EP3374697A1 - Method for controlling a heating unit, and heating unit and computer program product for carrying out the control method - Google Patents

Method for controlling a heating unit, and heating unit and computer program product for carrying out the control method

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EP3374697A1
EP3374697A1 EP16794647.4A EP16794647A EP3374697A1 EP 3374697 A1 EP3374697 A1 EP 3374697A1 EP 16794647 A EP16794647 A EP 16794647A EP 3374697 A1 EP3374697 A1 EP 3374697A1
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EP
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voltage
burner
ionization
heating unit
ionization electrode
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EP16794647.4A
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EP3374697B1 (en
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Arno Clemens
Martin Ries
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Viessmann Climate Solutions SE
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Viessmann Werke GmbH and Co KG
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    • F23N2229/00—Flame sensors
    • F23N2229/12—Flame sensors with flame rectification current detecting means

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling a heating unit.
  • heating units operated by means of gas or oil are known with a corresponding gas or oil burner.
  • Such heating units are used, for example, for heating buildings.
  • a so-called lonisation fuse is used, in which an AC voltage is present between an ionization electrode and a conductive part of the housing.
  • a relevant parameter in the operation of such a heating unit is inter alia the air / fuel ratio, the so-called air ratio or lambda ⁇ . This can be adjusted to a desired value, for example, by varying a fan speed or regulating a fuel valve.
  • Preferred values for the air ratio ⁇ are in the range of 1.15 to 1.3.
  • the monitoring of the air ratio is carried out, for example, in a method as known from DE 44 33 425 AI, such that between the ionization and the conductive part of the housing, an AC voltage l is applied and a flowing from the ionization, due to the rectifying property of the flame rectified current is detected as lonisationsstrom.
  • the measured ionization current is then compared with a set value for the ionization current corresponding to the adjusted soli value of the air ratio and the composition of the air-fuel mixture readjusted accordingly.
  • the inventors of the present inventors have found that problems occur in determining the air number in the high load range of the corresponding heating unit and the measured ionization current only allows inaccurate or unreliable determination of the lambda value ⁇ . Based on the problem described above, it is an object of the present invention, in particular to achieve an improvement in the reliability of the determination of the air / fuel ratio via the ionisationsstrom.
  • the present invention proposes a method having the features of claim 1.
  • This method for controlling a heating unit contains at least the method steps: applying an alternating voltage between an ionization electrode and a burner housing by means of a voltage supply, and readjusting the power of the power supply when parasitic leakage currents occur.
  • the heating unit contains at least one burner with a burner housing, an ionization electrode associated with the burner, and a voltage supply for applying an alternating voltage between the ionization electrode and the burner housing.
  • the inventors of the present invention have observed that, surprisingly, the resistance in the heating unit, in particular between the ionization electrode and the burner housing, is complex and not merely resistive.
  • the resistor has an ohmic and a capacitive component. It was found that the burner flame also has a capacitor effect in addition to the ohmic component.
  • a resonant circuit is formed between the ohmic and capacitive components, the ionization voltage is reduced in comparison to the idealized image, or the ionization voltage can collapse.
  • the ionization current flowing through the flame at a certain applied AC voltage between the ionization electrode and the burner housing thus actually drops in reality lower than in the idealized image when no parasitic leakage currents are flowing.
  • the ionization current measured at the ionization electrode ie the proportionality factor between the actual air ratio and the measured ionization current, can change, for example, even if the actual air ratio remains the same.
  • problems occur in determining the air number in the high load range of the corresponding heating unit, because the measured ionization current just in this area only an unreliable determination of the lambda value ⁇ allows.
  • an applied alternating voltage and a voltage actually applied to the ionization electrode are distinguished.
  • the applied AC voltage corresponds to the value that is set or output from the power supply.
  • the voltage actually applied to the ionization electrode is an individual value which does not necessarily correspond to that value which is set at the voltage supply.
  • the applied voltage breaks down or together.
  • the lonisationsstrom lambda characteristic is no longer useful for controlling the air ratio.
  • the height of such parasitic leakage currents may, for example, depend on the particular load point at which the heating unit is operated and / or on the operating time and / or the ambient conditions.
  • the power of the power supply is readjusted when such parasitic leakage currents occur, it is possible that the measured ionization electrode current through the flame for reliable determination of the air ratio, especially at high load points (up to the full load operation of the heating unit) can be used.
  • Such leakage currents may occur in the entire load range of the heating unit depending on the specific heating unit.
  • the power of the power supply is preferably increased in these, in particular substantially only in these areas.
  • the power of the power supply can be increased with increasing load points of the heating unit.
  • the load points of the heating unit are usually given in% between 0 and 100, with a load point of 100% representing a full load operation of the heating unit.
  • the voltage actually applied to the ionization electrode can be measured and compared with a desired value, if necessary adjusted to this desired value.
  • the voltage actually present between the ionization electrode and the burner housing is measured thereafter at substantially at least a temporarily constant voltage applied. As soon as this actual voltage applied to the ionization electrode decreases or increases for a short time, it is assumed that the heating unit is in such an operating state, in particular in such a load point, in which leakage currents occur.
  • the voltage delivered by it (the applied voltage) is changed in such a way that the voltage actually applied to the ionization electrode again corresponds to the desired value applied to the ionization electrode, which was originally applied.
  • the power of the power supply is highly regulated, so that the voltage actually applied between the ionization electrode and the burner housing corresponds to the desired value, even if parasitic leakage currents occur in this operating state of the heating unit.
  • the readjustment of the power of the power supply can be carried out such that the detected ionization current to each load point uniquely an air ratio in which the burner is operated, can be assigned.
  • the applied AC voltage is regulated such that in each operating state of the burner, in particular at each load point by a voltage change just by the leakage current occurring voltage loss is compensated for the ionization electrode substantially exactly, so that the actual current flowing through the flame corresponds to the current that would flow without leakage current through them.
  • the actual voltage applied to the ionization AC voltage can be kept substantially constant in the entire load range.
  • the actual voltage at the ionization electrode should be kept constant.
  • the actual ionization current dependency of the lambda number of the ionization current corresponds to the idealized model and can therefore be better assigned.
  • these different heating units are each designed for a specific maximum voltage, in which the heating unit can be operated without danger of damage.
  • Such maximum voltage values are preferably selected between 20 and 200 V, in particular between 90 and 150 V, very particularly preferably 130 V + / ⁇ 10 V.
  • the aforementioned values can each define an upper or lower limit. That is, the heating units are operated with such a voltage.
  • the alternating voltages between the ionization electrode and the burner housing are preferably between 30 and 150 Hz, in particular between 40 Hz and 100 Hz, very particularly preferably 50 Hz +/- 1 ° Hz.
  • the power of the power supply can be lowered with increasing load point.
  • a corresponding ionisationsstrom / lambda value setpoint curve for each applied voltage be known and determined by the known lonisationsstrom / lambda value setpoint curve, the applied AC voltages of the air ratio.
  • the corresponding lambda value can be determined even when the actual voltages applied to the ionization electrodes and the burner housing are changed.
  • a heating unit with a burner with a burner housing and a burner housing associated ionization and a power supply for applying an AC voltage between the ionization and the burner housing before.
  • This heating unit also has a control unit, which adjusts power supply in the event of parasitic leakage currents.
  • This control unit is preferably designed such that it regulates the previously mentioned preferred development of the method according to the invention.
  • control unit can each be designed so that it carries out the method steps described above.
  • a measuring device is provided, for example, which measures the voltage actually applied to the ionization electrode and transmits the measured values in the control unit, the control unit regulating a voltage source in such a way as explained above for the described method.
  • the burner may have a cylindrical surface which is provided with a Belochungs Modell.
  • the gas-air mixture thus flows over the cylindrical surface and through the perforation structure.
  • the Belochungsetter is chosen according to the ionization electrode in order to achieve the greatest possible consistency of the described assignment.
  • the combination of the power control of the power supply with the Belochungs Design ensures even better allocation between ionisationsstrom and lambda value.
  • a computer program product is proposed with computer-executable instructions for carrying out the method according to the invention.
  • This computer program product can be stored, for example, in the manner of a software within a control electronics in the heating unit.
  • any commercially available heating unit can be upgraded by the software being loaded as far as the heating device is capable of doing so in terms of its design or its construction.
  • Figure la is a schematic view of a gas burner, in which the
  • Gas burner housing is switched to positive potential and an ionization electrode to negative potential
  • Figure lb is a schematic view of the same burner with the reverse
  • FIG. 1c shows the voltage curve over time and the idealized ionization current between burner and ionization electrode in the flame
  • FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of a burner of a heating device with a
  • Figure 3a shows a lonisationsstrombutkeit from the load point of the heater of the prior art
  • FIG. 3b shows an ionization current dependence of the heating load point with a regulation according to the invention, a current voltage characteristic curve without the regulation according to the invention and a current voltage characteristic curve in the regulation according to the invention.
  • Figure la shows schematically a burner 1, which is part of a heating unit, not shown.
  • the burner 1 has a cylindrical burner housing 2 with a front opening 3. Inside the burner housing 2 and concentrically and slightly offset back to the front opening 3, a gas nozzle 4 is arranged.
  • the gas-air mixture is ignited and there is a flame 6, which extends out of the housing through the front opening 3. Within the flame, a front of the opening 3 arranged ionization electrode 7 is provided.
