EP4174377A1 - Verfahren zum betreiben eines heizgerätes, computerprogramm, speichermedium, regel- und steuergerät, heizgerät und verwendung eines signals - Google Patents

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EP4174377A1
EP4174377A1 EP22201658.6A EP22201658A EP4174377A1 EP 4174377 A1 EP4174377 A1 EP 4174377A1 EP 22201658 A EP22201658 A EP 22201658A EP 4174377 A1 EP4174377 A1 EP 4174377A1
Authority
EP
European Patent Office
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flame
heater
flame detection
heating device
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
EP22201658.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tim Nettingsmeier
Marco Hahn
Carsten Wölfl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23N5/12—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
    • F23N5/123—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23N5/242—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/9901—Combustion process using hydrogen, hydrogen peroxide water or brown gas as fuel

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a heating device, a computer program, a storage medium, a regulation and control device, a heating device and use of a detected temperature.
  • Gas-fired heaters usually have a flame detection device, often due to legal requirements, which prevents unburned combustible gas/air mixture from escaping in the combustion chamber of the heater. Flame detection enables the gas supply to the heater to be interrupted as soon as the flame detection device can no longer detect a flame, thus ensuring particularly safe operation of the heater.
  • flame detection based on UV light is often used in hydrogen-powered heaters, with an ultraviolet light sensor on the flame can be directed. If the UV sensor fails or becomes dirty, for example due to deposits of combustion products, it is disadvantageous that flame detection cannot be reliably guaranteed and the operating range has to be reduced or the operation of the heater even has to be interrupted.
  • the object of the invention to propose a method for flame detection (flame monitoring) of a heating device which at least partially overcomes the problems of the prior art described.
  • the method is intended to enable safe operation of the heater even after the failure of a first flame detection device.
  • Steps a), b) and c) are generally carried out at least once in the specified sequence in a regular process sequence. It is also possible to carry out step b) permanently or at different times, for example with a sampling rate.
  • the method is used to operate a heater, in particular to provide flame detection for (emergency) operation of the heater in the event of failure of a first device for flame detection (a first flame detection system).
  • the method can also be used to regulate the combustion process as part of emergency operation, in particular to regulate the proportions of fuel gas and combustion air in the mass flow of the combustion mixture to be supplied to the burner of the heater.
  • the solution specified here describes, in particular, a particularly simple and reliable way of ensuring (emergency) operation of a heater if a first flame detection system fails.
  • the heater is, in particular, a gas heater which is set up to burn a gaseous fuel, such as natural gas or, in particular, hydrogen, with the supply of ambient air.
  • a gaseous fuel such as natural gas or, in particular, hydrogen
  • the resulting heat can, for example, be transferred to a heating circuit or provide a hot water supply.
  • the heater usually has at least one burner and a delivery device that delivers a mixture of fuel (gas) and combustion air through a mixture channel of the heater to the burner.
  • the combustion products can then be routed through an exhaust duct of the heater to an exhaust system.
  • the heater can be operated in particular with pure hydrogen or a fuel gas with a hydrogen content of more than 90%, preferably more than 97%.
  • a first flame detection device can be based in particular on detecting and evaluating the UV (ultraviolet) radiation emitted by the flame.
  • the device for flame detection can include a sensor for UV radiation, which can be aligned in the direction of a burner of the heating device or a flame arising there.
  • the use of a flame detection system based on UV radiation can make sense, especially for hydrogen-powered heaters. During the combustion of hydrogen, only a few free charge carriers are created, which makes it difficult to use a flame detection system based on the detection of an ionization current.
  • a first device for flame detection can take place alternatively or cumulatively by means of at least one infrared flicker detector, acoustic flame detection and/or high-voltage ionization
  • a failure of the first flame detection device is detected.
  • a failure of the flame detection device can be detected, for example, by means of a comparison with stored reference values during operation of the heater at defined operating points, in order to verify the first flame detection device.
  • the first flame detection device includes a UV sensor for detecting UV radiation from a flame of the heater
  • a failure of the first flame detection device can be caused by a failure of the UV sensor or by contamination of the same. Contamination of the UV sensor would result in sensor drift, which can make the UV sensor signal unusable for controlling the heater.
  • a sensor drift can be detected by a signal evaluation of the sensor signal, in particular by inclusion and a comparison with other operating parameters of the heater, which allow conclusions to be drawn about the sensor signal to be expected.
  • a failure of the first device for flame detection according to step a) can be detected before the heater is started up or during operation.
  • a detected ionization current of the flame of the heater can be used to detect a failure of the first device for flame detection.
  • it may appear sensible to carry out step b) of the method presented here permanently or at regular intervals.
  • At least one operating parameter of the heater can be used to detect a failure of the first device for flame detection according to step a).
  • Various operating parameters of the heating device are advantageously on one level when a method proposed here is carried out Regulation and control unit of the heater already before.
  • the operating parameters can be, for example, a flow and/or return temperature of the heating system and/or operating parameters that allow conclusions to be drawn about the mass flow of combustion gas and combustion air supplied to the burner.
  • the comparison of the operating parameters with a detected signal of the first device for flame detection can, in particular when viewed over a longer period of time, enable detection of a sensor drift and thus also a failure of a first device for flame detection according to step a) can be detected.
  • step b) at least one temperature of the flame of the heater is detected.
  • a signal from at least one temperature sensor arranged in the immediate vicinity of the flame of the heating device can be detected.
  • any desired temperature sensor can be used to detect the at least one temperature.
  • a resistance-based temperature sensor for example a thermistor or PTC thermistor, a platinum or silicon measuring resistor, and/or a semiconductor temperature sensor can be used.
  • the temperature sensor can be an ignition device, in particular a hot-surface igniter of the heater.
