EP4137745A1 - Verfahren zum betreiben eines heizgerätes, computerprogramm, speichermedium, regel- und steuergerät, heizgerät und verwendung eines signals - Google Patents

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EP4137745A1
EP4137745A1 EP22188991.8A EP22188991A EP4137745A1 EP 4137745 A1 EP4137745 A1 EP 4137745A1 EP 22188991 A EP22188991 A EP 22188991A EP 4137745 A1 EP4137745 A1 EP 4137745A1
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EP
European Patent Office
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temperature sensor
heater
temperature
signal
heating device
Prior art date
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Pending
Application number
EP22188991.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tim Nettingsmeier
Marco Hahn
Carsten Wölfl
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Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2231/00—Fail safe
    • F23N2231/12—Fail safe for ignition failures

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a heating device, a computer program, a storage medium, a regulation and control unit, a heating device and the use of a signal.
  • heaters that are set up to burn gas for example natural gas, as fuel
  • an ionization effect of the flame to control a mixture of fuel and combustion air.
  • the ionization effect is based on a change in the electrical flame resistance based on the free charge carriers that are released during combustion.
  • DE 10 2004 055 716 C5 proposed to include a temperature generated by a firing device in the regulation of the firing device.
  • a control system for a gas burner is specified, with a burner temperature being used to regulate an air conveying device of the heater.
  • a firing device and a method for controlling the same is proposed, with a fuel-air ratio and a volume flow of a fuel-air mixture using a signal from a temperature sensor, which is arranged in an area of the burner, indicating that this is completely in the main reaction zone of a flame that is forming located.
  • the object of the invention to propose a method for operating a heating device and a heating device which at least partially overcomes the problems of the prior art described.
  • the method to be proposed is intended to enable reliable and rapidly reacting regulation of a heating device.
  • the invention should also not increase the complexity of a heating device, at least not significantly, require only minor structural changes to a heating device and enable simple integration into an existing production process.
  • Steps a), b) and c) can be carried out at least once in the specified sequence in a regular operating procedure. It is also possible to carry out steps a) and b) at least partially at the same time or in parallel. Advantageously, steps a), b) and c) can also be repeated at regular intervals in order to enable reliable and precise control of the heater. As a rule, step a) can also be carried out only once at the beginning of the process implementation and the temperature sensor can then be kept at a temperature corresponding to the desired temperature value.
  • a method proposed here can advantageously be carried out on a heating device and/or in particular on a regulation and control unit of a heating device.
  • the heater is in particular a gas heater that is set up to burn a fuel gas, in particular hydrogen, with the supply of ambient air and thermal energy, for example to heat a heat transfer medium To generate heating circuit or to provide a hot water supply.
  • the heater can be a condensing boiler.
  • the heater generally has a combustion chamber and a delivery device that can deliver a mixture of fuel gas and combustion air into a combustion chamber. The combustion products can then be discharged through an exhaust system.
  • the heater can have a temperature sensor which is arranged in such a way that a flame temperature of the heater can be detected.
  • the temperature sensor can be arranged in the combustion chamber of the heating device, in particular in an area of the combustion chamber in which a flame develops during regular use.
  • the temperature sensor When the burner is in operation, the temperature sensor can be arranged in the area of the core of the flame, in the area of the foot of the flame or the tip of the flame. Alternatively, an arrangement at a distance from the flame is also possible.
  • the temperature sensor could be fastened or arranged on the burner itself or on a burner door; such a design can advantageously be easily integrated into existing assembly processes.
  • the temperatures to be measured by the temperature sensor can be in a range between 100° C. (degrees Celsius) and 1,500° C., for example.
  • the temperature sensor can be any temperature sensor (temperature sensor), in particular a temperature sensor that delivers or makes available an electrical signal as a measure of its temperature.
  • the signal can consist, for example, of a measurable electrical resistance, for example a measuring resistor such as a platinum or silicon measuring resistor, a thermistor (NTC) or a PTC thermistor (PTC) as a temperature sensor.
  • the temperature sensor can also be a semiconductor temperature sensor that can provide an electrical signal that is representative of the temperature and can be processed directly.
  • the temperature sensor can also be a temperature sensor having a quartz oscillator, a thermocouple, pyroelectric materials, a pyrometer or a thermal imaging camera for measuring the heat radiation and/or a fiber optic temperature sensor can be provided.
  • the invention can be used in particular to operate a heater; for example, by using the invention, an alternative for controlling a mixture composition based on the ionization effect of the flame can advantageously be specified, which cannot be used, for example, when hydrogen is burned.
  • a method to be proposed here is fundamentally suitable for heaters that are set up to burn a fuel.
  • the temperature sensor is heated to a target temperature value.
  • the heating can preferably be carried out by an active or specifically activatable and deactivatable heat source which is suitably arranged for this purpose.
  • the heat source can in particular be an electric heater. Heat can be transferred from the heat source to the temperature sensor, for example, by means of thermal radiation and/or thermal conduction.
  • the temperature sensor can be kept (largely) constant at the target temperature value even after the temperature sensor has been heated as part of the implementation of step a).
  • An essential idea of the invention is to permanently heat the temperature sensor when the heating device is in operation and thus to reduce the influence of the thermal mass of the temperature sensor.
  • the temperature sensor can be heated to a target temperature value according to step a), for example, by operating an active heat source with a defined (electrical) power, which means that a defined temperature (target temperature value) of the temperature sensor can be set.
  • the active heat source can be a heating device arranged adjacent to or in the immediate vicinity of the temperature sensor.
  • the temperature sensor itself can also be the heat source.
  • a current flow through the temperature sensor can cause the same to heat up.
  • an additional heating device can be dispensed with in this configuration.
  • the setpoint temperature value can be reached and maintained as a controlled variable by a controller (control circuit).
  • the target temperature value can largely correspond to the temperature of the flame to be expected. It is preferred that the setpoint temperature value remains constant over the entire operating range (lambda, power) of the device and in particular is just above that of the highest idle position temperature of the entire operating field. With a view to component aging and/or the electrical energy consumption, a setpoint temperature value that is (variably) adjusted over the operating field and is just above the resting position temperature of this operating point can be useful.
