t), und S412 Bestimmen des Zuschaltintegrals IZU(t).
  • Im Schritt S401 Einstellen des Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL wird analog zu Schritt S31 in Fig. 3 ein Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL eingestellt.
  • Im Schritt S402 Einstellen des ersten Schwellwerts SW1 wird ein erster Schwellwert SW1 eingestellt, der analog zu dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 einen Schwellwert für das Abschaltintegral IAB(t) darstellt, um anzuzeigen, ab welchem Wert des Abschaltintegrals IAB(t) der Brenner 10 erfindungsgemäß abzuschalten ist.
  • Im Schritt S403 Definieren des Temperaturbereichs (Tote Zone) wird ein Temperaturbereich um den eingestellten Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL definiert durch Einstellen eines ersten Temperaturbereichswerts T1 größer dem Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL und Einstellen eines zweiten Temperaturbereichswerts T2 kleiner dem eingestellten Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL. Hierbei kann der Schritt S403 Definieren des Temperaturbereichs, bzw. der sogenannten Toten Zone, ausgeführt werden, indem der erste und zweite Temperaturbereichswert T1 und T2 einzeln eingestellt werden, oder durch Einstellen einer Halbbreite der Toten Zone, so dass der erste Temperaturbereichswert T1 und der zweite Temperaturbereichswert T2 jeweils um den Halbwert der Toten Zone oberhalb bzw. unterhalb des eingestellten Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL liegen.
  • Im Schritt S404 Einstellen des Regelabweichungsgrenzwerts ΔTMAX wird ein maximaler Regelabweichungsgrenzwert ΔTMAX festgelegt, um große Temperaturamplituden bzw. große Temperaturschwankungen der Kesseltemperatur um den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL neben einer Begrenzung der Zu- und Abschaltintegrale zusätzlich durch absolute Temperaturwerte zu begrenzen.
  • Dies bedeutet, dass der Brenner 10 gegebenenfalls zu- bzw. abgeschaltet wird, wenn die Regelabweichung ΔT den eingestellten Regelabweichungsgrenzwert ΔTMAX übersteigt, obwohl ein bestimmtes Zu- bzw. Abschaltintegral den ersten bzw. den zweiten Schwellwert noch nicht erreicht hat. Gegebenenfalls können auch zwei verschiedene Regelabweichungsgrenzwerte eingestellt werden, um eine Regelabweichung ober- und/oder unterhalb des Schwellwerts unabhängig voneinander zu begrenzen.
  • Weiterhin umfasst das Verfahren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 3 dargestellt, weiterhin die Schritte S405 Zuschalten des Brenners und S406 Zuführen von Wärme analog zu den Schritten S32 und S33 in Fig. 3.
  • Analog zu den Schritten S34 und S35 in Fig. 3 umfasst das Verfahren in Fig. 4 weiterhin die Schritte S407 Ermitteln des Kesseltemperatur-Istwerts TIST(t) und S408 Bestimmen der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t). Sowohl der Kesseltemperatur-Istwert TIST als auch die Regelabweichungsdifferenz ΔT werden analog zu dem Verfahren in Fig. 3 als Funktion der Zeit t bestimmt.
  • Durch die Zufuhr von Wärme übersteigt die Kesseltemperatur zuerst den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL und kurz darauf den ersten Temperaturbereichswert T1, so dass die Regelabweichungsdifferenz ΔT kleiner gleich der Differenz TSOLL □T1 wird. Zu diesem Zeitpunkt τAB beginnt die Bestimmung des Abschaltintegrals IAB(t) im Schritt S409 Bestimmen des Abschaltintegrals IAB(t). Im Gegensatz zu dem vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach Fig. 3, in dem das Abschaltintegrals IAB(t) ab einem Zeitpunkt τ0 bestimmt wurde, an dem die Kesseltemperatur den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL übersteigt, wird in diesem Ausführungsbeispiel des Verfahrens das Abschaltintegral IAB(t) ab einem Zeitpunkt τAB bestimmt, an dem die Kesseltemperatur den definierten Temperaturbereich, bzw. die Tote Zone, um den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL verlässt: I AB t = ∫ τ AB t Δ ⁢ T τ - T 1 - T SOLL ⁢ dτ
    Figure imgb0006
  • Des Weiteren wird bei der Integration in diesem Ausführungsbeispiel, wie an der vorstehend angegebenen Formel ersichtlich ist, ein Flächenbereich unterhalb des zeitlichen Verlaufs des Kesseltemperatur-Istwerts TIST bis zu dem ersten Temperaturbereichswert T1 gebildet, so dass eine Fläche zwischen dem Temperaturbereichswert T1 und dem Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL unberücksichtigt bleibt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Integralbildung beschränkt und es ist möglich Ausführungsbeispiele der Erfindung bereitzustellen, in denen eine Integralbildung über die gesamte Regelabweichung ΔT ausgeführt wird, wobei die Integralbildung erst zu einem Zeitpunkt beginnt, an dem der Kesseltemperatur-Istwert TIST den definierten Temperaturbereich bzw. die tote Zone verlässt.