  • the applied AC voltage is between 20 and 75 volts, further preferred values are selected between 20 and 150 V, in particular between 30 and 100 V, most preferably 130 V.
  • the burner 4 has a cylindrical surface which is provided with a perforation structure.
  • the gas-air mixture thus flows over the cylindrical surface and through the perforation structure.
  • a frequency is preferably 50 Hz, further preferred ranges are between 30 and 150 Hz, in particular between 40 Hz and 100 Hz, most preferably 50 Hz +/- 10 Hz.
  • the alternating voltage is generated by a power supply 8 and applied accordingly between the ionization electrode 7 and the burner housing 2.
  • the applied AC voltage is between 20 and 200 V, in particular between 90 and 150 V, most preferably 130 V +/- 1 ° V.
  • the power of the power supply can be regulated.
  • the power supply 8 is preferably included in a control unit of the heating unit, which is not shown.
  • This control unit can contain a control unit with which the method according to the invention is carried out.
  • the ionization electrode 7 and the burner 2 may have any desired geometry, but these two must be arranged in such a way that an ionization current is generated between the ionization electrode 7 and the burner by the rectification effect of the flame 6.
  • an oil burner or a burner for another fuel can be used as an alternative to the gas burner.
  • Figure 1c accordingly shows the idealized current flow compared to the applied voltage over time. As can be seen from this figure, the flame 6 has a rectifying effect.
  • the power supply 8 is shown schematically in Figure 2 on the left and has a resistance grooves.
  • FIG. 6 An equivalent circuit diagram of the burner 6 is reproduced on the right in FIG.
  • the idealized flame 6 itself, with the rectifying effect, is formed by the diode D and by the flame resistance flame.
  • a parasitic resistance ZFiamme Connected in parallel is shown in the figure, a parasitic resistance ZFiamme, which for a parasitic current flow in dependence of the operating parameters, such as. As load, lambda value and gas type is responsible.
  • the parasitic resistance ZFiamme is complex and therefore also provided as a kind of apparent resistance with the usual reference Z, as used in coils.
  • the resistor has an ohmic and a capacitive one Proportion of. It was found that the burner flame also has a capacitor effect in addition to the ohmic component.
  • a resonant circuit is formed between the ohmic and capacitive components, the ionization voltage is reduced in comparison to the idealized image, or the ionization voltage can collapse.
  • the arrow provided with reference numeral 10 in Figure 2 shows schematically that the power supply 8 is controlled in the inventive method on the basis of the actual measured voltage of the ionization 7.
  • FIG. 3a shows an ionization current dependency of the load point for different lambda values without the control according to the invention, ie. H. Power stabilization and Figure 3b shows a lonisationsstromjokeit from the load point for different lambda values with the control according to the invention, d. H. Power stabilization.
  • FIGS. 3a and 3b correspond from the top to the lambda values of 1.04, 1.14, 1.24, 1.34, 1.54 shown in the respective figures on the right. that the excess air in the graph increases from top to bottom.
  • the values entered on the Y-axis are current values (current in ⁇ ). The lower the corresponding lambda value, the higher the respectively measured ionization current.) For the lambda value of 1.34 (4th line from the top in FIG. 3a), the measured ionization current at a preset preset voltage at the voltage supply 8 will be described below. When the load point is increased from approx. 10% to approx. 40%, the measured ionization current increases.
  • the ionization current can no longer be used to deduce the corresponding air ratio or lambda value.
  • the hatched area (area without sensitivity) of 50% to 100% shown in FIG. 3a and between the lines for an air ratio of 1.04 and 1.14 does not exhibit any air-number sensitivity.
  • the ionization current can not be used to determine the air ratio in this load range.
  • load ranges may be as follows: above 30%, preferably above 50%, in particular above 70% but below 100%.
  • the values described may each be an upper and lower limit.
  • Figure 3a three different areas are shown. Up to a load point of 10%, the current increases sharply (at least for lambda values of 1.34 and more). This area is referred to as an area of unfavorable sensitivity, because a measurement there may be subject to strong errors.
  • the characteristic curve for lambda 1.34 in the region of the apex radio has an unfavorable characteristic curve.
  • 3b shows the same dependency for the corresponding seven lambda values with the regulation according to the invention. Namely, as far as the actual voltage measured at the ionization electrode 7 is measured and this is kept constant as a function of the load point, for example, the lines of the ionization current dependence from the load point no longer overlap for the corresponding lambda values.
  • the power of the power supply 8 is up-regulated.
  • FIG. 4 shows a comparison of a dependence of the applied voltage (voltage set at the voltage supply) on the ionization current.
  • the applied voltage is always constant even if due to the leakage currents at the same load point of the Ionisationsstrom lowered.
  • the voltage emitted by the voltage source is increased when the ionization current is low due to leakage currents, so that a constant actual voltage is applied between the ionization electrode 7 and the burner.

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Abstract

The invention relates to a method for controlling a heating unit comprising a burner (1) with a burner housing (2), an ionization electrode (7) paired with the burner (1), and a voltage supply (8) for applying an alternating voltage between the ionization electrode (7) and the burner housing (2). The method has the following method steps: applying an alternating voltage between the ionization electrode (7) and the burner housing (2) by means of the voltage supply (8) and correcting the output of the voltage supply (8) in the event of parasitic leakage flows. In particular, the aim of the invention is to improve the reliability when ascertaining the air-fuel ratio via the ionization current.

Description

Verfahren zur Steuerung einer Heizeinheit sowie Heizeinheit und  Method for controlling a heating unit and heating unit and
Computerprogrammprodukt zur Ausführung des Steuerverfahrens  Computer program product for carrying out the control method
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Heizeinheit. The present invention relates to a method for controlling a heating unit.
Im Stand der Technik sind mittels Gas oder mittels Öl betriebene Heizeinheiten mit einem entsprechenden Gas- oder ölbrenner bekannt. Solche Heizeinheiten werden beispielsweise zur Erwärmung von Gebäuden verwendet. In the prior art, heating units operated by means of gas or oil are known with a corresponding gas or oil burner. Such heating units are used, for example, for heating buildings.
Zur Überwachung der Brennerflamme wird beispielweise, neben alternativen bekannten Möglichkeiten, eine so genannte lonisationssicherung verwendet, bei welcher zwischen einer lonisationselektrode und einem leitfähigen Teil des Gehäuses eine Wechselspannung anliegt. To monitor the burner flame, for example, in addition to alternative known possibilities, a so-called lonisation fuse is used, in which an AC voltage is present between an ionization electrode and a conductive part of the housing.
Solange im Brenner eine Brennerflamme brennt, in der ein Brennstoff-Luftgemisch verbrannt wird, fließt über das Plasma zwischen der lonisationselektrode und dem leitfähigen Teil des Brennergehäuses u. a. ein Gleichstrom. As long as a burner flame burns in the burner in which a fuel-air mixture is burned, flows through the plasma between the ionization electrode and the conductive part of the burner housing u. a. a direct current.
Ein relevanter Parameter bei dem Betrieb einer solchen Heizeinheit ist unter anderem das Luft/Brennstoffverhältnis, die so genannte Luftzahl bzw. der Lambdawert λ. Dieser kann beispielsweise durch Variation einer Gebläsedrehzahl oder Regulierung eines Brennstoffventils auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. A relevant parameter in the operation of such a heating unit is inter alia the air / fuel ratio, the so-called air ratio or lambda λ. This can be adjusted to a desired value, for example, by varying a fan speed or regulating a fuel valve.
Bevorzugte Werte für die Luftzahl λ liegen hierbei im Bereich von 1,15 bis 1,3. Je höher der Lambdawert λ, desto größer der Luftüberschuss. Die Überwachung der Luftzahl wird beispielsweise in einem Verfahren, wie es aus der DE 44 33 425 AI bekannt ist, derart durchgeführt, dass zwischen der lonisationselektrode und dem leitfähigen Teil des Gehäuses eine Wechselspannung l angelegt wird und ein von der lonisationselektrode abfließender, aufgrund der Gleichrichtereigenschaft der Flamme gleichgerichteter Strom als lonisationsstrom erfasst wird. Mittels einer Regelschaltung wird dann der gemessene lonisationsstrom mit einem dem eingestellten Soliwert der Luftzahl entsprechendem Sollwert für den lonisationsstrom verglichen und die Zusammensetzung des Luftbrennstoffgemisches entsprechend nachgeregelt, Insbesondere haben die Erfinder der vorliegenden Erfinder festgestellt, dass im hohen Lastbereich der entsprechenden Heizeinheit Probleme bei der Luftzahlbestimmung auftreten und der gemessene lonisationsstrom nur ungenaue bzw. eine unzuverlässige Bestimmung des Lambdawertes λ ermöglicht. Ausgehend von dem zuvor beschriebenen Problem, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, insbesondere eine Verbesserung der Zuverlässigkeit der Ermittlung des Luft/Brennstoffverhältnis über den lonisationsstrom zu erreichen. Preferred values for the air ratio λ are in the range of 1.15 to 1.3. The higher the lambda λ, the greater the excess air. The monitoring of the air ratio is carried out, for example, in a method as known from DE 44 33 425 AI, such that between the ionization and the conductive part of the housing, an AC voltage l is applied and a flowing from the ionization, due to the rectifying property of the flame rectified current is detected as lonisationsstrom. By means of a control circuit, the measured ionization current is then compared with a set value for the ionization current corresponding to the adjusted soli value of the air ratio and the composition of the air-fuel mixture readjusted accordingly. In particular, the inventors of the present inventors have found that problems occur in determining the air number in the high load range of the corresponding heating unit and the measured ionization current only allows inaccurate or unreliable determination of the lambda value λ. Based on the problem described above, it is an object of the present invention, in particular to achieve an improvement in the reliability of the determination of the air / fuel ratio via the ionisationsstrom.
