EP4060235A1 - Verfahren zum betreiben eines heizgerätes mit elektronischem gas-luftverbund - Google Patents

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EP4060235A1
EP4060235A1 EP22157386.8A EP22157386A EP4060235A1 EP 4060235 A1 EP4060235 A1 EP 4060235A1 EP 22157386 A EP22157386 A EP 22157386A EP 4060235 A1 EP4060235 A1 EP 4060235A1
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EP
European Patent Office
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gas
stepping motor
heater
motor valve
ignition
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Vaillant GmbH
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    • F23N2235/12—Fuel valves
    • F23N2235/24—Valve details

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a heater with an electronic gas-air compound, a computer program, a control device, a heater and a use of a heater.
  • Conventional gas burners usually control the gas/air ratio via a pneumatic gas/air ratio controller. By changing the fan speed, the amount of gas and thus also the output are changed at the same time. With an electronic gas-air combination, on the other hand, the pneumatic coupling of gas and air is eliminated.
  • the power requested by the modulation controller of the heater is transferred in the burner control unit into a speed signal for the fan and at the same time into a command for the stepper motor on the gas valve. Since there is no reference for the actual air volume flow with this method, the exhaust gas quality must be monitored.
  • Electronic gas-air compound means that gas and air are supplied separately from each other. That is, the amount of gas follows the amount of air via a stepper motor gas valve.
  • the combustion is monitored by an ionization electrode. By measuring the electrical conductivity of the flame, it is possible to assess the quality of the combustion. This is used to control the gas supply, mostly by means of an actuator designed as a gas stepping motor.
  • One advantage over pneumatic gas-air systems is the ability to adapt to fluctuations in the gas composition.
  • a gas stepping motor valve is moved via a ramp control and an ignition device is actuated at the same time.
  • the ionization current is measured as a signal from the flame via the ionization electrode. If there is no flame signal after a defined ignition safety time has elapsed, the ignition process is aborted.
  • the EP 3 301 365 A1 discloses a method for controlling an ignition operation of a heating system, it being possible to take into account an operating parameter detected before the ignition operation.
  • the operating parameter is suitable for determining a quality of a fuel used in the heating system, or its calorific value, or a type of fuel and/or a power requirement for the heating system.
  • a fluid supply parameter can be increased until an ignition value of the same is reached and a flame ignites in the heating system.
  • the method is carried out as part of the commissioning or ignition process of a heating device and the problem of possible ignition in the border area with the associated potential for damage to the heating device therefore remains.
  • the method also does not take into account possible component tolerances and/or the state of wear of connected components, such as the gas stepper motor in particular.
  • the method should be able to be carried out as far as possible without additional components, so that the robustness of a proposed heating device is not reduced in comparison to the prior art.
  • Steps a) - c) are carried out at least once at the same time.
  • the method can also be carried out with a heating device that is also described here.
  • a control unit of a heating device is preferably set up to carry out the proposed method.
  • an opening position of a gas stepping motor valve is moved via an ignition ramp function.
  • the gas stepping motor valve controls the gas supply via the opening position and thus the composition of the gas mixture (gas-air combination) to be supplied to the heat generator.
  • the ignition ramp function is preferably a linear function and maps the opening position of the gas stepping motor valve for a defined period of time, in particular the ignition safety time.
  • step b) is carried out, a detection of the ionization current during the movement of the opening position of the gas stepping motor valve.
  • step c) the detected ionization current is compared with a defined limit value.
  • the opening position of the gas stepping motor valve is recorded.
  • the heater can now return to normal heating operation. It is pointed out that the ignition safety time plays no role in the implementation of the method proposed here, but that the opening position of the gas stepping motor valve is moved according to the ignition ramp function until the defined limit value is reached.
  • the ignition ramp function is adapted.
  • the ignition ramp function can be characterized by a minimum opening position of the gas stepping motor valve, which causes a lean combustion mixture, for example with a lambda value of approx. 1.6, and a maximum opening position of the gas stepping motor valve, which causes a higher proportion of fuel in the combustion mixture, for example a lambda value of approx. 1 ,1.
  • the gas stepping motor valve is often in the minimum opening position at the start of a defined period of time and in the maximum opening position at the end of a defined period of time, the ignition safety time.
  • the maximum opening position of the adapted ignition ramp function can be proportional to or preferably equal to the opening position of the gas stepping motor valve detected in step c) when the defined limit value is reached.