  • a hot-surface igniter is an ignition device for a heater that has a temperature-dependent resistance and thus enables a temperature to be recorded.
  • the complexity of a heating device is not increased and no additional components are required to carry out a method proposed here.
  • the signals from a number of (different) temperature sensors can be included in order to record the at least one temperature.
  • step c) the heater is operated by means of a flame detection based on the at least one temperature recorded in step b). In this way, (emergency) operation of the heater can advantageously be guaranteed, even if the first device for flame detection has failed.
  • step c) If a failure of the first device for flame detection according to step a) has been detected when the heater is started by a missing and/or implausible signal from the first device for flame detection, it can now also be determined in step c) whether the missing or implausible signal from the first flame detection device is actually due to a flame detection failure or some other problem in the heater that may prevent a flame from developing.
  • the at least one recorded temperature of the flame according to step b) or also a recorded ionization current of the heating device can be used. This can be done as part of a further attempt to start the heater or also during the first attempt to start by carrying out steps a) and b) in parallel.
  • a temperature of the flame (and an ionization current) is continuously recorded in order to have as much information as possible about the state of the flame available at all times.
  • a rate of change in output of the heater when operating the heater in step c) according to step e), can be set in such a way that a change in the output of the heater (e.g. due to a lower heat requirement) is compensated for by the flame going out based on the in step b) detected temperature is recognizable.
  • a thermal mass of a temperature sensor for detecting a temperature of the flame according to step b) which can lead to a delayed reaction of the temperature signal from the sensor.
  • a suitable rate of power change can be stored in a memory of a regulating and control device that carries out a method presented here.
  • a reduced rate of change in output means that a new operating point of the heater, for example one based on a lower heat requirement, is approached at a lower speed, and operation of the heater with reduced output can thus be clearly distinguished from a loss of flame.
  • the heater can be operated by means of a flame detection based on the at least one temperature recorded in step b) in a restricted power range (modulation range) of the heater.
  • the power range can be limited in particular with the proviso that reliable flame detection is possible based on a detected temperature of the flame.
  • the restricted power range can also be stored, for example, on a regulation and control device that carries out a method presented here.
  • an ionization current of the flame of the heating device can also be detected when carrying out step b).
  • the measurement of an ionization current is a proven option for flame detection, but it is not used with hydrogen-powered heaters, since a hydrogen flame with low power and/or high lambda releases too few charge carriers to enable reliable flame detection. With higher power or sufficiently low lambda, however, flame detection of a hydrogen flame is reliably possible.
  • flame detection by means of an ionization current advantageously has a high reaction speed, so that a reduction in the rate of change in power, as described above for flame detection by means of a detected temperature, is unnecessary.
  • the threshold power of the heater can be defined in particular by the (hydrogen) flame of the heater releasing sufficient free charge carriers above the threshold power so that flame detection based on detection of the ionization current is reliably possible.
  • a threshold power of the heating device can be specified by various operating parameters of the heating device, which allow conclusions to be drawn about the converted power of the heating device. Suitable operating parameters can be, for example, a (consumed) power or a speed of the conveyor that supplies a mixture of fuel and combustion air to the burner of the heater, or a volume flow of the mixture of fuel and combustion air.
  • a value for the threshold power of the heater can be stored in a memory device of the heater, in particular on a regulation and control unit of the heater.
  • an ionization current of the flame of the heater can be (additionally) detected by means of an ignition device (ignition electrode) of the heater.
  • ignition device ignition electrode
  • the heater in step d), can provide or send information about the failure of the first device for flame detection.
  • the information can be provided or sent via a network, in particular the Internet.
  • the heater could automatically send information about this to a selected specialist company, which can then plan and carry out a maintenance appointment for the heater to restore the first device for flame detection.
  • the heater can advantageously be operated in an (emergency) mode according to step c), so that there are no restrictions in comfort for the user.
  • 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 proposed 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 regulating and control unit for a heating device is also proposed, set up to carry out a method proposed here.
  • the regulating and control device can have a processor, for example, and/or have it at its disposal.
  • the processor can, for example, execute the method stored in a memory (of the regulation and control unit). In the forefront of the memory of the control unit and operating data and according to Step e) the rate of change in power to be set for carrying out a method presented here is or is to be stored.
  • a heater having a regulation and control device proposed here.
  • the heater is in particular a gas heater, in particular a hydrogen-powered gas heater.
  • the gas heater can have a burner and a delivery device with which a mixture of combustion gas (hydrogen) and combustion air can be supplied to the burner.
  • the use of at least one recorded temperature of a flame of a heating device to operate the heating device, in particular for flame detection to operate the heating device after failure of a first device for flame detection is proposed.
  • the at least one temperature can be detected by a temperature sensor arranged in the area or in the immediate vicinity of the flame.
  • a detected ionization current of the flame of the heater can also be used for flame detection above a threshold power. Below the threshold power, the detected temperature can be used for flame detection, since reliable flame detection by means of a detected ionization current is not possible in the power range below the threshold power.
  • a method for operating a heater, a computer program, a machine-readable storage medium, a regulation and control device, a heater and the use of at least one temperature signal are thus specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • the method, the heater and the use at least contribute to enabling safe operation of a heater after failure of a first device for flame detection.
  • no action is required to operate the heater, since the heater automatically switches to (emergency) operation and transmits information about the failure of the first device for flame detection, for example to a service company.
  • the invention can be implemented very easily and in particular without or with only very minor structural changes to a heating device.
  • the ionization current of the heating device is detected according to step b) via a device of the heating device, no structural changes are necessary on a heating device in order to carry out a method proposed here.
  • first primarily (only) serve to distinguish between several similar objects, sizes or processes, i.e. in particular no dependency and/or sequence of these objects, sizes or make processes mandatory for each other. Should a dependency and/or order be necessary, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. If a component can occur more than once (“at least one"), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.