Zur Lösung des zuvor beschriebenen Problems schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor. To solve the above-described problem, the present invention proposes a method having the features of claim 1.
Dieses Verfahren zur Steuerung einer Heizeinheit enthält zumindest die Verfahrensschritte: Anlegen einer Wechselspannung zwischen einer lonisationselektrode und einem Brennergehäuse mittels einer Spannungsversorgung, und Nachregeln der Leistung der Spannungsversorgung bei Auftreten von parasitären Leckageströmen. This method for controlling a heating unit contains at least the method steps: applying an alternating voltage between an ionization electrode and a burner housing by means of a voltage supply, and readjusting the power of the power supply when parasitic leakage currents occur.
Die Heizeinheit enthält zumindest einen Brenner mit einem Brennergehäuse, einer dem Brenner zugeordneten lonisationselektrode, und eine Spannungsversorgung zum Anlegen einer Wechselspannung zwischen der lonisationselektrode und dem Brennergehäuse. Es wurde beobachtet, dass der zuvor beschriebene Gleichrichtereffekt der Gasflamme lediglich ein idealisiertes Modell darstellt, welches die Wirklichkeit nur teilweise abbildet. The heating unit contains at least one burner with a burner housing, an ionization electrode associated with the burner, and a voltage supply for applying an alternating voltage between the ionization electrode and the burner housing. It has been observed that the previously described rectifier effect of the gas flame is merely an idealized model which only partially depicts reality.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben beobachtet, dass verwunderlicherweise der Widerstand in der Heizeinheit, insbesondere zwischen der lonisationselektrode und dem Brennergehäuse komplexer Art und nicht lediglich ohmscher Natur ist. Der Widerstand hat einen ohmschen und auch einen kapazitiven Anteil. Es wurde festgestellt, dass die Brennerflamme neben dem ohmschen Anteil eben auch einen Kondensatoreffekt besitzt. The inventors of the present invention have observed that, surprisingly, the resistance in the heating unit, in particular between the ionization electrode and the burner housing, is complex and not merely resistive. The resistor has an ohmic and a capacitive component. It was found that the burner flame also has a capacitor effect in addition to the ohmic component.
Somit ist der zu beachtende Widerstand im Ersatzschaltbild der Brennerflamme, welcher die Nachregelung der lonisationsspannung kompensiert, komplex. Thus, the resistance to be considered in the equivalent circuit diagram of the burner flame, which compensates the readjustment of the ionization, complex.
In der Brennerflamme bildet sich, insbesondere in hohen Lastbereichen ein Schwingkreis zwischen dem ohmschen und kapazitiven Anteil aus, die lonisationsspannung im Vergleich zum idealisierten Bild reduziert, bzw. die lonisationsspannung zusammenbrechen lässt. In the burner flame, in particular in high load ranges, a resonant circuit is formed between the ohmic and capacitive components, the ionization voltage is reduced in comparison to the idealized image, or the ionization voltage can collapse.
Das zuvor beschriebene Problem wird durch die erfindungsgemäße Steuerung des Nachregelns der Leistung der Spannungsversorgung bei Auftreten von parasitären Leckageströmen, vermindert, bzw. behoben. The problem described above is reduced or eliminated by the inventive control of the readjustment of the power of the power supply when parasitic leakage currents occur.
Der zwischen der lonisationselektrode und dem Brennergehäuse fließende lonisationsstrom durch die Flamme bei einer bestimmten angelegten Wechselspannung fällt demnach in der Realität tatsächlich niedriger aus, als in dem idealisierten Bild, wenn keine parasitären Leckageströme fließen. Entsprechend kann sich zum Beispiel auch bei gleichbleibender tatsächlicher Luftzahl der an der lonisationselektrode gemessen lonisationsstrom, d.h. der Proportionalitätsfaktor zwischen tatsächlicher Luftzahl und dem gemessenen lonisationsstrom ändern. Insbesondere treten bei der Luftzahlbestimmung im hohen Lastbereich der entsprechenden Heizeinheit Probleme auf, weil der gemessene lonisationsstrom gerade in diesem Bereich nur eine unzuverlässige Bestimmung des Lambdawertes λ ermöglicht. The ionization current flowing through the flame at a certain applied AC voltage between the ionization electrode and the burner housing thus actually drops in reality lower than in the idealized image when no parasitic leakage currents are flowing. Correspondingly, the ionization current measured at the ionization electrode, ie the proportionality factor between the actual air ratio and the measured ionization current, can change, for example, even if the actual air ratio remains the same. In particular, problems occur in determining the air number in the high load range of the corresponding heating unit, because the measured ionization current just in this area only an unreliable determination of the lambda value λ allows.
Begrifflich wird eine angelegte Wechselspannung und eine tatsächlich an der lonisationselektrode anliegende Spannung unterschieden. Die angelegte Wechselspannung entspricht hierbei demjenigen Wert, der an der Spannungsversorgung eingestellt ist bzw. von dieser ausgegeben wird. Die tatsächlich an der lonisationselektrode anliegende Spannung hingegen ist ein individueller Wert der nicht zwangsläufig dem demjenigen Wert, der an der Spannungsversorgung eingestellt ist, entspricht. Conceptually, an applied alternating voltage and a voltage actually applied to the ionization electrode are distinguished. The applied AC voltage corresponds to the value that is set or output from the power supply. The voltage actually applied to the ionization electrode, on the other hand, is an individual value which does not necessarily correspond to that value which is set at the voltage supply.
Durch den komplexen Widerstand bricht die anliegende Spannung ein bzw. zusammen. Damit ist die lonisationsstrom-Lambda-Charakteristik nicht mehr zum Steuern der Luftzahl brauchbar. Durch nachregeln der Leistung der Spannungsversorgung kann die tatsächlich an der lonisationselektrode anliegende Spannung auf einen vorgegebenen Wert eingestellt werden. Due to the complex resistance, the applied voltage breaks down or together. Thus, the lonisationsstrom lambda characteristic is no longer useful for controlling the air ratio. By adjusting the power of the power supply, the voltage actually applied to the ionization electrode can be set to a predetermined value.
Die Höhe solcher parasitären Leckageströme kann beispielsweise in Abhängigkeit des jeweiligen Lastpunkt, bei welchem die Heizeinheit betrieben wird und/oder von der Betriebsdauer und/oder den Umgebungsbedingungen abhängen. The height of such parasitic leakage currents may, for example, depend on the particular load point at which the heating unit is operated and / or on the operating time and / or the ambient conditions.
Wenn, wie die vorliegende Erfindung vorschlägt, die Leistung der Spannungsversorgung nachgeregelt wird, wenn solche parasitären Leckageströme auftreten, ist es möglich, dass der gemessene lonisationselektrodenstrom durch die Flamme zur zuverlässigen Bestimmung der Luftzahl insbesondere auch bei hohen Lastpunkten (bis hin zum Vollastbetrieb der Heizeinheit) herangezogen werden kann. If, as proposed by the present invention, the power of the power supply is readjusted when such parasitic leakage currents occur, it is possible that the measured ionization electrode current through the flame for reliable determination of the air ratio, especially at high load points (up to the full load operation of the heating unit) can be used.
Es ist nicht zwangsweise notwendig, dass eine solche Nachregelung schon bei minimalen Leckageströmen bzw. unmittelbar bei Auftreten von solchen Leckageströmen durchgeführt wird, sondern zumindest in einem Betriebsbereich, in dem Leckageströme auftreten. Vorteilhaft ist es jedoch, dass eine solche Nachregelung schon bei minimalen Leckageströmen bzw. unmittelbar bei Auftreten von solchen Leckageströmen durchgeführt wird. It is not necessarily necessary for such readjustment to be carried out even with minimal leakage currents or directly when such leakage flows occur, but at least in an operating region in which leakage flows occur. It is advantageous, however, that such Readjustment is already carried out with minimal leakage currents or immediately upon the occurrence of such leakage currents.
Solche Leckageströme können in Abhängigkeit der jeweiligen spezifischen Heizeinheit im gesamten Lastbereich der Heizeinheit auftreten. Die Leistung der Spannungsversorgung wird vorzugsweise in diesen, insbesondere im Wesentlichen lediglich in diesen Bereichen erhöht. Such leakage currents may occur in the entire load range of the heating unit depending on the specific heating unit. The power of the power supply is preferably increased in these, in particular substantially only in these areas.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 2 kann die Leistung der Spannungsversorgung mit steigenden Lastpunkten der Heizeinheit erhöht werden. According to an advantageous development according to claim 2, the power of the power supply can be increased with increasing load points of the heating unit.