  • a signal from the temperature sensor is detected.
  • the signal to be detected can be any detectable signal from the temperature sensor that allows the temperature of a flame of the heater to be inferred. Knowing the temperature of the flame advantageously allows conclusions to be drawn about the quality of the combustion. For example, based on the temperature of the flame, a possibly extinguished flame of the heating device can be quickly identified and appropriate measures, such as a renewed ignition process or switching off the gas supply, can be initiated.
  • the signal from the temperature sensor can also be a parameter or control signal from a controller (control circuit) for controlling a target temperature value of the temperature sensor.
  • the actuating signal can in particular be an electrical output or an applied electrical voltage and/or an electrical current of the heating device flowing through the heating device.
  • step b when carrying out step b), several (different) signals from the temperature sensor can also be detected and included in an operation of the heating device according to step c).
  • a controller for controlling the setpoint temperature value can be, in particular, a P-controller, which offers a fast reaction speed for the controller.
  • Other controllers can also be used, in particular a PI controller, in order, for example, to achieve not only the fast reaction speed but also a stationary, precisely controlled temperature sensor.
  • the heater is operated taking into account the signal of the temperature sensor recorded in step b).
  • the signal from the temperature sensor can be included in the regulation of a mixture composition of fuel and combustion air.
  • further parameters can be included in the operation of the heater or in the regulation of the composition of the mixture, such as at least one, preferably several, from the following group: the supplied mass flow of the mixture of fuel and combustion air; a flow and return temperature and / or a flow rate with the heater connected heating circuit; an outside temperature; a fan speed; a temperature of the air mass flow supplied; a temperature of the supplied gas-air mixture.
  • the sensor system is also adapted accordingly, for example there are also combined sensors that deliver multiple signals/data.
  • a temperature signal can also be provided by the mass flow (temperature) sensor of the combustion air.
  • step c) The inclusion in an operation of the heater according to step c) can take place, for example, by comparing the signal detected in step b), which allows conclusions to be drawn about the temperature of the flame of the heater, with a reference value. If the signal detected in step b) is above the reference value, this can indicate that the flame temperature is too high, which can be associated with too high a proportion of fuel in the mixture composition. As part of controlling the composition of the mixture, the proportion of fuel in the composition of the mixture can be reduced as a reaction, as a result of which the signal detected in step b) can drop in the direction of the reference value. Analogously, a signal detected in step b) that is smaller than the reference value can indicate that the proportion of fuel in the mixture composition is too low. This can be countered accordingly by increasing the proportion of fuel in the mixture composition.
  • the heater when the heater is operated according to step c), the heater can be ignited by the temperature sensor.
  • the temperature sensor can be designed, for example, as a hot-surface igniter, ie as a resistance heater that can be heated to a temperature above an ignition temperature of the mixture of fuel and combustion air.
  • the complexity of a heating device to be proposed here can be reduced in an advantageous manner, since the ignition device and temperature sensor and a device for heating the temperature sensor consist of only one component can be realized.
  • the temperature sensor can be a silicon nitride or a silicon carbide hot surface igniter.
  • the signal of the temperature sensor can be checked in a step d).
  • the signal from the temperature sensor can be checked (plausibility checked), for example, by comparing a heating output with a temperature signal from the temperature sensor. This can occur above all if there is no flame after the end of operation and/or before ignition, because only environmental influences occur here (ambient temperature of the temperature sensor).
  • ambient temperature of the temperature sensor During operation, by briefly increasing the heating power of the temperature sensor, it can be checked that the signal path from the heating to the measuring signal reacts to the change in heating power to the correct extent and that the control loop is still closed (test process).
  • the temperature sensor at an operating point of the heating device can be heated to different target temperature values and, in accordance with step b), a signal from the temperature sensor can be detected.
  • the data recorded in this way can advantageously be used to control the heater and allow, for example, tolerances such as sensor drift to be compensated, or the mass flow of the mixture of fuel and combustion air flowing into the combustion chamber to be estimated.
  • a sensor drift is understood as a (slow) change in the sensor signal at a constant temperature of the temperature sensor.
  • the determined pairs of signals (1. target temperature, 2. required heat output of the temperature sensor to reach the target temperature) can be used in conjunction with signals that describe the operating point (all signals/parameters of the heater operation as specified above), in particular the fan speed and/or or mass flow of the combustion air and/or mass flow of the gas-air mixture) are compared with calibration data in order to carry out a compensation.
  • the temperature sensor can be kept permanently at a temperature greater than the ignition temperature of the heater (or the mixture of fuel and combustion air).
  • the safety of the heater can be significantly improved in this way, since ignition conditions are constantly present and if the flame goes out, it can immediately ignite again and the escape of unburned fuel can thus be effectively prevented.
  • the ignition temperature can regularly be in a range above 500 °C (degrees Celsius) or 600 °C.
  • the temperature sensor can be heated to a temperature above an ignition temperature of the combustion mixture for a starting process of the heater and then the temperature of the temperature sensor, after detection of a flame of the heater, can be set to a setpoint temperature below the ignition temperature.
  • 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 is usually a computer-readable data carrier.
  • a regulation and control device for a heating device is also proposed, set up to carry out a method presented here.
  • the regulating and 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 regulation and control device).
  • a heater with a closed-loop and open-loop control unit presented here is also proposed.
  • the heater is, in particular, a gas heater with a gas burner and a delivery device that can deliver a mixture of fuel gas and combustion air to the gas burner.
  • the heater can be set up to burn hydrogen as fuel gas.
  • a heater having a temperature sensor which is arranged in such a way that a flame temperature of the heater can be detected, the temperature sensor itself or a, in particular electrical, heating device being set up to heat the temperature sensor.
  • the temperature sensor can be a resistance-based temperature sensor and can be heated by applying an electrical voltage.
  • a regulator can be set up to regulate a parameter of the electrical energy supply of the temperature sensor.
  • the parameter can be, in particular, the electrical voltage or the flowing electrical current, by means of which the temperature sensor can be regulated to a defined temperature (desired temperature value).
  • the temperature sensor can be heated by applying an electrical voltage and a regulator is set up to regulate a parameter of the electrical energy supply of the temperature sensor.