  • Solange die Kesseltemperatur, bzw. der Kesseltemperatur-Istwert TIST, oberhalb des ersten Temperaturbereichswerts T1 bleibt, wird der Wert des Abschaltintegrals IAB(t) bestimmt.
  • Im Schritt S410 Abschalten des Brenners 10 wird der der Brenner 10 abgeschaltet, wenn der Wert des Abschaltintegrals IAB(t) den eingestellten ersten Schwellwert SW1 erreicht oder übersteigt, oder wenn zuvor der Absolutbetrag der Regelabweichungsdifferenz ΔT den eingestellten Maximalwert für die Regelabweichungsdifferenz ΔTMAX erreicht oder übersteigt. Durch das Abschalten des Brenners wird eine Wärmezufuhr von dem Brenner 10 zu dem Kessel 20 geändert, so dass die Kesseltemperatur zu sinken beginnt.
  • Selbst bei ausgeschaltetem Brenner wird im Schritt S411 nach Abschalten des Brenners weiterhin das Abschaltintegral IAB(t) bestimmt. Hierbei wird das Abschaltintegral IAB(t) mindestens bis zu einem Zeitpunkt bestimmt, zu dem die abnehmende Kesseltemperatur den ersten Temperaturbereichswert T1 erreicht oder unterschreitet. Schließlich wird das Abschaltintegral IAB(t) bis zu einem Zeitpunkt t3 weiter bestimmt, an dem der Kesseltemperatur-Istwert TIST den ersten Temperaturbereichswert T1 erreicht oder unterschreitet. Zu diesem Zeitpunkt wird das Bestimmen des Abschaltintegrals IAB(t) beendet und der bis dahin bestimmte Wert IAB(t3) als neuer Wert für den zweiten Schwellwert SW2 festgelegt: I AB t 3 = SW 2 .
    Figure imgb0007
  • Sinkt die Kesseltemperatur weiter, so dass die Regelabweichungsdifferenz ΔT größer gleich der Differenz der Kesseltemperatur-Solltemperatur TSOLL mit dem zweiten Temperaturbereichswert T2 an einem Zeitpunkt τZU wird, beginnt in Schritt S412 Bestimmen des Zuschaltintegrals IZU(t) die Integration zum Bestimmen des Zuschaltintegrals IZU(t): I ZU t = ∫ τ ZU t Δ ⁢ T τ - T SOLL - T 2 ) ⁢ dτ
    Figure imgb0008
  • Erreicht oder unterschreitet das bestimmte Zuschaltintegral IZU(t) den zweiten Schwellwert SW2, der entsprechend dem Wert des Abschaltintegrals IAB(t3) zum Zeitpunkt t3 festgelegt ist, wird der Brenner im Schritt S405 wieder zugeschaltet, um den Kessel 20 im Schritt S406 wieder Wärme zuzuführen. Des Weiteren wird der Brenner 10 durch eine erweiterte Regelung auch dann zugeschaltet, wenn die Regelabweichung ΔT bei sinkendem Kesseltemperatur-Istwert unterhalb des Sollwerts eine maximale Regelabweichung ΔTMAX erreicht oder überschreitet, obwohl das bestimmte Zuschaltintegral IZU(t) den zweiten Schwellwert SW2 = IAB(t3) noch nicht erreicht hat.
  • Die Schritte S405 bis S412 werden zyklisch wiederholt, so dass der Kesseltemperatur-Istwert TIST um den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL schwankt.