Insbesondere wurde beobachtet, dass bei hohen Lastpunkten, insbesondere im oberen Lastbereich der Heizung von vorzugsweise oberhalb von 30%, insbesondere oberhalb von 60%, ganz besonders bevorzugt oberhalb von 80%, hohe parasitäre Leckageströme auftreten welches zu einem Spannungsabfall führt, wodurch der durch die Flamme fließende lonisationsstrom niedriger ist, als im zuvor beschriebenen idealisierten Modell der Abhängigkeit des lonisationsstroms von der Luftzahl. Deshalb wird die Leistung der Spannungsversorgung Spannungsversorgung mit steigenden Lastpunkten der Heizeinheit erhöht. In particular, it was observed that at high load points, in particular in the upper load range of the heating of preferably above 30%, in particular above 60%, very particularly preferably above 80%, high parasitic leakage currents occur which leads to a voltage drop, whereby the by Flame flowing ionization is lower than in the previously described idealized model of the dependence of the ionization current on the air ratio. Therefore, the power supply voltage is increased with increasing load points of the heating unit.
Die Abhängigkeit des Lambda-Werts vom lonisationsstrom ist deshalb nicht mehr eindeutig und verschiedene Luftzahlen werden durch denselben lonisationsströmen repräsentiert. Mit steigenden Lastpunkten wird demnach die Leistung der Spannungsversorgung erhöht, um die auftretenden parasitären Leckageströme bzw. die parasitären Widerstände zu kompensieren. The dependence of the lambda value on the ionization current is therefore no longer unambiguous and different air numbers are represented by the same ionization currents. With increasing load points, therefore, the power of the power supply is increased in order to compensate for the occurring parasitic leakage currents or parasitic resistances.
Die Lastpunkte der Heizeinheit werden üblicherweise in % zwischen 0 und 100 angegeben, wobei ein Lastpunkt von 100% ein Volllastbetrieb der Heizeinheit darstellt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3, kann die tatsächlich an der lonisationselektrode anliegende Spannung gemessen werden und mit einem Sollwert verglichen werden, wenn nötig auf diesen Sollwert eingeregelt werden. The load points of the heating unit are usually given in% between 0 and 100, with a load point of 100% representing a full load operation of the heating unit. According to an advantageous development of the invention according to claim 3, the voltage actually applied to the ionization electrode can be measured and compared with a desired value, if necessary adjusted to this desired value.
Zum Nachregeln der Spannungsversorgung wird hiernach bei im Wesentlichen zumindest kurzzeitig konstanter anliegender Spannung die tatsächlich zwischen der lonisationselektrode und dem Brennergehäuse anliegende Spannung gemessen. Sobald sich diese tatsächliche an der lonisationselektrode anliegende Spannung kurzzeitig erniedrigt bzw. erhöht, wird davon ausgegangen, dass sich die Heizeinheit in einem solchen Betriebszustand, insbesondere in einem solchen Lastpunkt befindet, in welchem Leckageströme auftreten. For readjusting the voltage supply, the voltage actually present between the ionization electrode and the burner housing is measured thereafter at substantially at least a temporarily constant voltage applied. As soon as this actual voltage applied to the ionization electrode decreases or increases for a short time, it is assumed that the heating unit is in such an operating state, in particular in such a load point, in which leakage currents occur.
Mittels der Nachregelung der Leistung der Spannungsversorgung wird die von dieser abgegebenen Spannung (die angelegte Spannung) derart geändert, dass die tatsächlich an der lonisationselektrode anliegende Spannung wieder dem an der lonisationselektrode anliegendem Sollwert entspricht, der ursprünglich angelegt war. Vorzugsweise wird mit steigenden Lastpunkten die Leistung der Spannungsversorgung hoch geregelt, damit die tatsächlich zwischen der lonisationselektrode und dem Brennergehäuse angelegte Spannung dem Sollwert entspricht, auch wenn in diesem Betriebszustand der Heizeinheit parasitäre Leckageströme auftreten. By means of the readjustment of the power of the power supply, the voltage delivered by it (the applied voltage) is changed in such a way that the voltage actually applied to the ionization electrode again corresponds to the desired value applied to the ionization electrode, which was originally applied. Preferably, with increasing load points, the power of the power supply is highly regulated, so that the voltage actually applied between the ionization electrode and the burner housing corresponds to the desired value, even if parasitic leakage currents occur in this operating state of the heating unit.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 kann das Nachregeln der der Leistung der Spannungsversorgung derart durchgeführt werden, dass der detektierte lonisationsstrom zu jedem Lastpunkt eindeutig einer Luftzahl, in welcher der Brenner betrieben wird, zugeordnet werden kann. According to an advantageous embodiment of the invention according to claim 4, the readjustment of the power of the power supply can be carried out such that the detected ionization current to each load point uniquely an air ratio in which the burner is operated, can be assigned.
Durch Leckageströme in dem Brenner ist bei ungeregelter Spannungsversorgung und somit vorgegebener angelegter Spannung, welche von der Spannungsversorgung abgegeben wird, eine eindeutige Zuordnung des entsprechenden durch die Flamme fließenden lonisationsstroms zu dem entsprechenden Luftzahlwert nicht möglich, denn aufgrund des zusätzlichen Leckagestroms fließt tatsächlich ein niedrigerer lonisationsstrom durch die Flamme, als für die entsprechende Luftzahl erwartet. Due to leakage currents in the burner is at unregulated power supply and thus predetermined applied voltage, which of the Power supply is delivered, a unique assignment of the corresponding flowing through the flame ionization current to the corresponding air value is not possible, because due to the additional leakage current actually flows a lower ionization current through the flame, as expected for the corresponding air ratio.
Um die entsprechende charakteristische Abhängigkeit zwischen Luftzahl und lonisationsstrom erreichen zu können, wie es ohne Leckageströme der Fall wäre, wird hiernach erfindungsgemäß die angelegte Wechselspannung derart geregelt, dass jeweils in jedem Betriebszustand des Brenners, insbesondere zu jedem Lastpunkt durch eine Spannungsänderung eben der durch den Leckagestrom auftretende Spannungsverlust an der lonisationselektrode im Wesentlichen genau kompensiert wird, so dass der tatsächliche durch die Flamme fließende Strom demjenigen Strom entspricht, der ohne Leckagestrom durch diese fließen würde. In order to be able to achieve the corresponding characteristic dependence between air ratio and ionization current, as would be the case without leakage currents, according to the invention, the applied AC voltage is regulated such that in each operating state of the burner, in particular at each load point by a voltage change just by the leakage current occurring voltage loss is compensated for the ionization electrode substantially exactly, so that the actual current flowing through the flame corresponds to the current that would flow without leakage current through them.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 kann die tatsächliche an der lonisationselektrode anliegende Wechselspannung im gesamten Lastbereich im Wesentlichen konstant gehalten werden. Hierzu ist es vorteilhaft, jeweils die tatsächliche an der lonisationselektrode anliegende Wechselspannung zu messen und im gesamten Lastbereich, von Teillast bis zur Volllast, konstant zu halten. Auch wenn beispielsweise demnach bei höherer Last ein höherer Leckagestrom auftritt, muss dementsprechend an der Spannungsversorgung jeweils eine erhöhte Spannung eingestellt werden, um den Effekt des Leckagestroms zu kompensieren. Die tatsächliche Spannung an der lonisationselektrode soll jedoch konstant gehalten werden. According to an advantageous development of the invention according to claim 5, the actual voltage applied to the ionization AC voltage can be kept substantially constant in the entire load range. For this purpose, it is advantageous in each case to measure the actual AC voltage applied to the ionization electrode and to keep it constant over the entire load range, from partial load to full load. Accordingly, even if, for example, a higher leakage current occurs at a higher load, an increased voltage must accordingly be set at the voltage supply in order to compensate for the effect of the leakage current. However, the actual voltage at the ionization electrode should be kept constant.
Durch diese konstante tatsächliche Spannung an der lonisationselektrode entspricht die tatsächliche lonisationsstromabhängigkeit der Lambda-Zahl des lonisationsstroms dem Idealisierten Modell und kann demnach besser zugeordnet werden. Üblicherweise werden unterschiedliche Heizeinheiten, z. B. bauart-, hersteller- oder betriebsbedingt bei vorgegebenen, zwischen der lonisationselektrode und dem Brennergehäuse angelegten Wechselspannungen betrieben. Insbesondere sind diese unterschiedlichen Heizeinheiten jeweils für sich auf eine bestimmte Maximalspannung ausgelegt, bei welcher die Heizeinheit ohne Gefahr der Beschädigung betrieben werden kann. Vorzugsweise sind solche Maximalspannungswerte zwischen 20 und 200 V, insbesondere zwischen 90 und 150 V, ganz besonders bevorzugt 130 V +/~ 10 V gewählt. Die zuvor genannten Werte können jeweils für sich eine obere bzw. untere Grenze definieren. Das heißt die Heizeinheiten werden mit einer solchen Spannung betrieben. Die Wechselspannungen zwischen der lonisationselektrode und dem Brennergehäuse betragen vorzugsweise zwischen 30 und 150 Hz, insbesondere zwischen 40 Hz und 100 Hz, ganz besonders bevorzugt 50 Hz +/- 1° Hz. As a result of this constant actual voltage at the ionization electrode, the actual ionization current dependency of the lambda number of the ionization current corresponds to the idealized model and can therefore be better assigned. Usually different heating units, z. B. type of construction, manufacturer or operationally operated at predetermined, applied between the ionization and the burner housing AC voltages. In particular, these different heating units are each designed for a specific maximum voltage, in which the heating unit can be operated without danger of damage. Such maximum voltage values are preferably selected between 20 and 200 V, in particular between 90 and 150 V, very particularly preferably 130 V + / ~ 10 V. The aforementioned values can each define an upper or lower limit. That is, the heating units are operated with such a voltage. The alternating voltages between the ionization electrode and the burner housing are preferably between 30 and 150 Hz, in particular between 40 Hz and 100 Hz, very particularly preferably 50 Hz +/- 1 ° Hz.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 kann die Leistung der Spannungsversorgung mit steigendem Lastpunkt erniedrigt werden. According to an advantageous embodiment of the invention according to claim 6, the power of the power supply can be lowered with increasing load point.