  • the parameter can in particular be the electrical voltage or the flowing electrical current, by means of which the temperature sensor can be regulated to a defined temperature (desired temperature value).
  • a signal from an actively heated temperature sensor is used to determine a sensor drift of the temperature sensor or to determine a gas-air mass flow (mixture flow) of a heater.
  • a method for operating a heater, a computer program, a storage medium, a heater and two uses of a signal from an actively heated temperature sensor are thus specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • the method, the heater and the uses at least contribute to specifying a safe and sufficiently fast-reacting method for operating a heater, which can also be used in a heater that is set up for burning hydrogen.
  • the influence of the thermal mass on the signal detection can be reduced and the reaction speed of the signal detection of the temperature sensor can thus be significantly increased.
  • the method can be implemented in a simple manner.
  • a heater for implementing the proposed method only needs to have a temperature sensor, which can be arranged in an area in which a flame regularly forms, and a possibility of actively heating it.
  • FIG. 1 shows an exemplary and schematic sequence of a method proposed here.
  • the method is used to operate a heater 2 and in particular allows a mixture composition (fuel and combustion air) to be regulated without using an ionization effect of a flame 6 of the heater 2.
  • the blocks 110, 120 and 130 of steps a), b) and c) can occur in a regular procedure.
  • a temperature sensor 1 is heated.
  • the temperature sensor 1 can be a resistance-based temperature sensor, so that when a voltage is applied, a current flows through the temperature sensor 1, accompanied by a conversion of the electrical energy into thermal energy at the electrical resistance of the temperature sensor 1, and thus with a heating of the same.
  • a heat source for example an electrical resistor through which current flows
  • a heat source can also be arranged in the immediate vicinity of the temperature sensor 1 .
  • a signal from the temperature sensor 1 is detected.
  • the signal can be, for example, the electrical resistance of the temperature sensor 1, which can be determined and detected using the electrical voltage applied and the electrical current flowing.
  • step c the heating device 2 is operated using the signal detected in block 120 (step b)).
  • the heater 2 shows a schematic example of a heater 2 proposed here.
  • the heater 2 can have a regulation and control device 8 that can be set up to carry out a method proposed here.
  • the heater 2 (e.g. a gas condensing boiler) is equipped with a burner system arranged in a combustion chamber 9, in which gas from a gas supply duct 13 and combustion air are discharged in front of a blower, which here is an example of a conveyor device 5, via a valve 7 an air intake duct 12 in a mixture duct 11 (see mixture merging 14). This mixture is then transported by the conveyor 5 via the mixture channel 11 to the combustion chamber 9, where combustion then takes place.
  • the exhaust gases produced by the combustion are routed through an internal exhaust pipe 10 to an exhaust system, not shown here.
  • a temperature sensor 1 is arranged in the combustion chamber 9 in such a way that it can be positioned in or in the immediate vicinity of a flame 6 when the heater 2 is in operation.
  • the temperature sensor 1 can be a resistance-based temperature sensor, which can be heated by applying an electrical voltage to carry out step a) (block 110).
  • step b) (block 120)
  • the signal of the temperature sensor 1 can be detected.
  • step c) (block 130), it is then possible to operate the heating device 2 using the signal of the temperature sensor 1 detected in step b).
  • FIG. 3 shows an example and a schematic of a parameter curve that can occur when a proposed method is implemented.
  • figure 3 shows two diagrams that illustrate the advantages of a method proposed here.
  • the abscissa of both diagrams represents the time t and is analogous to both diagrams.
  • the upper diagram shows a temperature signal ⁇ sens 3 of a (not actively heated) temperature sensor according to the prior art arranged in the region of a flame 6 in a combustion chamber 9 of a heater 2 .
  • a loss of flame 6 at time tv can be detected by a delayed reduction in detected temperature ⁇ sens .
  • the diagram below shows an actuating signal 4 from a controller for the electrical output P el of an actively heated temperature sensor 1.
  • the flame 6 is lost at time t V .
  • the actuating signal 4 from the controller for the electrical output P el reacts immediately after the flame has been lost 6 at time tv, compared to the temperature signal ⁇ sens 3 of a (not actively heated) temperature sensor arranged in the region of a flame 6 in a combustion chamber 9 of a heater 2 .
  • the significantly higher reaction speed of the actuating signal 4 of the regulator of the electrical power P el enables it to be used for regulating the heater 1, in particular for regulating the composition of the mixture of fuel and combustion air.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (2) vorgeschlagen, wobei das Heizgerät (2) einen Temperaturfühler (1) aufweist, der derart angeordnet ist, dass eine Temperatur einer Flamme (6) des Heizgerätes (2) erfassbar ist. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:a) Erwärmen des Temperaturfühlers (1) auf eine Solltemperaturwert,b) Erfassen eines Signals des Temperaturfühlers (1)c) Betreiben des Heizgerätes (2) unter Einbeziehung des in Schritt b) erfassten Signals des Temperaturfühlers (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Speichermedium, ein Regel- und Steuergerät, ein Heizgerät und eine Verwendung eines Signals.
  • Insbesondere Heizgeräte, die zur Verbrennung von Gas, beispielsweise Erdgas, als Brennstoff eingerichtet sind, nutzen häufig einen lonisationseffekt der Flamme zur Regelung eines Brennstoff-Verbrennungsluft Gemisches. Der lonisationseffekt beruht auf einer Änderung des elektrischen Flammenwiderstandes basierend auf den freien Ladungsträgern, die bei der Verbrennung freigesetzt werden.
  • Bei der Verbrennung von Wasserstoff entstehen deutlich weniger freie Ladungsträger, so dass eine Nutzung des lonisationseffektes für die Regelung des Brennstoff- Verbrennungsluft Gemisches erschwert wird.
  • Hierzu wird beispielsweise in der DE 10 2004 055 716 C5 vorgeschlagen eine von einer Feuerungseinrichtung erzeugte Temperatur in die Regelung der Feuerungseinrichtung einzubeziehen.
  • In der GB 227 0748 A wird ein Steuerungssystem für einen Gasbrenner angegeben, wobei eine Brennertemperatur zur Regelung einer Luftfördereinrichtung des Heizgerätes genutzt wird.