  • the minimum opening position of the ignition ramp function can be changed by the same amount in the opposite direction as the maximum opening position is adjusted. So if the maximum opening position of the adjusted ignition ramp function is lowered by ⁇ x, the minimum opening position of the adjusted ignition ramp function can be increased by the same value ⁇ x.
  • the opening position in the middle of the defined time period is the same for original and adapted ignition ramp functions in this embodiment.
  • the defined limit value in step c) can be a value determined in advance, which ensures reliable ignition without deflagration.
  • the method proposed here is repeated regularly. It is seen as an advantage that the ignition ramp function can be continuously adapted to changing boundary conditions, for example wear of the gas stepping motor valve and/or a change in the composition of the fuel.
  • steps a) - c) are repeated several times and an average value of the opening position of the detected in step c).
  • the ignition ramp function according to step d) can then be adjusted using the mean value of the detected opening positions.
  • a computer program is also proposed which is set up to (at least partially) carry out a method presented here.
  • this relates in particular to a computer program (product), comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to execute a method described here.
  • a machine-readable storage medium is also proposed, on which the computer program is stored.
  • the machine-readable storage medium can be a computer-readable data carrier.
  • a control unit for a heater is also proposed, set up to carry out a method presented here.
  • the control unit can have a processor, for example, or have it at its disposal.
  • the processor can, for example, execute the method stored in a memory (of the control unit). At least the ignition ramp function and/or the defined limit value are preferably stored in the same memory.
  • a heater with a control unit presented here is also proposed.
  • the heating device is in particular a gas heating device with a gas burner and a gas delivery device which can deliver a mixture of gas and combustion air (electronic gas-air combination) to a gas burner.
  • a method for operating a heater with an electronic gas-air compound, a computer program, a control device and a heater for carrying out the method and a use of a heater are thus specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • the method, the computer program, the control device and the heater as well as the use each at least contribute to ensuring a reliable ignition process of the heater.
  • the proposed method is technically easy to implement, since no additional technical means are required.
  • an ignition ramp function is adapted during heating operation, so that a permanent (continuous or intermittent) adaptation of the ignition ramp function to changes in the gas mixture (or its calorific value) and possible changes in components involved in mixture formation, in particular the gas stepping motor valve , can be done.
  • the ignition ramp function can be limited to a predefined limit value of the ionization current of the flame, with the predefined limit value of the ionization current being able to characterize a borderline combustion air ratio (lambda value) that should not be fallen below during an ignition process in order to avoid critical ignition processes.
  • FIG. 1 shows an exemplary and schematic sequence of a method proposed here.
  • the method allows an ignition ramp function of a heater that is in heating mode to be adapted.
  • the method steps a) to d) are represented as blocks 110, 120, 130 and 140.
  • step a an opening position of a gas stepping motor valve is moved via an original ignition ramp function Z 0 (t).
  • the ionization current I ion is detected in block 120 according to step b).
  • the opening position of the gas stepping motor valve is detected when a predefined limit value of the ionization current I ion is reached.
  • step d) the ignition ramp function Z(t) is adjusted, taking into account the opening position of the gas stepping motor valve detected in block 130 when a predefined limit value of the ionization current I ion is reached and an adjusted ignition ramp function Z is defined
  • the fan speed n G is an example of an operating parameter of a gas delivery device of the heater.
  • points Pmin and Pmax can be defined.
  • the defined limit value of the ionization current can be determined.
  • FIG. 3 shows a diagram in which the opening position of the gas stepping motor valve during an ignition process is shown as a function of time t.
  • a point in time tz defines the end of the ignition process, the ignition safety time.
  • the Z 0 (t) function represented an original ignition ramp function that had not yet been adjusted for gas stepping motor valve tolerances and environmental variables.
  • Point Z D represents the opening position of the gas stepping motor valve detected in block 130 when a predefined limit value of the ionization current is reached at time tz.
  • the original ignition ramp function Z 0 (t) can now be adapted by an adapted ignition ramp function Z A (t) assuming the value Z D at time tz.
  • the change value ⁇ x is defined by the difference between the original ignition ramp function Z 0 (t) at time tz and the opening position of the gas stepping motor valve detected in block 130 when the predefined limit value Z D of the ionization current I ion is reached.