  • Durch das Festlegen des zweiten Schwellwert SW2 = IAB(t3), kann sichergestellt werden, dass der Kessel innerhalb eines Zyklus im gleichen Maße unterversorgt wird, wie er direkt zuvor mit Wärmeenergie überversorgt wurde. Der Grund hierfür ist, dass das Abschaltintegral vom Zeitpunkt τAB bis zum Zeitpunkt t1 im Wesentlichen dem Wert der zuviel eingebrachten Wärmeenergie entspricht, und es wird sichergestellt, dass der Brenner innerhalb des Zyklus solange ausgeschaltet bleibt, bis ein analog gebildetes Zuschaltintegral den gleichen Wert erreicht wie das zuvor gebildete Abschaltintegral, das im Wesentlichen einer Überversorgung an Wärmeenergie entspricht. Innerhalb eines Zyklus ist somit sichergestellt, dass der Kessel weder über- noch unterversorgt wird.
  • Fig. 5 zeigt einen Zyklus eines Brenners, der nach dem Verfahren zum Regeln eines Brenners nach dem in Fig. 4 beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geregelt wird. Fig. 5 zeigt den Temperaturverlauf der Kesseltemperatur als Funktion der Zeit t und den entsprechenden zeitlichen Verlauf der Brennerleistung PBr als Funktion der Zeit t. Der eingestellte Sollwert TSOLL für die Kesseltemperatur ist durch eine horizontale Linie dargestellt. Ober- und unterhalb des eingestellten Sollwerts TSOLL sind zwei weitere horizontale Linien dargestellt, die die Tote Zone bzw. den definierten Temperaturbereich um den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL definieren und die ersten und zweiten Temperaturbereichswerte T1 und T2 darstellen. Zusätzlich stellt eine weitere horizontale Linie die eingestellte maximale Regelabweichung ΔTMAX dar.
  • Zu einem Zeitpunkt t0 wird der Brenner 10 zugeschaltet, dargestellt durch den Anstieg der Brennerleistung zum Zeitpunkt t0 (S405). Die Kesseltemperatur steigt aufgrund des Zuschaltens des Brenners 10 und erreicht bzw. überschreitet den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL und kurz daraufhin zu einem Zeitpunkt τAB den ersten Temperaturbereichswert T1. Zu diesen Zeitpunkt τAB beginnt das Bestimmen des Abschaltintegrals IAB(t) im Schritt S409. Zu einem Zeitpunkt t1 erreicht der bestimmte Wert des Abschaltintegrals IAB(t) den eingestellten ersten Schwellwert SW1, so dass der Brenner zu diesem Zeitpunkt t1 abgeschaltet wird, dargestellt durch den Abfall der Brennerleistung PBr zum Zeitpunkt t1 (S410).
  • Das Abschaltintegral IAB(t) wird nun im Schritt S411 weiter bestimmt, bis der Kesseltemperatur-Istwert TIST zu einem Zeitpunkt t3 den ersten Temperaturbereichswert T1 erreicht und unterschreitet. Die schraffierte Fläche unterhalb des Verlaufs der Kesseltemperatur als Funktion der Zeit t zwischen den Zeitpunkten τAB und t3 entspricht dem Wert des Abschaltintegrals IAB(t3) zum Zeitpunkt t3. Dieser Wert wird als neuer zweiter Schwellwert SW2 für das nächste zu bestimmende Zuschaltintegral IZU(t) festgelegt.
  • Nach dem Zeitpunkt t3 fällt die Kesseltemperatur bei abgeschaltetem Brenner 10 weiter, bis sie kurz darauf unter die definierte Tote Zone, also unter den ersten Temperaturbereichswert T2 fällt. Zu diesem Zeitpunkt τZU beginnt das Bestimmen des Zuschaltintegrals IZU(t) im Schritt S412.
  • Zu einem Zeitpunkt t2 erreicht der Wert des Zuschaltintegrals IZU(t2) den zweiten Schwellwert SW2 = IAB(t3), so dass der Brenner 10 zum Zeitpunkt t2 im Schritt S405 erneut zugeschaltet wird. Ab- und Zuschaltintegralwerte, die bisher bestimmt wurden, und/oder der zweite Schwellwert SW2 werden zurückgesetzt, so dass ein weiterer Brennerzyklus anhand der Regelungsmethode nach der vorliegenden Erfindung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel erneut erfolgen kann.