  • Auch in der DE 100 4 270 C2 wird eine Feuerungseinrichtung und ein Verfahren zur Regelung derselben vorgeschlagen, wobei ein Brennstoff-Luft Verhältnis und ein Volumenstrom eines Brennstoff-Luftgemisches mittels eines Signals eines Temperatursensors, der in einem Bereich des Brenners angeordnet ist, dass dieser sich vollständig in der Hauptreaktionszone einer sich ausbildenden Flamme befindet.
  • Bei den aufgeführten Lösungen ist nachteilig, dass die Reaktionsgeschwindigkeit der Temperaturmessung gering ist. Dies hat zur Folge, dass die Leistungsänderungsgeschwindigkeit der Regelung verlangsamt werden muss, womit beispielsweise bei der Warmwasserbereitstellung Komforteinbußen für Nutzer einhergehen können. Zudem kann die langsame Leistungsänderungsgeschwindigkeit zu einer verzögerten Erkennung kritischer Zustände, beispielsweise einem Erlöschen der Flamme des Heizgerätes, führen und so die Betriebssicherheit eines Heizgerätes einschränken.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes und ein Heizgerät vorzuschlagen, das die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwindet. Insbesondere soll das vorzuschlagende Verfahren eine sichere und schnell reagierende Regelung eines Heizgerätes ermöglichen.
  • Auch soll die Erfindung die Komplexität eines Heizgerätes zumindest nicht wesentlich erhöhen, nur geringe bauliche Veränderungen an einem Heizgerät erfordern und eine einfache Integration in einen bestehenden Produktionsprozess ermöglichen.
  • 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.
  • Hierzu trägt ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes bei, wobei das Heizgerät einen Temperaturfühler aufweist, der derart angeordnet ist, dass eine Temperatur einer Flamme des Heizgerätes erfasst werden kann. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:
    1. a) Erwärmen des Temperaturfühlers auf einen Solltemperaturwert,
    2. b) Erfassen eines Signals des Temperaturfühlers,
    3. c) Betreiben des Heizgerätes unter Einbeziehung des in Schritt b) erfassten Signals des Temperaturfühlers.
  • Die Schritte a), b) und c) können bei einem regulären Betriebsablauf mindestens einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Dabei ist es auch möglich, die Schritte a) und b) zumindest teilweise zeitgleich oder parallel auszuführen. Vorteilhaft können die Schritte a), b) und c) auch in regelmäßigen Abständen wiederholt werden, um eine sichere und präzise Regelung des Heizgerätes zu ermöglichen. In der Regel kann der Schritt a) auch nur einmalig zu Beginn der Verfahrensdurchführung ausgeführt werden und der Temperaturfühler anschließend auf einer Temperatur entsprechend dem Solltemperaturwert gehalten werden.
  • Ein hier vorgeschlagenes Verfahren kann vorteilhaft auf einem Heizgerät und/oder insbesondere auf einem Regel- und Steuergerät eines Heizgerätes ausgeführt werden.
  • Bei dem Heizgerät handelt es sich insbesondere um ein Gasheizgerät, das dazu eingerichtete ist, ein Brenngas, insbesondere Wasserstoff, unter Zufuhr von Umgebungsluft zu verbrennen und Wärmeenergie, beispielsweis zur Erwärmung eines Wärmeträgers eines Heizkreislaufes oder auch zur Bereitstellung einer Warmwasserversorgung zu erzeugen. Insbesondere kann es sich bei dem Heizgerät um ein Brennwertgerät handeln. Das Heizgerät weist in der Regel eine Brennkammer und eine Fördereinrichtung auf, die ein Gemisch von Brenngas und Verbrennungsluft in eine Brennkammer fördern kann. Die Verbrennungsprodukte können anschließend durch eine Abgasanlage abgeführt werden.
  • Das Heizgerät kann einen Temperaturfühler aufweisen, der derart angeordnet ist, dass eine Flammentemperatur des Heizgerätes erfassbar ist. Hierfür kann der Temperaturfühler in der Brennkammer des Heizgerätes angeordnet sein, insbesondere in einem Bereich der Brennkammer, in dem sich bei regulärer Benutzung eine Flamme ausbildet.
  • Der Temperaturfühler kann dabei bei in Betrieb befindlichem Brenner im Bereich des Flammenkerns, im Bereich des Flammenfußes oder der Flammenspitze angeordnet sein. Alternativ ist auch eine beabstandete Anordnung zur Flamme möglich. Der Temperaturfühler könnte dabei am Brenner selbst oder einer Brennertür befestigt bzw. angeordnet sein, vorteilhaft kann eine derartige Ausgestaltung einfach in bestehende Montageprozesse integriert werden. Die durch den Temperaturfühler zu messenden Temperaturen können beispielhaft in einem Bereich zwischen 100 °C (Grad Celsius) und 1.500 °C liegen.
  • Der Temperaturfühler kann ein beliebiger Temperaturfühler (Temperatursensor) sein, insbesondere ein Temperaturfühler, der ein elektrisches Signal als Maß für seine Temperatur liefert oder bereitstellt. Das Signal kann dabei beispielsweise in einem messbaren elektrischen Widerstand bestehen, beispielsweise einem Messwiderstand, wie einem Platin- oder Silizium Messwiderstand, einem Heißleiter (NTC) oder einem Kaltleiter (PTC) als Temperaturfühler. Der Temperaturfühler kann auch ein Halbleiter-Temperatursensor sein, der ein für die Temperatur repräsentatives, direkt verarbeitbares elektrisches Signal zur Verfügung stellen kann. Alternativ können als Temperaturfühler auch Temperaturfühler aufweisend einen Schwingquarz, ein Thermoelement, pyroelektrische Materialien, ein Pyrometer oder eine Wärmebildkamera zur Messung der Wärmestrahlung und/oder ein faseroptischer Temperatursensor vorgesehen werden.