  • FIG. 1 shows an exemplary and schematic sequence of a method proposed here.
  • the method is used to ensure (emergency) operation of a heater 1 after failure of a first device for flame detection 4.
  • the sequence of steps a), b) and c) shown in blocks 110, 120 and 130 can change in a regular operating sequence set.
  • a failure of the first flame detection device 4 is detected.
  • the first flame detection device 4 can include a UV sensor that detects UV radiation emitted by the flame 3 and thus detects a flame 3 of the heater can.
  • the detection of a failure of the first device for flame detection 4 can, for example, based on the signal from the device Flame detection 4 itself or by comparing the signal from the flame detection device 4 with reference values for defined operating states of the heater 1.
  • step b) at least one temperature of a flame 3 of the heater 1 is detected.
  • the at least one temperature of the flame 3 of the heater 1 can be detected by a temperature sensor 5.
  • the temperature sensor 5 can be an ignition device, in particular a hot-surface igniter of the heating device 1 .
  • several temperature sensors 5 can also be provided, which can be arranged, for example, at different positions in or in the immediate vicinity of the flame 3 of the heating device 1 .
  • step c) the heater 1 is operated by means of a flame detection based on the at least one temperature recorded in step b).
  • the first device for flame detection 4 and the at least one temperature sensor 5 can advantageously be electrically connected to a regulating and control device 8 on which a method presented here is carried out.
  • the heater 1 has a regulating and control device 8 that is set up to carry out a method presented here.
  • the heater 1 has a burner 2 which can generate a flame 3 which can be detected by means of a first device 4 for flame detection.
  • the heater 1 also has a temperature sensor 5, which can be arranged in such a way that a temperature of the flame 3 can be detected.
  • FIG. 3 shows an example and a schematic of a parameter curve that can occur when a method presented here is carried out.
  • the abscissa of the diagram shown in FIG. 3 shows the course of time t, a first device for flame detection 4 failing at a point in time t A , which is detected in accordance with step a) (block 110).
  • the heater 1 can be operated in a power range (modulation range) 6 by means of the first device for flame detection 4 (here, for example, designed as a UV sensor), since flame detection by means of the first device for flame detection 4 is guaranteed in this power range 6 .
  • the heater 1 After failure of the first flame detection device 4 at time t A , as part of the operation of the heater 1 by means of a flame detection based on the in step b) (block 120) detected at least one temperature according to step c) (block 130), the heater 1 only can still be operated in a power range 7 in which control of the heater 1 using a detected temperature of the flame 3 is reliably possible.
  • a speed of change in output of the temperature-based flame detection 10 for operating the heater according to step b) (block 120) can be reduced in order to compensate for a reduction in the output of the heater (for example due to a lower heat requirement) caused by the regulation and control unit 8 to distinguish a flame loss.
  • the power change speed of the temperature-based flame detection 10 can be set noticeably lower than the power change speed of the first flame detection device 9 . It goes without saying that the power change speed for the temperature-based flame detection 10 should only be changed for a reduction in power, since there is no risk of confusion with a loss of flame when there is an increase in power.
  • FIG. 4 shows an example and a schematic of a parameter curve that can occur when carrying out a method presented here, after the failure of a first Device for flame detection 4 at time t A a flame is detected below a threshold power 13 by means of a temperature measured by the temperature sensor 5 and above the threshold power 13 by means of an ionization current measured by an ionization electrode 14 .
  • a power change speed of the ionization-based flame detection 11 that is significantly higher than the power change speed for the temperature-based flame detection 10 is advantageously possible in a power range of the flame detection using the ionization current 12 .

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Abstract

Das vorgeschlagene Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (1), aufweisend eine erste Vorrichtung zur Flammenerkennung (4), umfasst zumindest die folgenden Schritte:a) Erkennen eines Ausfalls der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung (4),b) Erfassen mindestens einer Temperatur der Flamme (3) des Heizgerätes (1),c) Betreiben des Heizgerätes (1) mittels einer Flammenerkennung unter Einbeziehung der in Schritt b) erfassten mindestens einen Temperatur. Das Verfahren dient zum Betreiben eines Heizgerätes (1), insbesondere zur Gewährleistung eines (Notlauf-) Betriebes des Heizgerätes (1) im Falle eines Ausfalls einer ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung (4) (eines ersten Flammenerkennungssystems). Die hier angegebene Lösung beschreibt insbesondere eine besonders einfache und sichere Möglichkeit zur Gewährleistung eines (Notlauf-) Betriebes eines Heizgerätes (1) bei Ausfall einer ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung (4).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Speichermedium, ein Regel- und Steuergerät, ein Heizgerät und eine Verwendung einer erfassten Temperatur.
  • Gasbefeuerte Heizgeräte weisen in der Regel, häufig aufgrund von gesetzlichen Vorgaben, eine Vorrichtung zur Flammenerkennung auf, die verhindert, dass unverbranntes Brenngas-Luftgemisch im Brennraum des Heizgerätes austreten kann. Die Flammenerkennung ermöglicht ein Unterbrechen der Gaszufuhr des Heizgerätes, sobald die Vorrichtung zur Flammenerkennung keine Flamme mehr erkennen kann und so ein besonders sicheres Betreiben des Heizgerätes.
  • Bei Heizgeräten eingerichtet zur Verbrennung von Kohlenwasserstoffen kommt häufig eine Flammenerkennung basierend auf einem erfassten lonisationsstrom der Flamme des Heizgerätes zum Einsatz. Durch eine Erfassung der bei der Verbrennung freigesetzten Ladungsträger ermöglicht diese Lösung eine sichere und zuverlässige Flammenerkennung.