  • FIG. 4 shows an example of a heater 1 proposed here, having a heat generator 11.
  • a gas delivery device 21 is arranged, which is embodied here as a blower.
  • the speed of the blower is a measure of the heat output of the heater 1.
  • a gas stepping motor valve 31 is arranged.
  • An ionization electrode 41 is positioned in the heat generator 11 in the area of a flame 4, by means of which an ionization current I ion of the flame 4 can be measured.
  • An ignition device 42 is also arranged in the area of the flame 4 and is set up to ignite the flame 4 during an ignition process.
  • a control unit 5 is electrically connected to at least the ionization electrode 41, the gas stepping motor valve 31 and the blower. Control unit 5 is set up to carry out a method proposed here.
  • At least one ignition ramp function Z 0 (t) and a defined limit value of the ionization current I ion are stored in a memory in control unit 5 .
  • the method allows an ignition ramp function of a heater to be adapted to the tolerances of the gas stepping motor valve and environmental variables, thereby ensuring increased functional reliability when the heater is ignited.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (1) mit einem elektronischen Gas-Luftverbund vorgeschlagen, das zumindest die folgenden, während des Heizbetriebes durchzuführenden, Schritte umfasst:a) Verfahren einer Öffnungsposition eines Gasschrittmotorventils (31) über eine Zündrampenfunktion;b) Erfassen des lonisationsstromes einer Flamme (4) des Heizgerätes (1);c) Erfassen der Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils (31) bei Erreichen eines definierten Grenzwertes des lonisationsstromes;d) Anpassen der Zündrampenfunktion zum Öffnen des Gasschrittmotorventils (31) unter Einbeziehung der in Schritt c) erfassten Position des Gasschrittmotorventils (31).Das Verfahren erlaubt die Anpassung einer Zündrampenfunktion eines Heizgerätes (1) an die Toleranzen des Gasschrittmotorventils (31) und Umgebungsvariablen und gewährleistet dadurch eine erhöhte Funktionssicherheit bei einer Zündung des Heizgerätes (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes mit elektronischem Gas-Luftverbund, ein Computerprogramm, ein Steuergerät, ein Heizgerät und eine Verwendung eines Heizgerätes.
  • Herkömmliche Gasbrenner kontrollieren das Gas-Luftverhältnis üblicherweise über einen pneumatischen Gas-Luft-Verbundregler. Durch Veränderung der Gebläse-Drehzahl wird gleichzeitig die Gasmenge und damit auch die Leistung verändert. Bei einem elektronischen Gas-Luftverbund hingegen wird die pneumatische Kopplung von Gas und Luft aufgehoben. Die vom Modulationsregler des Heizgeräts angeforderte Leistung wird im Brennersteuergerät in ein Drehzahlsignal für das Gebläse und gleichzeitig in einen Befehl für den Schrittmotor auf dem Gas-Ventil übertragen. Da bei diesem Verfahren keine Referenz für den tatsächlichen Luftvolumenstrom vorhanden ist muss die Abgasqualität überwacht werden.
  • Elektronischer-Gas-Luftverbund bedeutet, dass Gas und Luft voneinander getrennt zugeführt werden. D.h., die Gasmenge folgt der Luftmenge über eine Schrittmotor Gas-Armatur. Bei elektronischen Gas-Luftverbünden erfolgt eine Überwachung der Verbrennung durch eine lonisationselektrode. Durch Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Flamme ist eine Einschätzung der Qualität der Verbrennung möglich. Diese wird für eine Steuerung der Gaszufuhr, zumeist mittels eines als Gasschrittmotor ausgebildeten Stellglieds eingesetzt. Ein Vorteil gegenüber pneumatischen Gas-Luftverbünden liegt in der Anpassungsfähigkeit an Schwankungen in der Gaszusammensetzung.
  • Beim Zündvorgang eines elektronischen Gas-Luftverbundes wird über eine Rampensteuerung ein Gasschrittmotorventil verfahren und gleichzeitig eine Zündeinrichtung betätigt. Über die lonisationselektrode wird der lonisationsstrom als Signal der Flamme gemessen. Sollte nach Ablauf einer definierten Zündsicherheitszeit kein Flammsignal vorliegen, wird der Zündvorgang abgebrochen.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, dass verschiedene Ursachen, wie Bauteiltoleranzen des Gasschrittmotorventils, dessen Verschleißzustand oder auch die Gaszusammensetzung beim Zündvorgang zu Zündungen im Grenzbereich führen können. Diese gehen häufig mit starken Verpuffungen einher, die neben unangenehmen Geräuschen auch Schäden am Heizgerät verursachen können.