Diese vorteilhafte Weiterbildung stellt eine Alternative zu der in Anspruch 2 beschriebenen Verfahrensweise bzw. zu der zuvor beschriebenen Verfahrensweise dar, bei welcher die Spannung mit steigendem Lastpunkt erhöht wird. Denn das tatsächliche Verhalten der Leckageströme in den verschiedenen Lastbereichen ist Brennerspezifisch und hängt zum Beispiel von der Brennergeometrie ab. This advantageous development represents an alternative to the method described in claim 2 or to the procedure described above, in which the voltage is increased with increasing load point. Because the actual behavior of the leakage currents in the different load ranges is burner-specific and depends, for example, on the burner geometry.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 7 kann für jede anliegende Spannung eine entsprechende lonisationsstrom/Lambdawert-Sollwertkurve bekannt sein und anhand der bekannten lonisationsstrom/Lambdawert Sollwertkurve die angelegten Wechselspannungen der Luftzahl bestimmt werden. According to an advantageous development according to claim 7, a corresponding ionisationsstrom / lambda value setpoint curve for each applied voltage be known and determined by the known lonisationsstrom / lambda value setpoint curve, the applied AC voltages of the air ratio.
Wie zuvor beschrieben, besteht bei einer konstanten tatsächlich zwischen der lonisationselektrode und dem Brennergehäuse anliegenden Wechselspannung zwischen dem jeweiligen lonisationsstrom und dem jeweiligen Lambda-Wert im idealisierten Modell, soweit keine Leckageströme auftreten, eine wohl definierte Abhängigkeit. Insbesondere verhält sich die Änderung des lonisationsstroms invers zur Änderung der Luftzahl. As described above, in the case of a constant AC voltage actually present between the ionization electrode and the burner housing between the respective ionization current and the respective lambda value in the idealized model, if no leakage currents occur, a well-defined dependence exists. In particular, the change in the ionization current behaves inversely to the change in the air ratio.
Wenn für jeden anliegenden Spannungswert die entsprechende Abhängigkeit zwischen gemessenem lonisationsstrom und Lambda-Wert bekannt ist, kann auch bei veränderter an den lonisationselektroden und dem Brennergehäuse anliegenden tatsächlichen Spannungen jeweils der entsprechende Lambda-Wert bestimmt werden. If the corresponding dependency between measured ionization current and lambda value is known for each applied voltage value, in each case the corresponding lambda value can be determined even when the actual voltages applied to the ionization electrodes and the burner housing are changed.
Gemäß eines nebengeordneten Aspektes der Erfindung nach Anspruch 8 schlägt diese eine Heizeinheit mit einem Brenner mit einem Brennergehäuse und einem Brennergehäuse zugeordneten lonisationselektrode und einer Spannungsversorgung zum Anlegen einer Wechselspannung zwischen der lonisationselektrode und dem Brennergehäuse vor. According to a sidelined aspect of the invention according to claim 8 proposes a heating unit with a burner with a burner housing and a burner housing associated ionization and a power supply for applying an AC voltage between the ionization and the burner housing before.
Diese Heizeinheit weist zudem eine Regeleinheit auf, welche bei Auftreten von parasitären Leckageströmen Spannungsversorgung nachregelt. This heating unit also has a control unit, which adjusts power supply in the event of parasitic leakage currents.
Diese Regeleinheit ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass diese die zuvor benannte bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens regelt. This control unit is preferably designed such that it regulates the previously mentioned preferred development of the method according to the invention.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Heizeinheit sind in den Ansprüchen 9 und 10 beschrieben. Darüber hinaus kann die Regeleinheit jeweils so ausgebildet sein, dass diese die zuvor beschriebenen Verfahrensschritte ausführt. Further advantageous developments of the heating unit according to the invention are described in the claims 9 and 10. In addition, the control unit can each be designed so that it carries out the method steps described above.
Insbesondere ist beispielsweise eine Messeinrichtung vorgesehen, die den tatsächlich an der lonisationselektrode anliegende Spannung misst und die gemessenen Werte in der Regeleinheit weitergibt, wobei die Regeleinheit eine Spannungsquelle derart regelt, wie zuvor für das beschriebene Verfahren erläutert. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 11 kann der Brenner eine zylindrische Oberfläche aufweisen, welche mit einer Belochungsstruktur versehen ist. In particular, a measuring device is provided, for example, which measures the voltage actually applied to the ionization electrode and transmits the measured values in the control unit, the control unit regulating a voltage source in such a way as explained above for the described method. According to an advantageous embodiment of claim 11, the burner may have a cylindrical surface which is provided with a Belochungsstruktur.
Das Gasluftgemisch strömt somit über zylindrische Oberfläche und durch die Belochungsstruktur.  The gas-air mixture thus flows over the cylindrical surface and through the perforation structure.
Die Belochungsstruktur wird im Bereich der lonisationselektrode entsprechend gewählt, um eine größtmögliche Konstanz der beschriebenen Zuordnung zu erreichen. Die Kombination der Leistungssteuerung der Spannungsversorgung mit der Belochungsstruktur gewährleistet eine noch bessere Zuordnung zwischen lonisationsstrom und Lambda-Wert. The Belochungsstruktur is chosen according to the ionization electrode in order to achieve the greatest possible consistency of the described assignment. The combination of the power control of the power supply with the Belochungsstruktur ensures even better allocation between ionisationsstrom and lambda value.
Gemäß eines weiteren nebengeordneten Aspektes der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen mit computerausführbaren Instruktionen zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. According to a further independent aspect of the invention, a computer program product is proposed with computer-executable instructions for carrying out the method according to the invention.
Dieses Computerprogrammprodukt kann beispielsweise nach Art einer Software innerhalb einer Steuerungs- bzw. Regelungselektronik in der Heizeinheit hinterlegt sein. Insbesondere kann mittels des Computerprogrammprodukts jede handelsübliche Heizeinheit aufgerüstet werden, indem die Software aufgespielt wird, soweit die Heizeinrichtung vorrichtungsgemäß bzw. konstruktiv dazu in der Lage ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden anhand eines nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: This computer program product can be stored, for example, in the manner of a software within a control electronics in the heating unit. In particular, by means of the computer program product, any commercially available heating unit can be upgraded by the software being loaded as far as the heating device is capable of doing so in terms of its design or its construction. Advantageous developments of the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment explained below in conjunction with the drawing. In this show:
Figur la eine schematische Ansicht eines Gasbrenners, bei welchem das Figure la is a schematic view of a gas burner, in which the
Gasbrennergehäuse auf positives Potenzial und eine lonisationselektrode auf negatives Potenzial geschaltet ist,  Gas burner housing is switched to positive potential and an ionization electrode to negative potential,
Figur lb eine schematische Ansicht desselben Brenners mit umgekehrter Figure lb is a schematic view of the same burner with the reverse
Polung,  polarity,
Figur lc den Spannungsverlauf über die Zeit und den idealisierte lonisationsstrom zwischen Brenner und lonisationselektrode in der Flamme, Figur 2 ein Ersatzschaltbild eines Brenners einer Heizeinrichtung mit einer FIG. 1c shows the voltage curve over time and the idealized ionization current between burner and ionization electrode in the flame, FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of a burner of a heating device with a
Wechselstromspannungsversorgung,  AC power supply,
Figur 3a eine lonisationsstromabhängigkeit vom Lastpunkt der Heizeinrichtung aus dem Stand der Technik, sowie Figure 3a shows a lonisationsstromabhängigkeit from the load point of the heater of the prior art, and
Figur 3b eine lonisationsstromabhängigkeit vom Heizlastpunkt mit einer erfindungsgemäßen Regelung, eine Stromspannungscharakteristikkurve ohne die erfindungsgemäße Regelung sowie eine Stromspannungscharakteristikkurve bei der erfindungsgemäßen Regelung. Figur la zeigt schematisch einen Brenner 1, welcher Teil einer nicht dargestellten Heizeinheit ist. FIG. 3b shows an ionization current dependence of the heating load point with a regulation according to the invention, a current voltage characteristic curve without the regulation according to the invention and a current voltage characteristic curve in the regulation according to the invention. Figure la shows schematically a burner 1, which is part of a heating unit, not shown.
Der Brenner 1 weist ein zylindrisches Brennergehäuse 2 auf mit einer frontseitigen Öffnung 3. Innerhalb des Brennergehäuses 2 und konzentrisch dazu und leicht zu der frontseitigen Öffnung 3 zurückversetzt ist eine Gasdüse 4 angeordnet. The burner 1 has a cylindrical burner housing 2 with a front opening 3. Inside the burner housing 2 and concentrically and slightly offset back to the front opening 3, a gas nozzle 4 is arranged.
Von einer Rückseite des Brennergehäuses 2 strömt in das Brennergehäuse 2 Luft und in die Gasdüse 4 Gas ein. In einer vor der Düse und innerhalb des Brennergehäuses angeordneten Mischzone 5 wird das Gas aus der Düse 4 mittels der Luft vermischt. From a rear side of the burner housing 2, air flows into the burner housing 2 and gas enters into the gas nozzle 4. In a mixing zone 5 arranged in front of the nozzle and inside the burner housing, the gas from the nozzle 4 is mixed by means of the air.