  • Bei wasserstoffbetriebenen Heizgeräten ist eine Flammenerkennung basierend auf der Erfassung eines lonisationsstromes der Flamme, insbesondere bei geringer Leistung des Heizgerätes, nicht möglich, da eine Wasserstofflamme erheblich weniger Ladungsträger freisetzt als eine Flamme bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen (zum Beispiel Erdgas).
  • Daher kommt bei wasserstoffbetriebenen Heizgeräten häufig eine Flammenerkennung basierend auf UV-Licht zum Einsatz, wobei ein Sensor für ultraviolettes Licht auf die Flamme gerichtet sein kann. Bei Ausfall oder einer Verschmutzung des UV-Sensors, beispielsweise aufgrund von Ablagerung von Verbrennungsprodukten, kann nachteilig eine Flammenerkennung nicht zuverlässig gewährleistet und der Betriebsbereich muss verkleinert oder der Betrieb des Heizgerätes muss sogar unterbrochen werden.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Flammenerkennung (Flammenüberwachung) eines Heizgerätes vorzuschlagen, das die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwindet. Insbesondere soll das Verfahren einen sicheren Betrieb des Heizgerätes auch nach Ausfall einer ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung ermöglichen.
  • Zudem soll eine Einrichtung eines Heizgerätes zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens dessen Komplexität nicht oder nur unwesentlich erhöhen und das Verfahren mit einfachen Mitteln durchführbar sein.
  • 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, aufweisend eine erste Vorrichtung zur Flammenerkennung, bei, umfassend zumindest die folgenden Schritte:
    1. a) Erkennen eines Ausfalls der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung,
    2. b) Erfassen mindestens einer Temperatur der Flamme des Heizgerätes,
    3. c) Betreiben des Heizgerätes mittels einer Flammenerkennung unter Einbeziehung der in Schritt b) erfassten mindestens einen Temperatur.
  • Die Schritte a), b) und c) werden bei einem regulären Verfahrensablauf in der Regel zumindest einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt. Es ist auch möglich, den Schritt b) permanent oder zeitlich beabstandet, beispielsweise mit einer Abtastrate, durchzuführen.
  • Das Verfahren dient zum Betreiben eines Heizgerätes, insbesondere zur Bereitstellung einer Flammenerkennung für einen (Notlauf-) Betrieb des Heizgerätes im Falle eines Ausfalls einer ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung (eines ersten Flammenerkennungssystems). Das Verfahren kann auch für eine Regelung des Verbrennungsprozesses im Rahmen des Notlaufbetriebes genutzt werden, insbesondere zur Regelung der Anteile Brenngas und Verbrennungsluft des dem Brenner des Heizgerätes zuzuführenden Massestromes Verbrennungsgemisch.
  • Die hier angegebene Lösung beschreibt insbesondere eine besonders einfache und sichere Möglichkeit zur Gewährleistung eines (Notlauf-) Betriebes eines Heizgerätes bei Ausfall eines ersten Flammenerkennungssystems.
  • Bei dem Heizgerät handelt es sich insbesondere um ein Gasheizgerät, welches dazu eingerichtet ist, einen gasförmigen Brennstoff, wie Erdgas oder insbesondere Wasserstoff, unter Zufuhr von Umgebungsluft zu verbrennen. Dabei entstehende Wärme kann beispielsweise auf einen Heizkreislauf übertragen oder eine Warmwasserversorgung bereitstellen. Das Heizgerät weist in der Regel zumindest einen Brenner und eine Fördereinrichtung auf, die ein Gemisch von Brennstoff (Gas) und Verbrennungsluft durch einen Gemischkanal des Heizgerätes zum Brenner fördert. Im Anschluss können die Verbrennungsprodukte durch einen Abgaskanal des Heizgerätes zu einer Abgasanlage geführt werden.
  • Das Heizgerät ist insbesondere mit reinem Wasserstoff oder einem Brenngas mit mehr als 90 % [Prozent] Wasserstoffanteil, vorzugsweise mehr als 97 %, betreibbar.
  • Eine erste Vorrichtung zur Flammenerkennung kann insbesondere auf einer Erfassung und Auswertung der von der Flamme emittierten UV(Ultraviolett)-Strahlung basieren. Hierzu kann die Vorrichtung zur Flammenerkennung einen Sensor für UV-Strahlung umfassen, der in Richtung eines Brenners des Heizgerätes bzw. einer dort entstehenden Flamme ausgerichtet sein kann. Eine Nutzung eines Flammenerkennungssystems basierend auf UV-Strahlung kann insbesondere bei wasserstoffbetriebenen Heizgeräten sinnvoll erscheinen. So entstehen bei der Verbrennung von Wasserstoff nur wenige freie Ladungsträger, die den Einsatz eines Flammenerkennungssystems basierend auf der Erfassung eines lonisationsstromes erschweren.
  • Eine erste Vorrichtung zur Flammenerkennung kann alternativ oder kumulativ mittels mindestens einen Infrarot-Flacker-Detektor, eine akustische Flammenerkennung und/oder eine HighVoltage-Ionisation erfolgen
  • Gemäß Schritt a) erfolgt das Erkennen eines Ausfalls der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung. Das Erkennen eines Ausfalls der Vorrichtung zur Flammenerkennung kann beispielsweise mittels eines Vergleichs mit gespeicherten Referenzwerten beim Betrieb des Heizgerätes an definierten Betriebspunkten erfolgen, um die erste Vorrichtung zur Flammenerkennung zu verifizieren.
  • Alternativ oder kumulativ kann ein Ausfall der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung auch beim Gerätestart festgestellt werden, in dem nach einem Zündvorgang des Heizgerätes kein oder nur ein unplausibles Signal der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung erfasst werden kann. Hierfür zwei Beispiele:
    1. 1) Sollte eine Flamme erkannt werden, obwohl das Brenngas-Ventil geschlossen ist, ist die erste Vorrichtung zur Flammenerkennung unplausibel.