  • Die EP 3 301 365 A1 offenbart ein Verfahren zum Steuern eines Zündbetriebs eines Heizsystems vor, wobei ein vor dem Zündbetrieb erfasster Betriebskennwert berücksichtigt werden kann. Der Betriebskennwert ist geeignet, eine Qualität eines im Heizsystem verwendeten Brennstoffs, bzw. dessen Brennwert oder eine Brennstoffsorte und/ oder eine Leistungsanforderung an das Heizsystem zu ermitteln. Dabei kann eine Fluidzufuhrkenngröße erhöht werden, bis ein Zündwert derselben erreicht ist, und sich eine Flamme im Heizsystem entzündet. Das Verfahren wird im Rahmen einer Inbetriebnahme bzw. eines Zündvorganges eines Heizgerätes durchgeführt und somit bleibt das Problem einer möglichen Zündung im Grenzbereich mit einhergehendem Schädigungspotential für das Heizgerät bestehen. Auch berücksichtigt das Verfahren mögliche Bauteiltoleranzen und/ oder den Verschleißzustand verbundener Bauteile, wie insbesondere dem Gasschrittmotor, nicht.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Wärmeerzeugers mit elektronischem Gas-Luftverbund bereitzustellen, das die genannten Probleme des Standes der Technik überwindet und einen sicheren und störungsfreien Zündvorgang ermöglicht.
  • Zudem soll das Verfahren möglichst ohne zusätzliche Bauteile durchführbar sein, so dass die Robustheit eines vorgeschlagenen Heizgerätes im Vergleich zum Stand der Technik nicht gemindert wird.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Das hier vorgeschlagene Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes mit einem elektronischen Gas-Luftverbund umfasst zumindest die folgenden, während des Heizbetriebes durchzuführenden, Schritte:
    1. a) Verfahren einer Öffnungsposition eines Gasschrittmotorventils über eine Zündrampenfunktion;
    2. b) Erfassen eines lonisationsstromes der Flamme des Heizgerätes;
    3. c) Erfassen der Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils bei Erreichen eines definierten Grenzwertes des lonisationsstromes;
    4. d) Anpassen der Zündrampenfunktion zum Öffnen des Gasschrittmotorventils unter Einbeziehung der in Schritt c) erfassten Position des Gasschrittmotorventils.
  • Die Schritte a) - c) werden dabei zumindest einmal zeitgleich durchgeführt. Das Verfahren kann zudem mit einem hier gleichfalls beschrieben Heizgerät ausgeführt werden. Bevorzugt ist ein Steuergerät eines Heizgerätes zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens eingerichtet.
  • In einem Schritt a) erfolgt ein Verfahren einer Öffnungsposition eines Gasschrittmotorventils über eine Zündrampenfunktion. Das Gasschrittmotorventil steuert über die Öffnungsposition die Gaszufuhr und damit die Zusammensetzung des dem Wärmeerzeuger zuzuführenden Gasgemisches (Gas-Luftverbundes). Die Zündrampenfunktion ist bevorzugt eine lineare Funktion und bildet für einen definierten Zeitraum, insbesondere die Zündsicherheitszeit, die Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils ab.
  • Gleichzeitig wird der Schritt b) durchgeführt, ein Erfassen des lonisationsstromes während des Verfahrens der Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils.
  • Zudem wird gemäß Schritt c) der erfasste lonisationsstrom mit einem definierten Grenzwert verglichen. Bei Erreichen des definierten Grenzwertes wird die Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils erfasst. Das Heizgerät kann nun in den normalen Heizbetrieb zurückkehren. Es wird darauf hingewiesen, dass die Zündsicherheitszeit für die Durchführung des hier vorgeschlagenen Verfahrens keine Rolle spielt, sondern die Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils entsprechend der Zündrampenfunktion bis zum Erreichen des definierten Grenzwertes verfahren wird.