  • Fig. 6 illustriert die Wirkungsweise des eingestellten Regelabweichungsmaximalwerts ΔTMAX. Die Kesseltemperatur steigt nach Zuschalten des Brenners 10 zu einem Zeitpunkt t0. An einem Zeitpunkt t2 übersteigt die Kesseltemperatur den ersten Temperaturbereichswert T1 und das Bestimmen des Abschaltintegrals IAB(t) beginnt. Die Regelabweichung steigt nach Zuschalten des Brenners 10 so schnell, dass die Kesseltemperatur TIST zu einem Zeitpunkt t4 einen Wert erreicht, bei dem der Absolutbetrag der ermittelten momentanen Regelabweichung ΔT(t4) den eingestellten Regelabweichungsmaximalwert ΔTMAX erreicht.
  • Nach dem zweiten Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Regeln eines Brenners nach der vorliegenden Erfindung wird der Brenner zu diesem Zeitpunkt t4 abgeschaltet, obwohl der Wert des Abschaltintegrals IAB(t4) zu diesem Zeitpunkt t4 noch nicht den ersten Schwellwert SW1 erreicht oder überschritten hat.
  • Somit können auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem das Ein- und Ausschalten des Brenners anhand der Bestimmung von Ab- und Zuschaltintegralen bestimmt wird, zu hohe Temperaturamplituden bei schnellem Anstieg oder Fall der Kesseltemperatur vermieden werden, indem die Regelabweichung zusätzlich zu den bestimmten Regelabweichungsintegralen begrenzt wird, d. h. bei einer sehr hohen Überschreitung des Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL wird der Brenner ebenfalls abgeschaltet, gegebenenfalls unabhängig von dem bestimmten Abschaltintegral.
  • Weiterhin wird in dem Regelungsverfahren eines Brenners nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Temperaturbereich, bzw. eine Tote Zone (z. B. 1 K) definiert, wobei innerhalb der Toten Zone weder Zu- noch Abschaltintegrale gebildet werden. Innerhalb dieser Toten Zone wird die Integration also angehalten.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Regeln eines Brenners nach der vorliegenden Erfindung wird der Wert des Abschaltintegrals IAB(t) zusätzlich auch zurückgesetzt, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL bei in Betrieb befindlichem Brenner unterschreitet. In diesem Falle wird das Abschaltintegral auf den Wert Null zurückgesetzt, bzw. der Zeitpunkt, zu dem der Kesseltemperatur-Istwert TIST den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL erneut überschreitet als neuer Startzeitpunkt für die Bestimmung des Abschaltintegrals IAB(t) verwendet.
  • Somit kann vermieden werden, dass ein lange laufender Brenner in einem modulierenden Betrieb durch Kumulation kleiner Regelabweichungen abgeschaltet wird. Bei modulierendem Betrieb kann auch eine kleine Schwankung der Kesseltemperatur innerhalb der definierten Toten Zone auftreten, in der nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ebenfalls keine Ab- und Zuschaltintegrale gebildet werden. Somit tritt bei kleinen Regelabweichungen innerhalb der Toten Zone keine Kumulation beim Bestimmen der Ab- oder Zuschaltintegrale auf, so dass kleine Regelabweichungen innerhalb der Toten Zone nicht zu unnötigem oder unerwünschtem Ein- und Ausschalten des Brenners 10 führen können.
  • Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung zum Regeln eines Brenners nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die dazu geeignet ist, zumindest eines der erfindungsgemäßen Verfahren nach den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung auszuführen. Die Vorrichtung 30 zum Regeln eines Brenners 10 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kesseltemperatur-Sollwert-Einstellungsmittel 31, ein Kesseltemperatur-Istwert-Ermittelungsmittel 32, ein Regelabweichungs-Bestimmungsmittel 33, ein Brennersteuerungsmittel 34, ein Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel 35, ein Schwellwert-Einstellungsmittel 36, ein Regelabweichungsgrenzwert-Einstellungsmittel 37 und ein Temperaturbereichs-Definitionsmittel 38.
  • Das Kesseltemperatur-Sollwert-Einstellungsmittel 31 ist geeignet, einen Sollwert für die Kesseltemperatur, also den oben beschriebenen Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL für die Regelung des Brenners 10, einzustellen.