    2. 2) Eine Elektrische Erkennung von Kurschluss oder Kabelbruch am Sensor der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung kann auch zum Ergebnis führen, dass die erste Vorrichtung zur Flammenerkennung als unplausibel eingestuft wird.
  • Sofern die erste Vorrichtung zur Flammenerkennung einen UV-Sensor zur Erfassung von UV-Strahlung einer Flamme des Heizgerätes umfasst, kann ein Ausfall der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung durch einen Ausfall des UV-Sensors oder auch einer Verschmutzung desselben hervorgerufen werden. Eine Verschmutzung des UV-Sensors hätte einen Sensordrift zur Folge, der eine Nutzung des Signals des UV-Sensors zur Steuerung des Heizgerätes unbrauchbar machen kann. Ein Sensordrift kann durch eine Signalbewertung des Sensorsignals erkannt werden, insbesondere durch Einbeziehung und einen Vergleich mit weiteren Betriebsparameter des Heizgerätes, die einen Rückschluss auf das zu erwartende Sensorsignal ermöglichen.
  • Das Erkennen eines Ausfalls der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung gemäß Schritt a) kann vor Inbetriebnahme des Heizgerätes oder auch während des Betriebes erfolgen. Insbesondere kann für ein Erkennen eines Ausfalls der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung ein erfasster lonisationsstrom der Flamme des Heizgerätes herangezogen werden. Insofern kann es sinnvoll erscheinen, den Schritt b) des hier vorgestellten Verfahrens permanent oder in regelmäßigen Abständen durchzuführen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann für das Erkennen eines Ausfalls der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung gemäß Schritt a) mindestens ein Betriebsparameter des Heizgerätes herangezogen werden. Vorteilhaft liegen verschiedene Betriebsparameter des Heizgerätes bei einer Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens auf einem Regel- und Steuergerät des Heizgerätes bereits vor. Die Betriebsparameter können beispielsweise eine Vorlauf- und/oder Rücklauftemperatur der Heizungsanlage und/ oder Betriebsparameter, die einen Rückschluss auf den dem Brenner zugeführten Massenstrom von Verbrennungsgas und Verbrennungsluft erlauben, sein. Der Vergleich der Betriebsparameter mit einem erfassten Signal der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung kann, insbesondere bei einer Betrachtung über einen längeren Zeitraum, eine Feststellung eines Sensordrifts zu ermöglichen und damit gleichfalls ein Ausfall einer ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung gemäß Schritt a) erkannt werden.
  • Gemäß Schritt b) erfolgt das Erfassen mindestens einer Temperatur der Flamme des Heizgerätes. Hierzu kann ein Signal mindestens eines in unmittelbarer Nähe der Flamme des Heizgerätes angeordneten Temperatursensors erfasst werden.
  • Grundsätzlich kann zum Erfassen der mindestens einen Temperatur ein beliebiger Temperatursensor eingesetzt werden. Insbesondere kann ein widerstandsbasierter Temperatursensor, beispielsweise ein Heißleiter oder Kaltleiter, ein Platin- oder Silizium-Messwiderstand, und/oder ein Halbleiter-Temperatursensor genutzt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Temperatursensor eine Zündeinrichtung, insbesondere ein Hot-Surface-Igniter des Heizgerätes sein. Ein Hot-Surface-Igniter ist eine Zündeinrichtung für ein Heizgerät, dass einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist und so die Erfassung einer Temperatur ermöglicht. In vorteilhafter Weise wird so die Komplexität eines Heizgerätes nicht erhöht und es sind keine zusätzlichen Bauteile zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens notwendig.
  • Dabei versteht sich, dass zum Erfassen der mindestens einen Temperatur die Signale mehrerer (verschiedener) Temperatursensoren einbezogen werden können.
  • Gemäß Schritt c) erfolgt ein Betreiben des Heizgerätes mittels einer Flammenerkennung basierend auf der im Schritt b) erfassten mindestens einen Temperatur. Vorteilhaft kann so ein (Notlauf-) Betrieb des Heizgerätes gewährleistet werden, auch wenn die erste Vorrichtung zur Flammenerkennung ausgefallen ist.