  • In einem Schritt d) erfolgt eine Anpassung der Zündrampenfunktion. Die Zündrampenfunktion kann charakterisiert sein durch eine minimale Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils, die ein mageres Verbrennungsgemisch bewirkt, beispielsweise mit einem Lambdawert von ca. 1,6 und einer maximalen Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils, die einen höheren Brennstoffanteil im Verbrennungsgemisch bewirkt, beispielsweise einem Lambdawert von ca. 1,1. Häufig befindet sich das Gasschrittmotorventil am Start eines definierten Zeitraumes in der minimalen Öffnungsposition und am Ende eines definierten Zeitraumes, der Zündsicherheitszeit, in maximaler Öffnungsposition.
  • Die maximale Öffnungsposition der angepassten Zündrampenfunktion kann proportional zu oder bevorzugt gleich der in Schritt c) erfassten Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils bei Erreichen des definierten Grenzwertes sein.
  • Die minimale Öffnungsposition der Zündrampenfunktion kann entsprechend der Anpassung der maximalen Öffnungsposition um den gleichen Betrag in entgegengesetzter Richtung geändert werden. Wird also die maximale Öffnungsposition der angepassten Zündrampenfunktion um Δx abgesenkt, kann die minimale Öffnungsposition der angepassten Zündrampenfunktion um denselben Wert Δx angehoben werden. Die Öffnungsposition in der Mitte des definierten Zeitraumes ist bei dieser Ausführung für ursprüngliche und angepasste Zündrampenfunktionen gleich.
  • Der definierte Grenzwert in Schritt c) kann ein im Vorfeld ermittelter Wert sein, der eine sichere Zündung ohne Verpuffungen gewährleistet.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens ist zumindest während der Durchführung der Schritte a) bis c) festgestellt werden, dass die Flamme erlöscht oder zu erlöschen beginnt. Darauf aufbauend können Prozesse zum Beenden des Heizbetriebes und nachfolgendem Wiederstart des Heizbetriebes (automatisch) initiiert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt eine regelmäßige Wiederholung des hier vorgeschlagenen Verfahrens. Als Vorteil wird angesehen, dass die Zündrampenfunktion so an sich ändernde Randbedingungen, beispielsweise Verschleiß des Gasschrittmotorventils und/oder auch eine Veränderung der Zusammensetzung des Brennstoffes, kontinuierlich angepasst werden kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Schritte a) - c) mehrmals wiederholt und ein Mittelwert der in Schritt c) erfassten Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils gebildet. Eine Anpassung der Zündrampenfunktion gemäß Schritt d) kann dann mit dem Mittelwert der erfassten Öffnungspositionen erfolgen. Ein Vorteil dieser Ausführungsform wird in einer erhöhten Verfahrenssicherheit durch eine größere Datenbasis gesehen.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Computerprogramm vorgeschlagen, welches zur (zumindest teilweisen) Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens eingerichtet ist. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Computerprogramm(-produkt), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein hier beschriebenes Verfahren auszuführen.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Das maschinenlesbare Speichermedium kann ein computerlesbarer Datenträger sein.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Steuergerät für ein Heizgerät vorgeschlagen, eingerichtet zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens. Das Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen bzw. über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das auf einem Speicher (des Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen. Bevorzugt sind zumindest die Zündrampenfunktion, und/ oder der definierte Grenzwert auf dem gleichen Speicher hinterlegt.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Heizgerät mit einem hier vorgestellten Steuergerät vorgeschlagen. Bei dem Heizgerät handelt es sich insbesondere um ein Gasheizgerät mit einem Gasbrenner und einer Gasfördereinrichtung, die ein Gemisch aus Gas und Verbrennungsluft (elektronischer Gas-Luftverbund) zu einem Gasbrenner fördern kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung eines Heizgerätes mit einem elektronischen Gas-Luftverbund zur Anpassung einer Zündrampenfunktion eines Gasschrittmotorventils während des Heizbetriebes vorgeschlagen.
  • Hier werden somit ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes mit elektronischem Gas-Luftverbund, ein Computerprogramm, ein Steuergerät und ein Heizgerät zur Durchführung des Verfahrens sowie eine Verwendung eines Heizgeräts angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen das Verfahren, das Computerprogramm, das Steuergerät und das Heizgerät sowie die Verwendung jeweils zumindest dazu bei, einen sicheren Zündvorgang des Heizgerätes zu gewährleisten. Zudem ist das vorgeschlagene Verfahren technisch einfach umsetzbar, da keine zusätzlichen technischen Mittel benötigt werden.