  • Das Kesseltemperatur-Istwert-Ermittelungsmittel 32 ist dazu geeignet, den momentanen Wert der Kesseltemperatur, also den Kesseltemperatur-Istwert TIST in zumindest einem Teil des Kessels zu ermitteln. Das Kesseltemperatur-Istwert-Ermittelungsmittel 32 umfasst hierzu zumindest ein Mittel zum Messen der Kesseltemperatur in einem Bereich des Kessels oder eine Vielzahl von Mitteln zum Ermitteln von Kesseltemperaturen an verschiedenen Stellen des Kessels, wobei das Kesseltemperatur-Istwert-Ermittelungsmittel 32 gegebenenfalls dazu geeignet ist, die von der Vielzahl von Mitteln ermittelten Kesseltemperaturwerte festzustellen und weiterzuverarbeiten, gegebenenfalls durch gewichtete oder ungewichtete Mittelwertbildung, um einen Istwert TIST zu bestimmen.
  • Weiterhin ist das Kesseltemperatur-Istwert-Ermittelungsmittel 32 dazu geeignet, den Istwert der Kesseltemperatur kontinuierlich oder wiederholt bzw. periodisch zu ermitteln. Somit kann die Kesseltemperatur TIST als Funktion der Zeit t ermittelt werden.
  • Das Regelabweichungs-Bestimmungsmittel 33 ist dazu geeignet, eine Regelabweichung ΔT zwischen dem eingestellten Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL und dem momentan ermittelten Kesseltemperatur-Istwert TIST zu bestimmen. Hierzu ist das Regelabweichungs-Bestimmungsmittel 33 zumindest geeignet, eine Differenz ΔT = TSOLL □TIST zu bestimmen.
  • Das Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel 35 ist dazu geeignet, die kontinuierlich oder wiederholt von dem Regelabweichungs-Bestimmungsmittel 33 bestimmten Regelabweichungen ΔT(t) über die Zeit t zu integrieren, Integrale in Abhängigkeit der Regelabweichung zu bestimmen und/oder den Absolutwert eines bestimmten Integrals über die Zeit t zu bilden.
  • Das Brennersteuerungsmittel 34 ist dazu geeignet, den Brenner 10 zu- und abzuschalten anhand der bestimmten Zu- und Abschaltintegrale, die durch das Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel 35 bestimmt werden.
  • Das Temperaturbereichs-Definitionsmittel 38 ist dazu geeignet, einen Temperaturbereich, bzw. eine Tote Zone, um den eingestellten Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL zu definieren. Das Temperaturbereichs-Definitionsmittel 38 ist dazu geeignet, einen ersten Temperaturbereichswert T1 größer dem Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL und einen zweiten Temperaturbereichswert T2 kleiner dem Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL einzustellen oder einen Temperaturbereich um den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL zu definieren durch Einstellen einer Temperaturbereichshalbbreite, die eine halbe Breite des zu definierenden Temperaturbereichs definiert, wobei der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL im Mittelpunkt des definierten Temperaturbereichs liegt.
  • Das Schwellwert-Einstellungsmittel 36 ist dazu geeignet, einen ersten Schwellwert SW1 und/oder zweiten Schwellwert SW2 als Schwellwerte für die bestimmten Zu- und Abschaltintegrale, die durch das Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel 35 bestimmt werden, einzustellen. Das Brennersteuerungsmittel 34 ist dazu geeignet den Brenner 10 abzuschalten, wenn ein bestimmtes Abschaltintegral IAB(t) den ersten Schwellwert SW1 erreicht oder überschreitet, und den Brenner 10 abzuschalten, wenn ein von dem Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel 35 bestimmtes Zuschaltintegral IZU(t) den zweiten Schwellwert SW2 erreicht oder überschreitet.
  • Das Regelabweichungsgrenzwert-Einstellungsmittel 37 ist dazu geeignet, einen Maximalwert für die Regelabweichung als Regelabweichungsgrenzwert ΔTMAX einzustellen, so dass große Temperaturamplituden vermieden werden können, indem das Brennersteuerungsmittel 34 den Brenner ab- bzw. zuschaltet, wenn die von dem Regelabweichungs-Bestimmungsmittel 33 bestimmte Regelabweichung ΔT oder der Absolutwert davon den eingestellten Regelabweichungsgrenzwert ΔTMAX erreicht, bevor ein von dem Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel 35 bestimmtes Zu- oder Abschaltintegral einen festgelegten Schwellwert erreicht oder überschreitet.