  • Sollte ein Ausfall der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung gemäß Schritt a) bei einem Start des Heizgerätes durch ein fehlendes und/oder unplausibles Signal der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung erkannt worden sein, kann im Rahmen von Schritt c) nunmehr auch festgestellt werden, ob das fehlende oder unplausible Signal der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung tatsächlich auf einen Fehler der Flammenerkennung oder auf ein anderweitiges Problem des Heizgerätes, das möglicherweise die Entstehung einer Flamme verhindert, zurückzuführen ist. Hierzu kann die gemäß Schritt b) mindestens eine erfasste Temperatur der Flamme oder auch ein erfasster lonisationsstrom des Heizgerätes herangezogen werden. Dies kann im Rahmen eines weiteren Startversuches des Heizgerätes oder auch während des ersten Startversuches durch eine parallele Durchführung der Schritte a) und b) erfolgen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird permanent eine Temperatur der Flamme (und ein lonisationsstrom) erfasst, um zu jedem Zeitpunkt möglichst viele Informationen über den Flammenzustand vorliegen zu haben.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung kann bei einem Betreiben des Heizgerätes in Schritt c) gemäß einem Schritt e) eine Leistungsänderungsgeschwindigkeit des Heizgerätes derart eingestellt werden, dass eine Änderung der Leistung des Heizgerätes (beispielsweise aufgrund eines geringeren Wärmebedarfs) von einem Erlöschen der Flamme anhand der in Schritt b) erfassten Temperatur erkennbar ist. In vorteilhafter Weise kann so eine thermische Masse eines Temperatursensors zum Erfassen einer Temperatur der Flamme gemäß Schritt b), die zu einer verzögerten Reaktion des Temperatursignals des Sensors führen kann, ausgeglichen werden. Hierzu kann beispielsweise eine geeignete Leistungsänderungsgeschwindigkeit auf einem Speicher eines, ein hier vorgestelltes Verfahren durchführenden, Regel - und Steuergeräts hinterlegt sein. Eine geminderte Leistungsänderungsgeschwindigkeit hat zur Folge, dass ein neuer, beispielsweise auf einem geringeren Wärmebedarfs basierender, Betriebspunkt des Heizgerätes mit geringerer Geschwindigkeit angefahren wird und so ein Betreiben des Heizgerätes mit geminderter Leistung eindeutig von einem Flammenverlust unterscheidbar ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Betreiben des Heizgerätes mittels einer Flammenerkennung basierend auf der in Schritt b) erfassten mindestens einen Temperatur in einem eingeschränkten Leistungsbereich (Modulationsbereich) des Heizgerätes erfolgen. Der Leistungsbereich kann insbesondere mit der Maßgabe eingeschränkt werden, dass eine sichere Flammenerkennung basierend auf einer erfassten Temperatur der Flamme möglich ist. Auch der eingeschränkte Leistungsbereich kann beispielsweise auf einem Regel- und Steuergerät, das ein hier vorgestelltes Verfahren durchführt, hinterlegt sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann im Rahmen der Durchführung des Schrittes b) zusätzlich ein lonisationsstrom der Flamme des Heizgerätes erfasst werden. Die Messung eines lonisationsstromes ist eine bewährte Möglichkeit zur Flammenerkennung, die jedoch bei wasserstoffbetriebenen Heizgeräten nicht eingesetzt wird, da eine Wasserstoffflamme bei geringer Leistung und/ oder hohem Lambda zu wenig Ladungsträger freisetzt, um eine sichere Flammenerkennung zu ermöglichen. Bei höherer Leistung bzw. ausreichend niedrigem Lambda ist eine Flammenerkennung einer Wasserstoffflamme jedoch zuverlässig möglich. In vorteilhafter Weise hat eine Flammenerkennung mittels lonisationsstrom zudem eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit, sodass eine oben für eine Flammenerkennung mittels einer erfassten Temperatur beschriebene Minderung der Leistungsänderungsgeschwindigkeit unnötig ist.
  • Es wird als besonders vorteilhafte Ausgestaltung vorgeschlagen, ein Betreiben des Heizgerätes gemäß Schritt c) bei einer Leistung des Heizgerätes
    • unterhalb einer Schwellleistung für eine Flammenerkennung einem erfassten lonisationsstrom der Flamme, und
    • oberhalb der Schwellleistung für eine Flammenerkennung eine Temperatur der Flamme des Heizgerätes heranzuziehen.
  • Die Schwellleistung des Heizgerätes kann hierzu insbesondere dadurch festgelegt werden, dass oberhalb der Schwellleistung die (Wasserstoff-)Flamme des Heizgerätes ausreichend freie Ladungsträger freisetzt, so dass eine Flammenerkennung basierend auf einer Erfassung des lonisationsstroms sicher möglich ist.
  • Eine Schwellleistung des Heizgerätes kann durch verschiedene Betriebsparameter des Heizgerätes, die einen Rückschluss auf die umgesetzte Leistung des Heizgerätes zulassen, angegeben werden. Geeignete Betriebsparameter können beispielsweise eine (aufgenommene) Leistung oder eine Drehzahl der Fördereinrichtung, die ein Gemisch von Brennstoff und Verbrennungsluft dem Brenner des Heizgerätes zuführt, oder auch ein Volumenstrom des Gemischs von Brennstoff und Verbrennungsluft sein. Einen Wert für die Schwellleistung des Heizgerätes kann auf einer Speichereinrichtung des Heizgerätes, insbesondere auf einem Regel- und Steuergerät des Heizgerätes, hinterlegt sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein (zusätzliches) Erfassen eines lonisationsstromes der Flamme des Heizgerätes mittels einer Zündeinrichtung (Zündelektrode) des Heizgerätes erfolgen. In vorteilhafter Weise wird so die Komplexität eines Heizgerätes nicht erhöht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in Schritt d) das Heizgerät eine Information über den Ausfall der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung bereitstellen oder versenden. Insbesondere kann das Bereitstellen oder Versenden der Information über ein Netzwerk, insbesondere dem Internet, erfolgen. Beispielsweise könnte das Heizgerät automatisiert nach einem Erkennen eines Ausfalls der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung gemäß Schritt a) eine Information hierüber an einen ausgewählten Fachbetrieb senden, der dann einen Wartungstermin für das Heizgerät zur Wiederherstellung der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung planen und durchführen kann. Bis dahin kann das Heizgerät vorteilhaft gemäß Schritt c) in einem (Notlauf-) Betrieb betrieben werden, sodass keine Komforteinschränkungen für den Nutzer entstehen.