Mittels eines nicht dargestellten Zünders wird das Gas-Luft-Gemisch gezündet und es entsteht eine Flamme 6, die sich aus dem Gehäuse durch die frontseitige Öffnung 3 hinauserstreckt. Innerhalb der Flamme ist eine frontseitig vor der Öffnung 3 angeordnete lonisationselektrode 7 vorgesehen. By means of a detonator, not shown, the gas-air mixture is ignited and there is a flame 6, which extends out of the housing through the front opening 3. Within the flame, a front of the opening 3 arranged ionization electrode 7 is provided.
Zwischen der lonisationselektrode 7 und dem Brennergehäuse 2 liegt eine Wechselspannung (vgl. Figur lc). Die anliegende Wechselspannung beträgt zwischen 20 und 75 Volt , weitere bevorzugte Werte sind zwischen 20 und 150 V, insbesondere zwischen 30 und 100 V, ganz besonders bevorzugt 130 V gewählt. Between the ionisation electrode 7 and the burner housing 2 there is an alternating voltage (cf., FIG. 1c). The applied AC voltage is between 20 and 75 volts, further preferred values are selected between 20 and 150 V, in particular between 30 and 100 V, most preferably 130 V.
In einer in der Figur 1 nicht dargestellten Variante, weist der Brenner 4 eine zylindrische Oberfläche auf, welche mit einer Belochungsstruktur versehen ist. Das Gasluftgemisch strömt somit über zylindrische Oberfläche und durch die Belochungsstruktur. In a variant not shown in FIG. 1, the burner 4 has a cylindrical surface which is provided with a perforation structure. The gas-air mixture thus flows over the cylindrical surface and through the perforation structure.
Damit bildet sich ein Flammenteppich auf der Oberfläche aus, welcher insbesondere durch die Belochungsstruktur stabilisiert wird. Durch passende Wahl der Belochungsstruktur wird ein konstanterer Verlauf der lonisationsstromsollwerte für konstante Luftzahl erreicht. Dies ist für den Regelprozeß und auch Aspekte wie Luftzahltreue bei Modulation vorteilhaft. Eine Frequenz beträgt von vorzugsweise 50 Hz, weitere bevorzugte Bereiche liegen zwischen 30 und 150 Hz, insbesondere zwischen 40 Hz und 100 Hz, ganz besonders bevorzugt 50 Hz +/- 10 Hz. This forms a flame carpet on the surface, which is stabilized in particular by the Belochungsstruktur. By appropriate choice of the Belochungsstruktur a more constant course of lonisationsstromsollwerte for constant air ratio is achieved. This is advantageous for the control process and also aspects such as air-fidelity modulation. A frequency is preferably 50 Hz, further preferred ranges are between 30 and 150 Hz, in particular between 40 Hz and 100 Hz, most preferably 50 Hz +/- 10 Hz.
Die Wechselspannung wird von einer Spannungsversorgung 8 erzeugt und entsprechend zwischen der lonisationselektrode 7 und dem Brennergehäuse 2 angelegt. Vorzugsweise liegt die angelegte Wechselspannung zwischen 20 und 200 V, insbesondere zwischen 90 und 150 V, ganz besonders bevorzugt 130 V +/- 1° V. Die Leistung der Spannungsversorgung kann geregelt werden. The alternating voltage is generated by a power supply 8 and applied accordingly between the ionization electrode 7 and the burner housing 2. Preferably, the applied AC voltage is between 20 and 200 V, in particular between 90 and 150 V, most preferably 130 V +/- 1 ° V. The power of the power supply can be regulated.
Die Spannungsversorgung 8 ist vorzugsweise in einer Steuereinheit der Heizeinheit enthalten, welche nicht dargestellt ist. Diese Steuereinheit kann eine Regeleinheit enthalten, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. The power supply 8 is preferably included in a control unit of the heating unit, which is not shown. This control unit can contain a control unit with which the method according to the invention is carried out.
Wie in Abfolge der Figuren la und lb dargestellt, fließt, wenn der Pluspol der Spannungsversorgung 8 auf das Brennergehäuse 2 geschaltet ist und der Minuspol der Spannungsversorgung 8 an die lonisationselektrode 7 geschaltet ist, ein Strom und im umgekehrten Fall wie in Figur lb, wenn das Brennergehäuse 2 auf negatives Potenzial und die lonisationselektrode auf positives Potenzial geschaltet ist, kein Strom, da die Elektroden e- in der Flamme mit den Ionen 1+ zur lonisationselektrode 7 strömen und dort die Ionen l+ entladen, d. h. neutralisieren. Dieses schematische Schaubild zeigt das idealisierte Verhalten der Gleichrichtung. As shown in the sequence of Figures la and lb flows when the plus pole of the power supply 8 is connected to the burner housing 2 and the negative terminal of the power supply 8 is connected to the ionization 7, and in the reverse case as in Figure lb, if the Burner housing 2 is connected to negative potential and the ionization electrode to positive potential, no current, since the electrodes e- flow in the flame with the ions 1 + to the ionization 7 and there discharge the ions l + , ie neutralize. This schematic diagram shows the idealized behavior of the rectification.
Die lonisationselektrode 7 und der Brenner 2 können beliebige Geometrie aufweisen, jedoch müssen diese beiden zueinander derart angeordnet sein, dass zwischen der lonisationselektrode 7 und dem Brenner ein lonisationsstrom durch den Gleichrichtungseffekt der Flamme 6 erzeugt wird. Alternativ zum Gasbrenner kann beispielsweise auch ein Ölbrenner oder ein Brenner für einen weiteren Kraftstoff Verwendung finden. The ionization electrode 7 and the burner 2 may have any desired geometry, but these two must be arranged in such a way that an ionization current is generated between the ionization electrode 7 and the burner by the rectification effect of the flame 6. As an alternative to the gas burner, for example, an oil burner or a burner for another fuel can be used.
Figur 1c zeigt entsprechend den idealisierten Stromfluss im Vergleich zur angelegten Spannung über die Zeit. Wie aus dieser Figur ersichtlich, hat die Flamme 6 ein Gleichrichtungseffekt. Figure 1c accordingly shows the idealized current flow compared to the applied voltage over time. As can be seen from this figure, the flame 6 has a rectifying effect.
Bei realen Heizeinheiten hat sich verwunderlicherweise gezeigt, dass der Widerstand in der Heizeinheit, insbesondere zwischen der lonisationselektrode und dem Brennergehäuse komplexer Art und nicht lediglich ohmscher Natur ist. Hierdurch ergeben sich parasitäre Widerstände, die zusätzlich zu dem lonisationsstrom durch die Brennflamme für einen weiteren parasitären Stromfluss verantwortlich sind. Ein entsprechendes Ersatzschaltbild eines realen Brenners 1 ist beispielsweise in Figur 2 dargestellt, wobei dieser auch eine Messschaltung 9 aufweist, mittels welcher wie später beschrieben die tatsächlich wischen der lonisationselektrode 7 und dem Brennergehäuse 2 anliegende Spannung gemessen wird und hierüber die Spannungsversorgung 8 entsprechend nachjustiert wird. In real heating units, it has surprisingly been found that the resistance in the heating unit, in particular between the ionization electrode and the burner housing, is complex and not merely ohmic. This results in parasitic resistances which, in addition to the ionization current through the combustion flame, are responsible for a further parasitic current flow. A corresponding equivalent circuit diagram of a real burner 1 is shown, for example, in FIG. 2, which also has a measuring circuit 9, by means of which the actual wiping of the ionization electrode 7 and the burner housing 2 is measured, as described later, and the voltage supply 8 is readjusted accordingly.
Die Spannungsversorgung 8 ist in Figur 2 schematisch links dargestellt und weist einen Widerstand Rinnen auf. The power supply 8 is shown schematically in Figure 2 on the left and has a resistance grooves.
Ein Ersatzschaltbild des Brenners 6 ist in Figur 2 rechts wiedergegeben. Die idealisierte Flamme 6 selbst, mit dem Gleichrichtungseffekt, wird durch die Diode D sowie durch den Flammenwiderstand Flamme gebildet. Parallel dazu geschaltet ist in der Figur ein parasitärer Widerstand ZFiamme gezeigt, welcher für einen parasitären Stromfluss in Abhängigkeit der Betriebsparameter, wie z. B. Last, Lambda-Wert und Gasart verantwortlich ist. Der parasitärer Widerstand ZFiamme ist komplexer Art und demnach auch als eine Art Scheinwiederstand mit dem üblichen Bezugszeichen Z, wie es bei Spulen verwendet wird, versehen. Der Widerstand hat einen ohmschen und auch einen kapazitiven Anteil. Es wurde festgestellt, dass die Brennerflamme neben dem ohmschen Anteil eben auch einen Kondensatoreffekt besitzt. An equivalent circuit diagram of the burner 6 is reproduced on the right in FIG. The idealized flame 6 itself, with the rectifying effect, is formed by the diode D and by the flame resistance flame. Connected in parallel is shown in the figure, a parasitic resistance ZFiamme, which for a parasitic current flow in dependence of the operating parameters, such as. As load, lambda value and gas type is responsible. The parasitic resistance ZFiamme is complex and therefore also provided as a kind of apparent resistance with the usual reference Z, as used in coils. The resistor has an ohmic and a capacitive one Proportion of. It was found that the burner flame also has a capacitor effect in addition to the ohmic component.