  • Schließlich umfasst die Vorrichtung 30 zum Regeln eines Brenners 10 weiterhin ein Integral-Zurücksetzungsmittel 39, das dazu geeignet ist, ein von dem Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel 35 bestimmtes Integral auf den Wert Null zurückzusetzen, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST in den definierten Temperaturbereich (Tote Zone) eindringt, insbesondere, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST bei eingeschaltetem Brenner zurück in den definierten Temperaturbereich fällt.
  • Durch die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele des Verfahrens zum Regeln eines Brenners 10 nach der vorliegenden Erfindung und die beschriebene bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Regeln eines Brenners 10 nach der vorliegenden Erfindung wird eine deutliche Optimierung der Regelung eines Brenners ermöglicht, wenn der Brenner unterhalb einer minimal modulierbaren Brennerleistung getaktet wird. Dies ermöglicht eine deutliche Erhöhung der Brennerlaufzeiten, wodurch dynamische Belastungen durch Temperaturschwankungen des Kessels vermieden werden und eine emissionsärmere Verbrennung im Brenner ermöglicht wird.
  • Durch das Festlegen des zweiten Schwellwert SW2 anhand des bestimmten Abschaltintegrals IAB(t) bis zu einem Zeitpunkt, an dem die Kesseltemperatur bei abgeschaltetem Brenner unter den eingestellten Sollwert TSOLL fällt, wird ermöglicht, dass der Kessel oder eine an den Kessel angeschlossene Heizanlage für ein Gebäude bei einem Stillstand des Brenners im selben Maße unterversorgt wird, wie im selben Zyklus kurz vor überversorgt wurde. Im zeitlichen Mittel wird somit eine Über- oder Unterversorgung an Wärmeenergie vermieden.
  • Erfindungsgemäß wird somit eine Regelungsmethode eines Brenners bereitgestellt, bei der weiterhin Komforteinbußen für einen Nutzer vermieden werden. Die nur kurzzeitig innerhalb eines Zyklus auftretende Über- bzw. Unterversorgung kann durch die Trägheit auf der Verbraucherseite ausgeglichen werden.
  • Weiterhin wird ermöglicht, dass ein gewünschtes Verhalten (lange Laufzeiten oder geringe Temperaturamplituden gewünscht) einfach über einen einzigen Parameter (z.B. der erste Schwellwert SW1) eingestellt werden kann, wenn der zweite Schwellwert SW2 für das Zuschaltintegral anhand des zuvor bestimmten Abschaltintegrals bestimmt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist hierbei sowohl für Gas- als auch Ölbrenner geeignet, sowie für weitere Brennerarten, die für Lasten unterhalb einer minimal modulierbaren Brennerleistung getaktet werden. Das Verfahren ist für Heizungsanlagen für alle Gebäudetypen und Auslegungstemperaturen geeignet und bietet eine hohe Robustheit aufgrund des Integralansatzes, nach dem die Ab- und Zuschaltzeitpunkte des Brenners in einem Zyklus nicht anhand starrer Temperaturgrenzen, sondern anhand eines Integrals der Regelabweichung über die Zeit t bestimmt werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Regeln der Laufzeit eines Brenners (10), der geeignet ist, einem Kessel (20) Wärme zuzuführen, wobei das Verfahren die Verfahrensschritte umfasst:
    - Einstellen (S31; S401) eines Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL, der einen Sollwert der Kesseltemperatur angibt,
    - Zuführen (S33; S406) von Wärme durch den Brenner (10) zu dem Kessel (20),
    - kontinuierliches oder wiederholtes Ermitteln (S34; S407) eines momentanen Kesseltemperatur-Istwerts TIST, der von einer momentanen Temperatur in zumindest einem Teil des Kesselvolumens abhängt, zum Bestimmen des Kesseltemperatur-Istwerts TIST(t) als Funktion der Zeit t, und
    - kontinuierliches oder wiederholtes Bestimmen (S35; S408) einer momentanen Regelabweichungsdifferenz ΔT, die eine Differenz zwischen dem eingestellten Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL und dem bestimmten momentanen Kesseltemperatur-Istwert TIST angibt, zum Bestimmen der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) als Funktion der Zeit t,
    gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
    - Bestimmen (S36; S409, S411) eines Abschaltintegrals IAB(t) durch Integralbildung in Abhängigkeit der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) über die Zeit t, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST größer ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL,
    - Abschalten (S37; S410) des Brenners (10) zu einem ersten Zeitpunkt t1, an dem der Wert IAB(t1) des Abschaltintegrals IAB(t) einen ersten Schwellwert SW1 erreicht, um das Zuführen von Wärme durch den Brenner (10) zu beenden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte:
    - Bestimmen (S38; S412) eines Zuschaltintegrals IZU(t) durch Integralbildung in Abhängigkeit der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) über die Zeit t, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST kleiner ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL, und
    - Zuschalten (S32; S405) des Brenners (10) zu einem zweiten Zeitpunkt t2, an dem der Wert IZU(t2) des Zuschaltintegrals IZU(t) einen zweiten Schwellwert SW2 erreicht, um dem Kessel (20) Wärme durch den Brenner (10) zuzuführen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wiederholtes Ausführen der Schritte Zuführen (S33; S406) von Wärme, Bestimmen (S36; S409, S411) des Abschaltintegrals IAB(t), Abschalten (S37; S410) des Brenners (10), Bestimmen (S38; S412) eines Zuschaltintegrals IZU(t) und Zuschalten (S32; S405) des Brenners (10).