  • 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 vorgeschlagenes 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 vorgeschlagenen Verfahrens. Das Regel- und Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen, und/ oder über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das auf einem Speicher (des Regel- und Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen. In vorderster Weise können auf dem Speicher des Regel- und Steuergeräts auch Betriebsdaten und eine gemäß Schritt e) einzustellende Leistungsänderungsgeschwindigkeit zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens hinterlegt werden oder sein.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Heizgerät vorgeschlagen, aufweisend ein hier vorgeschlagenes Regel- und Steuergerät. Bei dem Heizgerät handelt sich insbesondere um ein Gasheizgerät insbesondere um ein wasserstoffbetriebenes Gasheizgerät. Das Gasheizgerät kann einen Brenner und eine Fördereinrichtung aufweisen, mit der ein Gemisch aus Verbrennungsgas (Wasserstoff) und Verbrennungsluft der Brenner zugeführt werden kann.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung mindestens einer erfassten Temperatur einer Flamme eines Heizgerätes zum Betreiben des Heizgerätes, insbesondere für eine Flammenerkennung zum Betreiben des Heizgerätes nach Ausfall einer ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung vorgeschlagen. Insbesondere kann der die mindestens eine Temperatur durch eine im Bereich oder in unmittelbarer Nähe der Flamme angeordneten Temperatursensor erfasst werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann zusätzlich ein erfasster Ionisationsstrom der Flamme des Heizgerätes für eine Flammenerkennung oberhalb einer Schwellleistung verwendet werden. Unterhalb der Schwellleistung kann für die Flammenerkennung die erfasste Temperatur verwendet werden, da in dem Leistungsbereich unterhalb der Schwellleistung eine sichere Flammenerkennung mittels eines erfassten lonisationsstromes nicht möglich ist.
  • Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Computerprogramm, den Speichermedium, dem Regel- und Steuergerät, dem Heizgerät und/oder der Verwendung 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 maschinenlesbares Speichermedium, ein Regel- und Steuergerät, ein Heizgerät und eine Verwendung mindestens eines Temperatursignals angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen das Verfahren, das Heizgerät sowie die Verwendung zumindest dazu bei, einen sicheren Betrieb eines Heizgerätes nach Ausfall einer ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung zu ermöglichen. Insbesondere bei Durchführung des optionalen Schrittes d) sind für ein Betreiben des Heizgerätes keinerlei Handlungen notwendig, da das Heizgerät automatisiert in einen (Notlauf-) Betrieb übergeht und eine Information über den Ausfall der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung beispielsweise an einen Servicebetrieb übermittelt.
  • Zudem kann die Erfindung sehr einfach und insbesondere ohne bzw. mit nur sehr geringen baulichen Veränderungen an einem Heizgerät umgesetzt werden. Insbesondere bei einem Erfassen des lonisationsstromes des Heizgerätes gemäß Schritt b) über eine Einrichtung des Heizgerätes sind keinerlei bauliche Veränderungen an einem Heizgerät notwendig, um ein hier vorgeschlagenes Verfahren durchzuführen.
  • Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter ("erste", "zweite", ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann ("mindestens ein"), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
  • 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: einen Brenner eines hier vorgeschlagenen Heizgerätes,
    • Fig. 3: einen Parameterverlauf, der sich bei Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens einstellen kann, und
    • Fig. 4: einen weiteren 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 zur Gewährleistung eines (Notlauf-) Betriebes eines Heizgerätes 1 nach Ausfall einer ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung 4. Die mit den Blöcken 110, 120 und 130 dargestellte Reihenfolge der Schritte a), b) und c) kann sich bei einem regulären Betriebsablauf einstellen.
  • In Block 110 erfolgt gemäß Schritt a) ein Erkennen eines Ausfalls der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung 4. Die erste Vorrichtung zur Flammenerkennung 4 kann einen UV-Sensor umfassen, der von der Flamme 3 emittierte UV-Strahlung erfasst und so eine Flamme 3 des Heizgerätes erkennen kann. Das Erkennen eines Ausfalls der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung 4 kann beispielsweise anhand des Signals der Vorrichtung zur Flammenerkennung 4 selbst erfolgen oder auch durch einen Vergleich des Signals der Vorrichtung zur Flammenerkennung 4 mit Referenzwerten für definierte Betriebszustände des Heizgerätes 1.
  • In Block 120 erfolgt gemäß Schritt b) ein Erfassen mindestens einer Temperatur einer Flamme 3 des Heizgerätes 1. Ein Erfassen der mindestens einen Temperatur der Flamme 3 des Heizgerätes 1 kann durch einen Temperatursensor 5 erfolgen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Temperatursensor 5 eine Zündeinrichtung, insbesondere ein Hot-Surface-Igniter des Heizgerätes 1 sein. Einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß können auch mehrere Temperatursensoren 5 vorgesehen sein, die beispielsweise an verschiedenen Positionen in oder in unmittelbarer Nähe der Flamme 3 des Heizgerätes 1 angeordnet sein können.
  • In Block 130 erfolgt gemäß Schritt c) ein Betreiben des Heizgerätes 1 mittels einer Flammenerkennung basierend auf dem in Schritt b) erfassten mindestens einen Temperatur.
  • Die erste Vorrichtung zur Flammenerkennung 4 und der mindestens eine Temperatursensor 5 können vorteilhaft mit einem Regel - und Steuergerät 8, auf dem ein hier vorgestelltes Verfahren durchgeführt wird, elektrisch verbunden sein.
  • Fig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch ein hier vorgeschlagenes Heizgerät 1. Das Heizgerät 1 weist ein Regel - und Steuergerät 8 auf, dass zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens eingerichtet ist. Das Heizgerät 1 weist einen Brenner 2 auf, der eine Flamme 3 erzeugen kann, die mittels einer ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung 4 detektierbar ist. Das Heizgerät 1 weist zudem einen Temperatursensor 5 auf, die derart angeordnet sein kann, dass eine Temperatur der Flamme 3 erfassbar ist.