  • Die Erfindung kann insbesondere zum Betreiben eines Heizgerätes genutzt werden, beispielsweise kann durch Nutzung der Erfindung vorteilhaft eine alternative zur Regelung einer Gemischzusammensetzung anhand des lonisationseffektes der Flamme angegeben werden, welche beispielsweise bei einer Verbrennung von Wasserstoff nicht anwendbar ist. Dabei ist ein hier vorzuschlagendes Verfahren grundsätzlich für Heizgeräte, die zur Verbrennung eines Brennstoffes eingerichtet sind, geeignet.
  • Gemäß Schritt a) erfolgt ein Erwärmen des Temperaturfühlers auf einen Solltemperaturwert. Das Erwärmen kann bevorzugt durch eine aktive bzw. gezielt aktivierbare und deaktivierbare Wärmequelle erfolgen, die hierfür geeignet angeordnet ist. Die Wärmequelle kann insbesondere eine elektrische Heizung sein. Eine Wärmeübertragung von der Wärmequelle auf den Temperaturfühler kann beispielweise mittels Wärmestrahlung und/oder Wärmeleitung erfolgen.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann im Rahmen der Durchführung des Schrittes a) auch nach dem Erwärmen des Temperaturfühlers ein (weitestgehend) konstant halten des Temperaturfühlers auf Solltemperaturwert erfolgen. So besteht ein wesentlicher Gedanke der Erfindung darin, den Temperaturfühler bei in Betrieb befindlichem Heizgerät dauerhaft zu erwärmen und somit den Einfluss der thermischen Masse des Temperaturfühlers zu mindern.
  • Ein Erwärmen des Temperaturfühlers auf einen Solltemperaturwert gemäß Schritt a) kann beispielsweise erfolgen, indem eine aktive Wärmequelle mit einer definierten (elektrischen) Leistung betrieben wird, wodurch sich eine definierte Temperatur (Solltemperaturwert) des Temperaturfühlers einstellen kann. Die aktive Wärmequelle kann hierfür eine benachbart oder in unmittelbarer Nähe zum Temperaturfühler angeordnete Heizeinrichtung sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Temperaturfühler auch selbst die Wärmequelle sein. Beispielsweise bei widerstandsbasierten Temperaturfühlern (Temperaturfühler, die in Abhängigkeit der Temperatur ihren elektrischen Widerstand ändern) kann ein Stromfluss durch den Temperaturfühler eine Erwärmung desselben bewirken. In vorteilhafter Weise kann bei dieser Ausgestaltung auf eine zusätzliche Heizeinrichtung verzichtet werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann bei der Durchführung von Schritt a) der Solltemperaturwert als Regelgröße durch einen Regler (Regelkreis) erreicht und gehalten werden.
  • Ein Solltemperaturwert auf den der Temperaturfühler gemäß Schritt a) erwärmt wird kann eine Temperatur oberhalb einer Ruhelagentemperatur (Heizleistung der Wärmequelle des Temperaturfühlers = 0) sein. In vorteilhafter Weise kann der Solltemperaturwert weitestgehend der zu erwartenden Temperatur der Flamme entsprechen. Bevorzugt ist, dass der Solltemperaturwert über den gesamten Betriebsbereich (Lambda, Leistung) des Gerätes konstant bleibt und insbesondere knapp über dem der höchsten Ruhelagentemperatur des gesamten Betriebsfeldes liegt. Mit Blick auf eine Bauteilalterung und/oder dem elektrischen Energieverbrauch kann ein über das Betriebsfeld (variabel) angepasster Solltemperaturwert sinnvoll sein, der jeweils knapp oberhalb der Ruhelagentemperatur dieses Betriebspunktes liegt.
  • Gemäß Schritt b) wird ein Signal des Temperaturfühlers erfasst. Das zu erfassende Signal kann dabei jegliches erfassbare Signal des Temperaturfühlers sein, das einen Rückschluss auf die Temperatur einer Flamme des Heizgerätes ermöglicht. Die Kenntnis der Temperatur der Flamme erlaubt in vorteilhafter Weise einen Rückschluss auf die Qualität der Verbrennung. Beispielsweise kann anhand einer Temperatur der Flamme eine möglicherweise erloschene Flamme des Heizgerätes schnell erkannt und entsprechende Maßnahmen, wie einen erneuten Zündvorgang oder ein Abschalten der Gaszufuhr, eingeleitet werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in Schritt b) als Signal des Temperaturfühlers auch ein Parameter oder Stellsignal eines Reglers (Regelkreises) zur Regelung eines Solltemperaturwertes des Temperaturfühlers sein. Das Stellsignal kann insbesondere eine elektrische Leistung oder eine anliegende elektrische Spannung und/ oder ein elektrischer, die Heizeinrichtung durchfließender, Strom der Heizeinrichtung sein. Diese Ausgestaltung ist insbesondere vorteilhaft bei Temperaturfühlern, die selbst eine Wärmequelle sind. Beispiele für mögliche Parameter sind eine Heizleistung oder auch der elektrische Strom oder die Spannung, mit der der Temperaturfühler beaufschlagt wird.
  • In diesem Zusammenhang wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der Durchführung von Schritt b) auch mehrere (verschiedene) Signale des Temperaturfühlers erfasst werden können und in ein Betreiben des Heizgerätes gemäß Schritt c) einbezogen werden können.
  • Ein Regler für die Regelung des Solltemperaturwerts kann insbesondere ein P-Regler sein, der eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit der Regelung bietet. Es sind auch andere Regler einsetzbar, insbesondere ein PI-Regler, um beispielsweise neben der schnellen Reaktionsgeschwindigkeit auch ein stationär exakt ausgeregelten Temperaturfühler zu erzielen.
  • Gemäß Schritt c) erfolgt das Betreiben des Heizgerätes unter Einbeziehung des in Schritt b) erfassten Signals des Temperaturfühlers. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Signal des Temperaturfühlers in die Regelung einer Gemischzusammensetzung von Brennstoff und Verbrennungsluft einbezogen werden. Dabei versteht sich, dass weitere Parameter in das Betreiben des Heizgerätes bzw. in die Regelung der Gemischzusammensetzung einfließen können, wie beispielsweise mindestens einer, bevorzugt mehrere der folgenden Gruppe: der zugeführte Massenstrom des Gemisches von Brennstoff und Verbrennungsluft; eine Vorlauf- und Rücklauftemperatur und/oder ein Volumenstrom eines mit dem Heizgerät verbundenen Heizkreislaufes; eine Außentemperatur; eine Gebläsedrehzahl; eine Temperatur des zugeführten Luftmassenstroms; eine Temperatur des zugeführten Gas-LuftGemisches. Es ist möglich, dass auch die Sensorik entsprechend angepasst ist, beispielsweise auch Kombisensoren vorliegen, die mehrere Signale/Daten liefern. So kann beispielsweise ein Temperatursignal durch den Massenstrom(temperatur)sensor der Verbrennungsluft mit bereitgestellt werden.