  4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt Einstellen (S402) des ersten Schwellwerts SW1.
  5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltintegral IAB(t) bestimmt wird durch Integration bis zu einem dritten Zeitpunkt t3, an dem der Kesseltemperatur-Istwert TIST(t) den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL oder einen vorbestimmten ersten Temperaturbereichswert T1 nach Abschalten des Brenners (10) erreicht oder unterschreitet, und wobei der zweite Schwellwert SW2 entsprechend dem Wert IAB(t3) des Abschaltintegrals IAB(t) zu dem dritten Zeitpunkt t3 festgelegt wird, so dass der zweite Zeitpunkt t2 der Zeitpunkt ist, an dem der Absolutwert |IZU(t)| des Zuschaltintegrals IZU(t) den Absolutwert |IAB(t3)| des Abschaltintegrals IAB(t) zu dem dritten Zeitpunkt t3 erreicht oder überschreitet.
  6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt des Einstellens (S404) eines Regelabweichungsgrenzwerts ΔTMAX,
    wobei der Brenner (10) zu dem ersten Zeitpunkt t1 oder zu einem vierten Zeitpunkt t4, an dem der Absolutwert |ΔT(t4)| der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) einen Regelabweichungsgrenzwert ΔTMAX erreicht oder überschreitet, vor dem ersten Zeitpunkt t1 abgeschaltet wird.
  7. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt des Definierens (S403) eines Temperaturbereichs um den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL durch Einstellen eines ersten Temperaturbereichswerts T1, der größer ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL, und eines zweiten Temperaturbereichswerts T2, der kleiner ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL,
    wobei das Abschaltintegral IAB(t) nur dann bestimmt wird, wenn der bestimmte momentane Kesseltemperatur-Istwert TIST größer als der erste Temperaturbereichswert T1 ist, und
    wobei das Zuschaltintegral IZU(t) nur dann bestimmt wird, wenn der bestimmte momentane Kesseltemperatur-Istwert TIST kleiner als der zweite Temperaturbereichswert T2 ist.
  8. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt des Zurücksetzens des bestimmten Abschaltintegrals IAB(t) auf den Wert Null, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL bei zugeschaltetem Brenner (10) unterschreitet.