  • Fig. 3 zeigt beispielhaft und schematisch einen Parameterverlauf, der sich bei Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens einstellen kann. Die Abszisse des in Figur drei dargestellten Diagramms zeigt den Zeitverlauf t, wobei zu einem Zeitpunkt tA eine erste Vorrichtung zur Flammenerkennung 4 ausfällt, was gemäß Schritt a) (Block 110) erkannt wird. Mittels der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung 4 (hier beispielsweise ausgeführt als UV-Sensor) kann das Heizgerät 1 in einem Leistungsbereich (Modulationsbereich) 6 betrieben werden, da in diesem Leistungsbereich 6 eine Flammenerkennung mittels der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung 4 gewährleistet ist. Nach Ausfall der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung 4 zum Zeitpunkt tA kann im Rahmen des Betreibens des Heizgerätes 1 mittels einer Flammenerkennung basierend auf der in Schritt b) (Block 120) erfassten mindestens einen Temperatur gemäß Schritt c) (Block 130) das Heizgerät 1 nur noch in einem Leistungsbereich 7, in dem eine Steuerung des Heizgerätes 1 anhand einer erfassten Temperatur der Flamme 3 sicher möglich ist, betrieben werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Leistungsänderungsgeschwindigkeit der temperaturbasierten Flammenerkennung 10 für ein Betreiben des Heizgerätes gemäß Schritt b) (Block 120) gemindert werden, um eine durch das Regel- und Steuergerät 8 veranlasste Minderung der Leistung des Heizgerätes (beispielsweise aufgrund einer geringeren Wärmeanforderung) von einem Flammenverlust zu unterscheiden. Im vorliegenden Beispiel kann die Leistungsänderungsgeschwindigkeit der temperaturbasierte Flammenerkennung 10 erkennbar geringer als die Leistungsänderungsgeschwindigkeit der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung 9 eingestellt werden. Dabei versteht sich, dass die Leistungsänderungsgeschwindigkeit für die temperaturbasierte Flammenerkennung 10 lediglich für ein Herunterfahren der Leistung geändert werden sollte, da bei einer Leistungssteigerung keine Verwechslungsgefahr mit einem Flammenverlust auftritt.
  • Fig. 4 zeigt beispielhaft und schematisch einen Parameterverlauf, der sich bei Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens einstellen kann, wobei nach Ausfall einer ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung 4 zum Zeitpunkt tA eine Flammenerkennung unterhalb einer Schwellleistung 13 mittels einer durch den Temperatursensor 5 gemessenen Temperatur und oberhalb der Schwellleistung 13 mittels eines durch eine lonisationselektrode 14 gemessenen lonisationsstromes erfolgt. Dabei ist in einem Leistungsbereich der Flammenerkennung mittels lonisationsstrom 12 vorteilhaft eine Leistungsänderungsgeschwindigkeit der ionisationsbasierten Flammenerkennung 11 möglich, die erheblich über der Leistungsänderungsgeschwindigkeit für die temperaturbasierte Flammenerkennung 10 liegt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Heizgerät
    2
    Brenner
    3
    Flamme
    4
    erste Vorrichtung zur Flammenerkennung
    5
    Temperatursensor
    6
    Leistungsbereich erste Vorrichtung zur Flammenerkennung
    7
    Leistungsbereich Flammenerkennung Temperatursensor
    8
    Regel- und Steuergerät
    9
    Leistungsänderungsgeschwindigkeit erste Vorrichtung zur Flammenerkennung
    10
    Leistungsänderungsgeschwindigkeit temperaturbasierte Flammenerkennung
    11
    Leistungsänderungsgeschwindigkeit ionisationsbasierte Flammenerkennung
    12
    Leistungsbereich Flammenerkennung lonisationsstrom
    13
    Schwellleistung
    14
    lonisationselektrode

Claims (13)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (1), aufweisend eine erste Vorrichtung zur Flammenerkennung (4), umfassend zumindest die folgenden Schritte:
    a) Erkennen eines Ausfalls der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung (4),
    b) Erfassen einer Temperatur einer Flamme (3) des Heizgerätes (1),
    c) Betreiben des Heizgerätes (1) mittels einer Flammenerkennung basierend auf der in Schritt b) erfassten Temperatur.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Heizgerät (1) mit Wasserstoff als Brennstoff betrieben wird.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Vorrichtung zur Flammenerkennung (4) eine von der Flamme (3) des Heizgerätes (1) emittierte UV-Strahlung erfasst.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt e) eine Leistungsänderungsgeschwindigkeit des Heizgerätes (1) derart eingestellt wird, dass bei einer Änderung der in Schritt b) erfassten Temperatur ein Erlöschen der Flamme (3) von einer Leistungsminderung des Heizgerätes (1) unterscheidbar ist.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt b) mehrere Temperaturen der Flamme (3) an verschiedenen Positionen der Flamme (3) erfasst werden.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt b) zusätzlich ein lonisationsstrom der Flamme (3) erfasst wird und ein Betreiben des Heizgerätes (1) gemäß Schritt c) mit einer Flammenerkennung basierend auf
    - einem erfassten lonisationsstrom der Flamme (3) bei einer Leistung des Heizgerätes (1) unterhalb einer Schwellleistung (13), und
    - einer erfassten Temperatur der Flamme (3) bei einer Leistung des Heizgerätes (1) oberhalb der Schwellleistung (13).
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in einem Schritt d) das Heizgerät (1) eine Information über den Ausfall der ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung (4) bereitstellt oder versendet.
  8. Computerprogramm, welches zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche eingerichtet ist.
  9. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 8 gespeichert ist.
  10. Regel- und Steuergerät (8) für ein Heizgerät (1), eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
  11. Heizgerät (1), aufweisend ein Regel- und Steuergerät (8) nach Anspruch 10.
  12. Verwendung mindestens einer erfassten Temperatur einer Flamme (3) eines Heizgerätes (1) für eine Flammenerkennung eines Heizgerätes (1) nach Ausfall einer ersten Vorrichtung zur Flammenerkennung (4).
  13. Verwendung nach Anspruch 12, wobei zusätzlich ein erfasster lonisationsstrom der Flamme (3) für eine Flammenerkennung oberhalb einer Schwellleistung (13) verwendet wird.
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