  • Das Einbeziehen in ein Betreiben des Heizgerätes gemäß Schritt c) kann beispielsweise erfolgen, indem das in Schritt b) erfasste Signal, dass einen Rückschluss auf die Temperatur der Flamme des Heizgerätes ermöglicht, mit einem Referenzwert verglichen werden. Liegt das in Schritt b) erfasste Signal über dem Referenzwert, kann dies auf eine zu hohe Temperatur der Flamme hinweisen, welche mit einem zu hohen Anteil an Brennstoff in der Gemischzusammensetzung in Verbindung stehen kann. Im Rahmen der Regelung der Gemischzusammensetzung kann als Reaktion der Anteil an Brennstoff der Gemischzusammensetzung gemindert werden, wodurch das in Schritt b) erfasste Signal sich in Richtung des Referenzwertes absenken kann. Analog kann ein in Schritt b) erfasstes Signal, dass kleiner dem Referenzwert ist, auf einen zu geringen Anteil Brennstoff in der Gemischzusammensetzung hinweisen. Dem kann entsprechend durch eine Steigerung des Anteils an Brennstoff in der Gemischzusammensetzung begegnet werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann bei einem Betreiben des Heizgerätes gemäß Schritt c) ein Zünden des Heizgerätes durch den Temperaturfühler erfolgen. Hierzu kann der Temperaturfühler beispielsweise als Hot-Surface-Igniter ausgeführt sein, also als Widerstandsheizgerät, das auf eine Temperatur über einer Zündtemperatur des Gemisches aus Brennstoff und Verbrennungsluft aufheizbar ist. In vorteilhafter Weise kann so die Komplexität eines hier vorzuschlagenden Heizgerätes gemindert werden, da Zündeinrichtung und Temperaturfühler und eine Einrichtung zum Erwärmen des Temperaturfühlers durch nur ein Bauteil realisiert werden können. Beispielsweise kann der Temperaturfühler ein Siliciumnitrid- oder ein Siliziumcarbid-Hot-Surface-Igniter sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in einem Schritt d) ein Überprüfen des Signals des Temperaturfühlers erfolgen. Ein Überprüfen (Plausibilisierung) des Signals des Temperaturfühlers kann beispielsweise erfolgen, in dem eine Heizleistung mit einem Temperatursignal des Temperaturfühlers verglichen wird. Das kann vor allem bei nicht vorhandener Flamme nach Beenden des Betriebs und/oder vor der Zündung erfolgen, weil hier nur Umgebungseinflüsse auftreten (Umgebungstemperatur des Temperaturfühlers). Im Betrieb kann durch kurzzeitiges Erhöhen der Heizleistung des Temperaturfühlers kontrolliert werden, dass der Signalpfad von der Beheizung zum Messsignal im richtigen Maß auf die Änderung der Heizleistung reagiert und der Regelkreis weiterhin geschlossen ist (Prüfprozess).
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in Schritt a) der Temperaturfühler an einem Betriebspunkt des Heizgerätes auf verschiedene Solltemperaturwerte erwärmt und gemäß Schritt b) ein Signal des Temperaturfühlers erfasst werden. Die so erfassten Daten können vorteilhaft für eine Regelung des Heizgerätes herangezogen werden, und erlauben beispielsweise eine Kompensation von Toleranzen, wie beispielsweise einem Sensordrift, oder auch eine Abschätzung des in die Brennkammer strömenden Massestromes des Gemisches von Brennstoff und Verbrennungsluft. Ein Sensordrift wird dabei als eine (langsame) Änderung des Sensorsignals bei konstanter Temperatur des Temperaturfühlers verstanden.
  • Die ermittelte Paare an Signalen (1. Solltemperatur, 2. benötigte Heizleistung des Temperaturfühlers um die Solltemperatur zu erreichen) können in Verbindung mit Signalen, die den Betriebspunkt beschreiben (alle Signale / Parameter des Betriebs des Heizgerätes wie oben angegeben), insbesondere Gebläsedrehzahl und/oder Massenstrom der Verbrennungslugt und/oder Massenstrom des Gas-Luftgemisches) mit Kalibrationsdaten abgeglichen werden, um eine Kompensation vorzunehmen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Temperaturfühler dauerhaft auf einer Temperatur größer einer Zündtemperatur des Heizgerätes (bzw. des Gemisches aus Brennstoff und Verbrennungsluft) gehalten werden. In vorteilhafter Weise kann so die Sicherheit des Heizgerätes erheblich verbessert werden, da permanent Zündbedingungen vorliegen und so bei einem Erlöschen der Flamme diese sich unmittelbar erneut entzünden kann und so ein Austreten von unverbranntem Brennstoff wirkungsvoll verhindert werden kann. Die Zündtemperatur kann dabei regelmäßig in einem Bereich über 500 °C (Grad Celsius) oder 600 °C liegen.
  • Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung kann der Temperaturfühler für einen Startvorgang des Heizgerätes auf eine Temperatur über einer Zündtemperatur des Verbrennungsgemisches erhitzt werden und anschließend, die Temperatur des Temperaturfühlers, nach Detektion einer Flamme des Heizgerätes, auf eine Sollwerttemperatur unterhalb der Zündtemperatur eingestellt werden.
  • 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.
  • Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Regel- und Steuergerät für ein Heizgerät vorgeschlagen, eingerichtet zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens. Das Regel- und Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen bzw. über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das auf einem Speicher (des Regel- und Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Heizgerät mit einem hier vorgestellten Regel- und Steuergerät vorgeschlagen. Bei dem Heizgerät handelt es sich insbesondere um ein Gasheizgerät mit einem Gasbrenner und einer Fördereinrichtung, die ein Gemisch aus Brenngas und Verbrennungsluft zu dem Gasbrenner fördern kann. Das Heizgerät kann insbesondere dazu eingerichtet sein, Wasserstoff als Brenngas zu verbrennen.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird ein Heizgerät vorgeschlagen, aufweisend einen Temperaturfühler, der derart angeordnet ist, dass eine Flammentemperatur des Heizgerätes erfassbar ist, wobei der Temperaturfühler selbst oder eine, insbesondere elektrische, Heizeinrichtung dazu eingerichtet ist, den Temperaturfühler zu erwärmen. Der Temperaturfühler kann ein widerstandsbasierter Temperatursensor und durch Anlegen einer elektrischen Spannung beheizbar sein. Ein Regler kann dazu eingerichtet sein, einen Parameter der elektrischen Energieversorgung des Temperaturfühlers zu regeln. Der Parameter kann dabei insbesondere die elektrische Spannung oder der fließende elektrische Strom sein, mittels derer der Temperaturfühler auf eine definierte Temperatur (Solltemperaturwert) regelbar ist.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Temperaturfühler durch Anlegen einer elektrischen Spannung beheizbar ist und ein Regler dazu eingerichtet ist, einen Parameter der elektrischen Energieversorgung des Temperaturfühlers zu regeln. Der Parameter kann dabei insbesondere die elektrische Spannung oder der fließende elektrische Strom sein, mittels derer der Temperaturfühler auf eine definierte Temperatur (Solltemperaturwert) regelbar ist.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung eines Signals eines aktiv beheizten Temperaturfühlers zur Regelung der Gemischzusammensetzung eines Heizgerätes vorgeschlagen.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung eines Signals eines aktiv beheizten Temperaturfühlers zur Ermittlung eines Sensordrifts des Temperaturfühlers oder zur Ermittlung eines Gas-Luftmassenstromes (Gemischstrom) eines Heizgerätes.
  • Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Computerprogramm, dem Speichermedium, dem Regel- und Steuergerät, dem Heizgerät und/oder den Verwendungen auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
  • Hier werden somit ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Speichermedium, ein Heizgerät sowie zwei Verwendungen eines Signals eines aktiv beheizten Temperaturfühlers angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen das Verfahren, das Heizgerät sowie die Verwendungen zumindest dazu bei, ein sicheres und ausreichend schnell reagierendes Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes anzugeben, das auch bei einem Heizgerät, das für eine Verbrennung von Wasserstoff eingerichtet ist, einsetzbar ist. In vorteilhafter Weise kann durch ein Erwärmen des Temperaturfühlers der Einfluss der thermischen Masse auf die Signalerfassung reduziert werden und so die Reaktionsgeschwindigkeit der Signalerfassung des Temperaturfühlers deutlich gesteigert werden.
  • Zudem ist eine Umsetzung des Verfahrens auf einfache Art und Weise möglich. So muss ein Heizgerät für eine Umsetzung des vorgeschlagenen Verfahrens lediglich einen Temperaturfühler haben, der in einem Bereich angeordnet sein kann, in dem sich regelmäßig eine Flamme ausbildet, und eine Möglichkeit, diesen aktiv zu beheizen.
  • Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Computerprogramm, dem Speichermedium, dem Regel- und Steuergerät, dem Heizgerät und/ oder den Verwendungen auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens,
    Fig. 2:
    ein hier vorgeschlagenes Heizgerät, und
    Fig. 3:
    ein Parameterverlauf der sich bei Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens einstellen kann.
  • Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Das Verfahren dient zum Betreiben eines Heizgerätes 2 und erlaubt insbesondere eine Regelung einer Gemischzusammensetzung (Brennstoff und Verbrennungsluft) ohne Nutzung eines lonisationseffektes einer Flamme 6 des Heizgerätes 2. Die mit Blöcken 110, 120 und 130 dargestellte Reihenfolge der Schritte a), b) und c) kann sich bei einem regulären Verfahrensablauf einstellen.
  • In Block 110 erfolgt gemäß Schritt a) ein Erwärmen eines Temperaturfühlers 1. Hierzu kann beispielsweise der Temperaturfühler 1 ein widerstandsbasierter Temperaturfühler sein, so dass durch Anlegen einer Spannung ein Stromfluss durch den Temperaturfühler 1, einhergehend mit einer Umwandlung der elektrischen Energie in Wärmeenergie am elektrischen Widerstand des Temperaturfühlers 1, und damit mit einer Erwärmung desselben.
  • Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann auch eine Wärmequelle (zum Beispiel ein stromdurchflossener elektrischer Widerstand) in unmittelbarer Nähe des Temperaturfühlers 1 angeordnet sein.
  • In Block 120 erfolgt gemäß Schritt b) ein Erfassen eines Signals des Temperaturfühlers 1. Bei einem widerstandsbasiertem Temperaturfühler 1 kann das Signal beispielhaft der elektrische Widerstand des Temperaturfühlers 1 sein, der anhand der anliegenden elektrischen Spannung und dem fließenden elektrischen Strom ermittelt und erfasst werden kann.
  • In Block 130 erfolgt gemäß Schritt c) ein Betreiben des Heizgerätes 2 unter Einbeziehung des in Block 120 (Schritt b)) erfassten Signals.
  • Fig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch ein hier vorgeschlagenes Heizgerät 2. Das Heizgerät 2 kann ein Regel- und Steuergerät 8 aufweisen, dass zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens eingerichtet sein kann.
  • Das Heizgerät 2 (z.B. ein Gas-Brennwertgerät) ist mit einem in einer Brennkammer 9 angeordneten Brennersystem ausgerüstet, bei dem vor einem Gebläse, welches hier ein Beispiel für eine Fördereinrichtung 5 darstellt, über ein Ventil 7 geregelt Gas aus einem Gaszufuhrkanal 13 und Verbrennungsluft aus einem Luftansaugkanal 12 in einem Gemischkanal 11 zusammengeführt werden (siehe Gemischzusammenführung 14). Dieses Gemisch wird dann von der Fördereinrichtung 5 über den Gemischkanal 11 zur Brennkammer 9 transportiert, wo dann die Verbrennung stattfindet. Die durch die Verbrennung entstehenden Abgase werden durch ein internes Abgasrohr 10 zu einer hier nicht dargestellten Abgasanlage geführt.