  9. Vorrichtung zum Regeln der Laufzeit eines Brenners (10), der geeignet ist, einem Kessel (20) Wärme zuzuführen, mit:
    - einem Kesseltemperatur-Sollwert-Einstellungsmittel (31) zum Einstellen eines Kesseltemperatur-Sollwerts TSOLL, der einen Sollwert der Kesseltemperatur angibt,
    - einem Kesseltemperatur-Istwert-Ermittelungsmittel (32) zum kontinuierlichen oder wiederholten Ermitteln eines momentanen Kesseltemperatur-Istwerts TIST, der eine momentane Temperatur in zumindest einem Teil des Kesselvolumens angibt, zum Bestimmen des Kesseltemperatur-Istwerts TIST(t) als Funktion der Zeit t,
    - einem Regelabweichungs-Bestimmungsmittel (33) zum kontinuierlichen oder wiederholten Bestimmen einer momentanen Regelabweichungsdifferenz ΔT, die eine Differenz zwischen dem eingestellten Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL und dem bestimmten momentanen Kesseltemperatur-Istwert TIST angibt, zum Bestimmen der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) als Funktion der Zeit t, und
    - einem Brennersteuerungsmittel (34) zum Zu- und Abschalten des Brenners (10),
    gekennzeichnet durch
    - ein Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel (35) zum Bestimmen eines Integrals durch Integralbildung in Abhängigkeit der Regelabweichung ΔT(t) über die Zeit t,
    wobei das Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel (35) ein Abschaltintegral IAB(t) bestimmt, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST größer ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL, und
    das Brennersteuerungsmittel (34) den Brenner (10) zu einem ersten Zeitpunkt t1 abschaltet, an dem der Wert IAB(t1) des Abschaltintegrals IAB(t) einen ersten Schwellwert SW1 erreicht, um das Zuführen von Wärme durch den Brenner (10) zu beenden.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel (35) ein Zuschaltintegral IZU(t) bestimmt, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST kleiner ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL, und
    das Brennersteuerungsmittel (34) den Brenner (10) zu einem zweiten Zeitpunkt t2 zuschaltet, an dem der Wert IZU(t2) des Zuschaltintegrals IZU(t) einen zweiten Schwellwert SW2 erreicht, um dem Kessel (20) Wärme durch den Brenner (10) zuzuführen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch ein Schwellwert-Einstellungsmittel (36) zum Einstellen des ersten Schwellwerts SW1.
  12. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel (35) das Abschaltintegral IAB(t) durch Integration bis zu einem dritten Zeitpunkt t3 bestimmt, an dem der Kesseltemperatur-Istwert TIST den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL oder einen ersten Temperaturbereichswert T1 nach Abschalten des Brenners (10) erreicht oder unterschreitet, und
    wobei das Brennersteuerungsmittel (34) den zweiten Schwellwert SW2 entsprechend dem Wert IAB(t3) des Abschaltintegrals IAB(t) zu dem dritten Zeitpunkt t3 festgelegt, so dass der zweite Zeitpunkt t2 der Zeitpunkt ist, an dem der Absolutwert |IZU(t) | des Zuschaltintegrals Izu(t) den Absolutwert |IAB(t3)| des Abschaltintegrals IAB(t) zu dem dritten Zeitpunkt t3 erreicht oder überschreitet.
  13. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch
    ein Regelabweichungsgrenzwert-Einstellungsmittel (37) zum Einstellen eines Regelabweichungsgrenzwerts ΔTMAX,
    wobei der Brenner (10) zu dem ersten Zeitpunkt t1 oder zu einem vierten Zeitpunkt t4, an dem der Absolutwert |ΔT(t4)| der Regelabweichungsdifferenz ΔT(t) einen Regelabweichungsgrenzwert ΔHMAX erreicht oder überschreitet, vor dem ersten Zeitpunkt t1 durch das Brennersteuerungsmittel (34) abgeschaltet wird.
  14. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch
    ein Temperaturbereich-Definitionsmittel (38) zum Definieren eines Temperaturbereichs um den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL durch Einstellen eines ersten Temperaturbereichswerts T1, der größer ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL, und eines zweiten Temperaturbereichswerts T2, der kleiner ist als der Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL,
    wobei das Abschaltintegral IAB(t) nur dann von dem Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel (35) bestimmt wird, wenn der bestimmte momentane Kesseltemperatur-Istwert TIST größer als der erste Temperaturbereichswert T1 ist, und
    das Zuschaltintegral Izu(t) nur dann von dem Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel (35) bestimmt wird, wenn der bestimmte momentane Kesseltemperatur-Istwert TIST kleiner als der zweite Temperaturbereichswert T2 ist.
  15. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 14, gekennzeichnet durch ein Integral-Zurücksetzungsmittel (39) zum Zurücksetzen eines von dem Regelabweichungsintegral-Bestimmungsmittel (35) bestimmten Integrals auf den Wert Null,
    wobei das Integral-Zurücksetzungsmittel (39) das bestimmte Abschaltintegral IAB(t) auf den Wert Null zurücksetzt, wenn der Kesseltemperatur-Istwert TIST den Kesseltemperatur-Sollwert TSOLL bei zugeschaltetem Brenner (10) unterschreitet.
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