In der Brennerflamme bildet sich, insbesondere in hohen Lastbereichen ein Schwingkreis zwischen dem ohmschen und kapazitiven Anteil aus, die lonisationsspannung im Vergleich zum idealisierten Bild reduziert, bzw. die lonisationsspannung zusammenbrechen lässt. In the burner flame, in particular in high load ranges, a resonant circuit is formed between the ohmic and capacitive components, the ionization voltage is reduced in comparison to the idealized image, or the ionization voltage can collapse.
Der mit Bezugszeichen 10 versehene Pfeil in Figur 2 zeigt schematisch, dass die Spannungsversorgung 8 in dem erfindungsgemäßen Verfahren anhand der tatsächlich gemessenen Spannung der lonisationselektrode 7 geregelt wird. The arrow provided with reference numeral 10 in Figure 2 shows schematically that the power supply 8 is controlled in the inventive method on the basis of the actual measured voltage of the ionization 7.
Figuren 3a zeigt eine lonisationsstromabhängigkeitvom Lastpunkt für verschiedene Lambda-Werte ohne die erfindungsgemäße Regelung, d. h. Leistungsstabilisierung und Figur 3b zeigt eine lonisationsstromabhängigkeit vom Lastpunkt für verschiedene Lambda-Werte mit der erfindungsgemäßen Regelung, d. h. Leistungsstabilisierung. FIG. 3a shows an ionization current dependency of the load point for different lambda values without the control according to the invention, ie. H. Power stabilization and Figure 3b shows a lonisationsstromabhängigkeit from the load point for different lambda values with the control according to the invention, d. H. Power stabilization.
Die Linien in Figuren 3a und 3b entsprechen von oben angefangen den in den entsprechenden Figuren rechts dargestellten Lambda-Werten von 1,04, 1,14, 1,24, 1,34, 1,54, d.h. dass der Luftüberschuss in den Graphen von oben nach unten zunimmt. The lines in FIGS. 3a and 3b correspond from the top to the lambda values of 1.04, 1.14, 1.24, 1.34, 1.54 shown in the respective figures on the right. that the excess air in the graph increases from top to bottom.
Wie beispielsweise Figur 3a bei einem niedrigen Lastpunkt von 10% zu erkennen, erhöht sich der gemessene lonisationsstrom mit steigendem Lambda im  As can be seen, for example, from FIG. 3a at a low load point of 10%, the measured ionization current increases as the lambda increases
Wesentlich invers dazu (vertikaler Schnitt bei 10% Lastpunkt). Die Änderung des lonisationsstroms ist invers proportionall zur Änderung der Luftzahl. Essentially inverse (vertical cut at 10% load point). The change in the ionization current is inversely proportional to the change in the air ratio.
Die auf der Y-Achse eingetragenen Werte sind Stromwerte (Stromstärke in μΑ). Je niedriger der entsprechende Lambda-Wert, desto höher der jeweils gemessene lonisationsstrom.) Für den Lambda-Wert von 1,34 (4. Linie von oben in Figur 3a) soll nachfolgend der gemessene lonisationsstrom bei vorgegebener voreingestellter Spannung an der Spannungsversorgung 8 beschrieben werden. Wenn der Lastpunkt von ca. 10% auf ca. 40% erhöht wird, steigt der gemessene lonisationsstrom. The values entered on the Y-axis are current values (current in μΑ). The lower the corresponding lambda value, the higher the respectively measured ionization current.) For the lambda value of 1.34 (4th line from the top in FIG. 3a), the measured ionization current at a preset preset voltage at the voltage supply 8 will be described below. When the load point is increased from approx. 10% to approx. 40%, the measured ionization current increases.
Bei weiterer Erhöhung des Lastpunktes hingegen fällt der lonisationsstrom erst zwischen ca. 50% und ca. 75% stark ab. Dieser Abfall des gemessenen lonisationsstroms zwischen lonisationselektrode 7 und Brennergehäuse 2 ist dadurch verursacht, dass ein parasitärer Stromfluss auftritt. Hierdurch fällt die tatsächlich zwischen der lonisationselektrode 7 und Brenner 1 anliegende Spannung ab und der lonisationsstrom in der Flamme erniedrigt sich entsprechend. Wie in Figur 3a zu sehen, schneiden sich bei dem 75% Lastpunkt die beiden Kurven und für den Lambda-Wert von 1,14 und 1,04 (vgl. die oberen beiden Linien in Figur 3a; 2. Punkt von rechts auf den jeweiligen Graphen in Figur 3): Obwohl unterschiedliche Lambdawerte vorliegen, wird derselbe lonisationsstrom gemessen. On the other hand, if the load point is further increased, the ionization current drops sharply between about 50% and about 75%. This drop in the measured ionization current between ionization electrode 7 and burner housing 2 is caused by the fact that a parasitic current flow occurs. As a result, the voltage actually applied between the ionization electrode 7 and the burner 1 drops and the ionization current in the flame decreases accordingly. As can be seen in Figure 3a, at the 75% load point the two curves intersect and for the lambda value of 1.14 and 1.04 (compare the top two lines in Figure 3a, 2nd point from the right to the respective one) Graphs in FIG. 3): Although different lambda values are present, the same ionization current is measured.
Demnach kann nicht mehr über den lonisationsstrom auf die entsprechende Luftzahl bzw. den Lambdawert rückgeschlossen werden. Accordingly, the ionization current can no longer be used to deduce the corresponding air ratio or lambda value.
Der in Figur 3a dargestellte schraffierte Bereich (Bereich ohne Sensitivität) von 50% bis 100% und zwischen den Linien für eine Luftzahl von 1,04 und 1,14 weist demnach keine Luftzahlsensivität aus. Accordingly, the hatched area (area without sensitivity) of 50% to 100% shown in FIG. 3a and between the lines for an air ratio of 1.04 and 1.14 does not exhibit any air-number sensitivity.
D. h. der lonisationsstrom kann in diesem Lastbereich nicht zur Bestimmung der Luftzahl herangezogen werden. Solche Lastbereiche können folgende sein: oberhalb von 30%, vorzugsweise oberhalb von 50%, insbesondere oberhalb von 70% jedoch unterhalb von 100%. Die beschriebenen Werte können jeweils für sich eine obere und untere Grenze sein. In Figur 3a sind drei unterschiedliche Bereiche dargestellt. Bis zu einem Lastpunkt von 10% steigt der Strom (zumindest für Lambda Werte von 1,34 und mehr) stark an. Dieser Bereich ist als Bereich ungünstiger Sensitivität bezeichnet, weil eine Messung dort mit starken Fehlern behaftet sein kann. Neben diesem Bereich und dem zuvor beschriebenen Bereich ohne Sensitivität weist insbesondere die Kennlinie für Lambda 1,34 im Bereich des Scheitelpunks einen ungünstigen Kennlinienverlauf auf. Figur 3b hingegen zeigt dieselbe Abhängigkeit für die entsprechenden sieben Lambda-Werte mit der erfindungsgemäßen Regelung. Soweit nämlich die tatsächliche an der lonisationselektrode 7 angemessene Spannung gemessen wird und diese in Abhängigkeit des Lastpunktes beispielsweise konstant gehalten wird, überschneiden sich für die entsprechenden Lambda-Werte die Linien der lonisationsstromabhängikeit vom Lastpunkt nicht mehr. Ie. the ionization current can not be used to determine the air ratio in this load range. Such load ranges may be as follows: above 30%, preferably above 50%, in particular above 70% but below 100%. The values described may each be an upper and lower limit. In Figure 3a, three different areas are shown. Up to a load point of 10%, the current increases sharply (at least for lambda values of 1.34 and more). This area is referred to as an area of unfavorable sensitivity, because a measurement there may be subject to strong errors. In addition to this range and the range described above without sensitivity, in particular the characteristic curve for lambda 1.34 in the region of the apex radio has an unfavorable characteristic curve. By contrast, FIG. 3b shows the same dependency for the corresponding seven lambda values with the regulation according to the invention. Namely, as far as the actual voltage measured at the ionization electrode 7 is measured and this is kept constant as a function of the load point, for example, the lines of the ionization current dependence from the load point no longer overlap for the corresponding lambda values.
So wird beispielsweise, sobald ein parasitärer Widerstand bzw. Leckagestrom auftritt, die Leistung der Spannungsversorgung 8 hochgeregelt wird. Thus, for example, as soon as a parasitic resistance or leakage current occurs, the power of the power supply 8 is up-regulated.
So kann auch für niedrige Lambda-Werte von unterhalb von 1,14, eindeutig die Luftzahl bestimmt werden. Denn die entsprechenden Linien in Figur 3b schneiden sich nicht. Die entsprechenden Graphen für die einzelnen Lambda-Werte in Figur 3b steigen allesamt leicht an. Lediglich der Graph für den Lambdawert 1,3 fällt zwischen ca. 50% und 70% des Lastpunktes leicht ab. Dennoch kommt es zu keiner Überschneidung bzw. Berührung der einzelnen Graphen. Thus, even for low lambda values below 1.14, the air ratio can be clearly determined. Because the corresponding lines in Figure 3b do not intersect. The corresponding graphs for the individual lambda values in FIG. 3b all increase slightly. Only the graph for the lambda value of 1.3 drops slightly between about 50% and 70% of the load point. Nevertheless, there is no overlapping or touching of the individual graphs.