  • Insbesondere erfolgt bei dem hier vorgeschlagenen Verfahren eine Anpassung einer Zündrampenfunktion während des Heizbetriebes, so dass eine permanente (kontinuierliche oder intermittierende) Anpassung der Zündrampenfunktion an Änderungen des Gasgemisches (bzw. dessen Brennwertes) und mögliche Änderungen von an der Gemischbildung beteiligter Bauteile, insbesondere dem Gasschrittmotorventil, vorgenommen werden kann. Die Zündrampenfunktion kann dabei auf einen vordefinierten Grenzwert des lonisationsstromes der Flamme beschränkt werden, wobei der vordefinierte Grenzwert des lonisationsstromes ein grenzwertiges Verbrennungsluftverhältnis (Lambda-Wert) kennzeichnen kann, das bei einem Zündvorgang nicht unterschritten werden sollte, um kritische Zündvorgänge zu vermeiden.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nun anhand der Figuren detailliert erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren schematischer Natur sind und die Erfindung nicht beschränken sollen.
  • Es stellen dar:
    • Fig. 1:
    einen Ablauf eines hier vorgeschlagen Verfahrens,
    Fig. 2:
    eine Regelkurve eines Heizgerätes,
    Fig. 3:
    eine Darstellung einer Anpassung der Zündrampenfunktion gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren, und
    Fig. 4:
    ein hier vorgeschlagenes Heizgerät.
  • Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Das Verfahren erlaubt eine Anpassung einer Zündrampenfunktion eines in Heizbetrieb befindlichen Heizgerätes. Die Verfahrensschritte a) bis d) sind als Blöcke 110, 120 130 und 140 dargestellt.
  • In Block 110 erfolgt gemäß Schritt a) ein Verfahren einer Öffnungsposition eines Gasschrittmotorventils über eine ursprüngliche Zündrampenfunktion Z0(t).
  • Gleichzeitig zu Block 110 erfolgt in Block 120 gemäß Schritt b) ein Erfassen des lonisationsstromes IIon.
  • In Block 130 erfolgt analog zu Block 110 und 120 gemäß Schritt c) ein Erfassen der Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils bei Erreichen eines vordefinierten Grenzwertes des lonisationsstromes IIon.
  • In Block 140 erfolgt gemäß Schritt d) ein Anpassen der Zündrampenfunktion Z(t) unter Einbeziehung der in Block 130 erfassten Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils bei Erreichen eines vordefinierten Grenzwertes des lonisationsstromes IIon und Definition einer angepassten Zündrampenfunktion Z
  • Fig. 2 zeigt eine Regelkurve Rλn als Funktion des Ionisationsstroms IIon in Abhängigkeit einer Gebläse-Drehzahl nG. Die Regelkurve Rλn repräsentiert einen nominalen λ-Wert des Brennerbetriebes, beispielsweise einen Lambdawert λ=1,3. Die Gebläse-Drehzahl nG ist ein Beispiel für einen Betriebsparameter einer Gasfördereinrichtung des Heizgerätes.
  • Bei einer Zünddrehzahl nz des Gebläses können Punkte Pmin und Pmax festgelegt werden. Dabei entspricht der Punkt Pmin einem lonisationsstrom IIon mit der minimalen Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils und damit einem maximalen Lambdawert, beispielsweise λ=1,6 für die Zündrampenfunktion Z(t). Der Punkt Pmax definiert entsprechend einen lonisationsstrom IIon bei maximaler Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils und damit einem minimalen Lambdawert, beispielsweise λ=1,1, für die Zündrampenfunktion Z(t). In diesem Zusammenhang kann also die Festlegung des definierten Grenzwertes des lonisationsstromes erfolgen.