  • In der Brennkammer 9 ist ein Temperaturfühler 1 derart angeordnet, dass dieser bei in Betrieb befindlichem Heizgerät 2 in oder in unmittelbarer Nähe einer Flamme 6 positioniert sein kann. Der Temperaturfühler 1 kann ein widerstandsbasierter Temperatursensor sein, der zur Durchführung von Schritt a) (Block 110) durch Anlegen einer elektrischen Spannung erwärmt werden kann. Gemäß Schritt b) (Block 120) kann das Signal des Temperaturfühlers1 erfasst werden. Weiter ist gemäß Schritt c) (Block 130) dann das Betreiben des Heizgerätes 2 unter Einbeziehung des in Schritt b) erfassten Signals des Temperaturfühlers 1 möglich.
  • Fig. 3 zeigt beispielhaft und schematisch einen Parameterverlauf, der sich bei Durchführung eines vorgeschlagenen Verfahrens einstellen kann. Figur 3 zeigt zwei Diagramme, die die Vorteile eines hier vorgeschlagenen Verfahrens verdeutlichen. Die Abszisse beider Diagramme stellt die Zeit t dar und ist bei beiden Diagrammen analog.
  • Das obere Diagramm zeigt ein Temperatursignal ϑsens 3 eines im Bereich einer Flamme 6 in einer Brennkammer 9 eines Heizgerätes 2 angeordneten (nicht aktiv beheizten) Temperatursensors nach dem Stand der Technik. Ein zum Zeitpunkt tv erfolgter Verlust der Flamme 6 kann durch eine verzögert eintretende Minderung der erfassten Temperatur ϑsens festgestellt werden.
  • Das untere Diagramm zeigt ein Stellsignal 4 eines Reglers der elektrischen Leistung Pel eines aktiv beheizten Temperaturfühlers 1. Auch hier erfolgt zum Zeitpunkt tV ein Verlust der Flamme 6. Das Stellsignal 4 des Reglers der elektrischen Leistung Pel reagiert unmittelbar nach dem Verlust der Flamme 6 zum Zeitpunkt tv, im Vergleich zu dem Temperatursignal ϑsens 3 eines im Bereich einer Flamme 6 in einer Brennkammer 9 eines Heizgerätes 2 angeordneten (nicht aktiv beheizten) Temperatursensors. Die wesentlich höhere Reaktionsgeschwindigkeit des Stellsignal 4 des Reglers der elektrischen Leistung Pel ermöglicht eine Nutzung für eine Regelung des Heizgerätes 1, insbesondere für eine Regelung der Gemischzusammensetzung von Brennstoff und Verbrennungsluft.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Temperaturfühler
    2
    Heizgerät
    3
    Temperatursignal Temperatursensor nach dem Stand der Technik
    4
    Stellsignal Leistungsregelung aktiv beheizter Temperaturfühler
    5
    Fördereinrichtung
    6
    Flamme
    7
    Ventil
    8
    Regel- und Steuergerät
    9
    Brennkammer
    10
    Abgasrohr
    11
    Gemischkanal
    12
    Luftansaugkanal
    13
    Gaszufuhrkanal
    14
    Gemischzusammenführung

Claims (13)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (2) aufweisend einen Temperaturfühler (1) derart angeordnet, dass eine Temperatur einer Flamme (6) des Heizgerätes (2) erfassbar ist, umfassend zumindest die folgenden Schritte:
    a) Erwärmen des Temperaturfühlers (1) auf einen Solltemperaturwert,
    b) Erfassen eines Signals des Temperaturfühlers (1)
    c) Betreiben des Heizgerätes (2) unter Einbeziehung des in Schritt b) erfassten Signals des Temperaturfühlers (1).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei einem Betreiben des Heizgerätes (2) gemäß Schritt c) ein Zünden des Heizgerätes (2) durch den Temperaturfühler (1) erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei gemäß Schritt a) der Temperaturfühler (1) auf eine Temperatur über einer Zündtemperatur erwärmt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in einem Schritt d) ein Überprüfen des Signals des Temperaturfühlers (1) erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt a) der Temperaturfühler (1) an einem Betriebspunkt des Heizgerätes (2) auf verschiedene Soltemperaturwerte erwärmt und gemäß Schritt b) ein Signal des Temperaturfühlers (1) erfasst wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Temperaturfühler (1) in Schritt a) durch Anlegen einer elektrischen Spannung an den Temperaturfühler (1) erwärmt wird und durch einen Regler auf einen Solltemperaturwert geregelt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei in Schritt b) als Signal des Temperaturfühlers (1) ein Stellsignal des Reglers erfasst wird.
  8. Computerprogramm, welches zur Durchführung eines Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche eingerichtet ist.
  9. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 8 gespeichert ist.
  10. Regel- und Steuergerät (8), eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
  11. Heizgerät (2), aufweisend mindestens einen Temperaturfühler (1), der derart angeordnet ist, dass eine Temperatur einer Flamme (6) des Heizgerätes (2) erfassbar ist, wobei der Temperaturfühler (1) selbst oder eine Heizeinrichtung dazu eingerichtet ist, den Temperaturfühler (1) zu erwärmen, wobei der Temperaturfühler (1) ein widerstandsbasierter, durch elektrischen Strom beheizbarer Temperatursensor ist, und ein Regler dazu eingerichtet ist, einen Parameter der elektrischen Energieversorgung des Temperaturfühlers (1) zu regeln.
  12. Verwendung eines Signals eines aktiv beheizten Temperaturfühlers (1) zur Regelung der Gemischzusammensetzung eines Heizgerätes (2).
  13. Verwendung eines Signals eines aktiv beheizten Temperaturfühlers (1) zur Ermittlung eines Sensordrifts des Temperaturfühlers (1) oder zur Ermittlung eines Gas-Luftmassenstromes eines Heizgerätes (2).
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