Insbesondere liegt dies daran, dass der entsprechende tatsächlich an der lonisationselektrode 7 anliegende Spannungswert eingeregelt wird. This is in particular due to the fact that the corresponding voltage value actually applied to the ionization electrode 7 is adjusted.
Figur 4 zeigt einen Vergleich einer Abhängigkeit der angelegten Spannung (an der Spannungsversorgung eingestellten Spannung) von dem lonisationsstrom. FIG. 4 shows a comparison of a dependence of the applied voltage (voltage set at the voltage supply) on the ionization current.
Bei der mit a bezeichneten Linie ist die angelegte Spannung immer konstant auch wenn sich aufgrund der Leckageströme bei gleichem Lastpunkt der lonisationsstrom erniedrigt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren (vgl. Linie b in Figur 4) wird bei einem sich aufgrund von auftretenden Leckageströmen erniedrigenden lonisationsstrom die von der Spannungsquelle abgegebene Spannung erhöht, sodass dann zwischen der lonisationselektrode 7 und dem Brenner eine konstante tatsächliche Spannung anliegt. In the line marked a, the applied voltage is always constant even if due to the leakage currents at the same load point of the Ionisationsstrom lowered. In the method according to the invention (compare line b in FIG. 4), the voltage emitted by the voltage source is increased when the ionization current is low due to leakage currents, so that a constant actual voltage is applied between the ionization electrode 7 and the burner.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Brenner 1 burner
2 Brennergehäuse 2 burner housings
3 Öffnung  3 opening
4 Gasdüse  4 gas nozzle
5 Mischzone  5 mixing zone
6 Flamme  6 flame
7 lonisationselektrode 7 ionization electrode
8 Spannungsversorgung  8 power supply
9 Messschaltung  9 measuring circuit
10 Regelung D Diode  10 Control D diode
RRamme Widerstand RRamme resistance
amme Leckagewiderstand  amme leakage resistance

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Steuerung einer Heizeinheit, mit einem Brenner (1) mit einem Brennergehäuse (2), einer dem Brenner (1) zugeordneten lonisationselektrode (7), und einer Spannungsversorgung (8) zum Anlegen einer Wechselspannung zwischen der lonisationselektrode (7) und dem Brennergehäuse (2), enthaltend die Verfahrensschritte Method for controlling a heating unit, comprising a burner (1) with a burner housing (2), an ionization electrode (7) associated with the burner (1), and a voltage supply (8) for applying an alternating voltage between the ionization electrode (7) and the burner housing (2) containing the process steps
Anlegen einer Wechselspannung zwischen der lonisationselektrode (7) und dem Brennergehäuse (2) mittels der Spannungsversorgung (8), und Nachregeln der Leistung der Spannungsversorgung (8) bei Auftreten von parasitären Leckageströmen. Applying an alternating voltage between the ionization electrode (7) and the burner housing (2) by means of the power supply (8), and readjusting the power of the power supply (8) when parasitic leakage currents occur.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung der Spannungsversorgung (8) mit steigenden Lastpunkten der Gasheizeinheit erhöht wird. A method according to claim 1, characterized in that the power of the power supply (8) is increased with increasing load points of the gas heating unit.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine tatsächlich an der lonisationselektrode (7) anliegende Spannung gemessen wird, mit einem Sollwert verglichen und wenn nötig auf den Sollwert eingeregelt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a voltage actually applied to the ionization electrode (7) is measured, compared with a desired value and, if necessary, adjusted to the desired value.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachregeln der Leistung der Spannungsversorgung (8) derart durchgeführt wird, dass der detektierte lonisationsstrom für jeden Lastpunkt eindeutig einer Luftzahl, mit welcher der Brenner (1) betrieben wird, zugeordnet werden kann. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the readjustment of the power of the power supply (8) is carried out such that the detected ionization current for each load point uniquely an air ratio, with which the burner (1) is operated, can be assigned.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche an der lonisationselektrode (7) anliegende Wechselspannung im gesamten Lastbereich im Wesentlichen konstant gehalten wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the actual voltage applied to the ionization electrode (7) AC voltage is kept substantially constant in the entire load range.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung der Spannungsversorgung (8) mit steigendem Lastpunkt erniedrigt wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the power of the power supply (8) is lowered with increasing load point.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jede angelegte Wechselspannung eine lonisationsstrom Sollwertkurve bekannt ist und anhand der bekannten lonisationsstrom Sollwertkurve und der angelegten Wechselspannung die Luftzahl bestimmt wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for each applied AC voltage a lonisationsstrom setpoint curve is known and based on the known ionisationsstrom setpoint curve and the applied AC voltage, the air ratio is determined.
8. Heizeinheit mit einem Brenner (1) mit einem Brennergehäuse (2), einer dem Brenner (1) zugeordneten lonisationselektrode (7), und einer Spannungsversorgung (8) zum Anlegen einer Wechselspannung zwischen der lonisationselektrode (7) und dem Brennergehäuse (2), gekennzeichnet durch eine Regeleinheit welche bei Auftreten von parasitären Leckageströmen eine Spannungsversorgung (8) nachregelt. 8. heating unit with a burner (1) having a burner housing (2), an ionization electrode (7) assigned to the burner (1), and a voltage supply (8) for applying an alternating voltage between the ionization electrode (7) and the burner housing (2) , characterized by a control unit which regulates a voltage supply (8) when parasitic leakage currents occur.
9. Gasheizeinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit derart ausgebildet ist, dass die Leistung der Spannungsversorgung (8) mit steigenden Lastpunkten der Gasheizeinheit erhöht oder erniedrigt wird. 9. Gasheizeinheit according to claim 9, characterized in that the control unit is designed such that the power of the power supply (8) is increased or decreased with increasing load points of the gas heating unit.
10. Gasheizeinheit nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit derart ausgebildet ist, dass diese eine Messeinheit aufweist mittels der die tatsächlich an der lonisationselektrode (7) anliegende Spannung gemessen wird, und die Regeleinheit die tatsächlich an der lonisationselektrode (7) anliegende Spannung mit einem Sollwert vergleicht und wenn nötig auf den Sollwert eingeregelt. 10. Gas heating unit according to claim 9 or 10, characterized in that the control unit is designed such that it has a measuring unit by means of which the voltage actually applied to the ionization electrode (7) is measured, and the control unit compares the voltage actually applied to the ionization electrode (7) with a desired value and, if necessary, adjusts it to the desired value.
11. Gasheizeinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner eine zylindrische Oberfläche aufweist, welcher mit einer Belochungsstruktur versehen ist. 12. Computerprogrammprodukt mit computerausführbaren Instruktionen zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8. 11. gas heating unit according to one of claims 9 to 11, characterized in that the burner has a cylindrical surface which is provided with a Belochungsstruktur. 12. Computer program product with computer-executable instructions for carrying out the method according to one of claims 1 to 8.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018118288A1 (en) * 2018-07-27 2020-01-30 Ebm-Papst Landshut Gmbh Method for monitoring and regulating a burner flame of a heater burner
CN114576648B (en) * 2021-11-18 2022-12-06 浙江菲斯曼供热技术有限公司 Method for operating a gas burner

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4433425C2 (en) 1994-09-20 1998-04-30 Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg Control device for setting a gas-combustion air mixture in a gas burner
DE19539568C1 (en) * 1995-10-25 1997-06-19 Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg Gas burner regulation system
DE20112299U1 (en) * 2001-07-26 2001-10-18 Buderus Heiztechnik Gmbh Ionization electrode
FR2829564A1 (en) * 2001-09-10 2003-03-14 Sourdillon Sa GAS APPLIANCE WITH LOWER PART BURNER, EQUIPPED WITH SAFETY MEANS, AND WATER HEATER USING THE SAME
US7493766B2 (en) * 2004-09-30 2009-02-24 Gm Global Technology Operations, Inc. Auxiliary electrical power generation
DE102005009274B3 (en) * 2005-02-25 2006-07-27 Stamm, Dan, Dipl.-Ing. Combustion chamber cleaning method, involves blowing compressed air or water to air jet produce angular momentum that is conveyed to air jet, where air jet experiences expansion of distributing angle of specific degrees through momentum
US7768410B2 (en) * 2005-05-12 2010-08-03 Honeywell International Inc. Leakage detection and compensation system
DE102005024763B3 (en) * 2005-05-31 2006-06-08 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Heating device, has combustion chamber with ionization electrode for detecting ionization signals and evaluation unit coupled with fuel valve for controlling of fuel valve in dependence of evaluated time process of alternating voltage
DE102007018122B4 (en) * 2007-04-16 2013-10-17 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Flame monitoring device with a voltage generating and measuring arrangement and method for monitoring a burner by means of the flame monitoring device
WO2009110015A1 (en) * 2008-03-07 2009-09-11 Bertelli & Partners S.R.L. Improved method and device to detect the flame in a burner operating on a solid, liquid or gaseous combustible
DE102010001307B4 (en) * 2010-01-28 2013-12-24 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Method and apparatus for ionization current based flame detection and flame monitoring system
US20110248690A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-13 Maxitrol Company Power supply circuit for combustion appliance
EP2495496B1 (en) * 2011-03-03 2015-04-29 Siemens Aktiengesellschaft Burner assembly
CA2927786A1 (en) 2013-10-17 2015-04-23 Ab Midnight Holding A fire-resistant material and a method for obtaining a fire-resistant material

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