  • Fig. 3 zeigt ein Diagramm, in dem die Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils während eines Zündvorganges in Abhängigkeit der Zeit t dargestellt ist. Ein Zeitpunkt tz definiert das Ende des Zündvorganges, die Zündsicherheitszeit. Die Funktion Z0(t) stellte eine ursprüngliche Zündrampenfunktion dar, die noch nicht an Toleranzen des Gasschrittmotorventils und Umgebungsvariablen angepasst wurde. Der Punkt ZD repräsentiert die in Block 130 erfasste Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils bei Erreichen eines vordefinierten Grenzwertes des lonisationsstromes zum Zeitpunkt tz. Eine Anpassung der ursprünglichen Zündrampenfunktion Z0(t) kann nun erfolgen, indem eine angepasste Zündrampenfunktion ZA(t) zum Zeitpunkt tz den Wert ZD annimmt. Der Änderungswert Δx ist definiert durch die Differenz aus der ursprünglichen Zündrampenfunktion Z0(t) zum Zeitpunkt tz und der in Block 130 erfassten Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils bei Erreichen des vordefinierten Grenzwertes ZD des lonisationsstromes IIon. Eine weitere Anpassung kann darin bestehen, dass die angepasste Zündfunktion ZA(t) durch einen Punkt Z0(0)+ Δx bei t=0 führt.
  • Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines hier vorgeschlagenen Heizgerätes 1, aufweisend einen Wärmeerzeuger 11. Zum Wärmeerzeuger 11 führt ein Luftansaugkanal 2 in dem eine Gasfördereinrichtung 21 angeordnet ist, die hier als Gebläse ausgebildet ist. Die Drehzahl des Gebläses ist ein Maß für die Heizleistung des Heizgerätes 1. In einer Gaszuführung 3 ist ein Gasschrittmotorventil 31 angeordnet. Im Wärmeerzeuger 11 ist im Bereich einer Flamme 4 eine lonisationselektrode 41 positioniert, mittels derer ein lonisationsstrom IIon der Flamme 4 messbar ist. Im Bereich der Flamme 4 ist zudem eine Zündeinrichtung 42 angeordnet, dazu eingerichtet, die Flamme 4 während eines Zündvorganges zu zünden.
  • Ein Steuergerät 5 ist elektrisch zumindest mit der lonisationselektrode 41, dem Gasschrittmotorventil 31 und dem Gebläse verbunden. Das Steuergerät 5 ist dazu eingerichtet ein hier vorgeschlagenes Verfahren durchzuführen.
  • Zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens sind auf einem Speicher im Steuergerät 5 zumindest eine Zündrampenfunktion Z0(t) und ein definierter Grenzwert des lonisationsstromes IIon hinterlegt.
  • Das Verfahren erlaubt die Anpassung einer Zündrampenfunktion eines Heizgerätes an die Toleranzen des Gasschrittmotorventils und Umgebungsvariablen und gewährleistet dadurch eine erhöhte Funktionssicherheit bei einer Zündung des Heizgerätes.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Heizgerät
    11
    Wärmeerzeuger
    2
    Luftansaugkanal
    21
    Gasfördereinrichtung
    3
    Gaszuführung
    31
    Gasschrittmotorventil
    4
    Flamme
    41
    lonisationselektrode
    42
    Zündeinrichtung
    5
    Steuergerät

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (1) mit einem elektronischen Gas-Luftverbund, umfassend zumindest die folgenden, während des Heizbetriebes durchzuführenden, Schritte:
    a) Verfahren einer Öffnungsposition eines Gasschrittmotorventils (31) über eine Zündrampenfunktion;
    b) Erfassen des lonisationsstromes einer Flamme (4);
    c) Erfassen der Öffnungsposition des Gasschrittmotorventils (31) bei Erreichen eines definierten Grenzwertes des lonisationsstromes;
    d) Anpassen der Zündrampenfunktion unter Einbeziehung der in Schritt c) erfassten Position des Gasschrittmotorventils (31) bei Erreichen eines definierten Grenzwertes des lonisationsstromes.
  2. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei beim Anpassen der Zündrampenfunktion in Schritt d) die in Schritt c) erfasste Position des Gasschrittmotorventils (31) die maximale Öffnungsposition der angepassten Zündrampenfunktion definiert.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren in definierten zeitlichen Abständen wiederholt wird.
  4. Computerprogramm, welches zur Durchführung eines Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche eingerichtet ist.
  5. Maschinenlesbares Speichermedium auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 4 gespeichert ist.
  6. Steuergerät (5) für ein Heizgerät (1) eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
  7. Heizgerät (1) aufweisend ein Steuergerät (5) nach Anspruch 6.
  8. Verwendung eines Heizgerätes (1) mit einem elektronischen Gas-Luftverbund zur Anpassung einer Zündrampenfunktion eines Gasschrittmotorventils (31) während des Heizbetriebes.
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