EP4279810A1 - Method for operating a heating device, computer program, control and control device and heating device - Google Patents

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EP4279810A1
EP4279810A1 EP23173628.1A EP23173628A EP4279810A1 EP 4279810 A1 EP4279810 A1 EP 4279810A1 EP 23173628 A EP23173628 A EP 23173628A EP 4279810 A1 EP4279810 A1 EP 4279810A1
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EP
European Patent Office
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heater
flame
sensor
air ratio
flame sensor
Prior art date
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Application number
EP23173628.1A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Timo Krah
Marvin Resch
Julian Tacke
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Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant GmbH
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Publication date
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    • F23N2239/00—Fuels
    • F23N2239/04—Gaseous fuels

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a heater, a computer program, a control and control device and a heater.
  • Gas-operated heaters often have a control of the combustion air ratio, also referred to as the air ratio lambda ( ⁇ ), based on a signal from a sensor that is arranged in a burner or in the vicinity of a flame or the burner of the heater and a conclusion about the Air ratio ( ⁇ ) allows.
  • ⁇ the air ratio lambda
  • the DE 10 2020 126 992 A1 proposes a method for operating a burner with a fuel gas containing more than 95% by volume of hydrogen, in which a temperature signal from the flame is included.
  • the temperature signal can be set up to check at least one mass flow sensor of the combustion air or fuel gas to be supplied. If a mass flow sensor fails, the burner can continue to operate by increasing the air supply for 1 to 10 seconds and, if the flame temperature increases, concluding that the ratio of combustion air to fuel gas is too low.
  • the disadvantage of this method requires the use of at least two mass flow sensors in order to achieve precise control of the combustion. Operating the burner by means of the proposed temporary increase in air supply and recording the temperature signal can only enable very imprecise combustion control.
  • a method for checking a gas mixture sensor in which a signal from an ionization sensor of the flame is detected and assigned to a signal from the gas mixture sensor.
  • the gas mixture to be burned can be changed and the resulting changes in the signals from the gas mixture sensor and ionization sensor can be recorded and evaluated.
  • This process is also complex and requires the use of a gas mixture sensor. In addition, the process is not suitable for use with a hydrogen-containing fuel gas.
  • a predetermined air mass flow can be set and a corresponding gas mass flow can be determined for the temperature T Max .
  • a determined sensor value can depend on both the air ratio and the mass flow of the combustion mixture of fuel gas and combustion air supplied to the burner. Therefore, the mass flow or volume flow of the combustion mixture is usually determined by a corresponding sensor and included in the control system.
  • the output of a conveyor device is usually used, for example a speed of a conveyor device designed as a fan.
  • the performance of the conveying device can often only allow a very inaccurate conclusion to be drawn about the mass flow of the combustion mixture; for example, an obstruction to the flow path of the combustion mixture or exhaust gas flow can lead to significant deviations. One reason for this could be an at least partially blocked exhaust system. A resulting inaccurate control of the air ratio can lead to unclean and inefficient combustion.
  • a simple and cost-effective method for operating a heater with control of the combustion air ratio, including a temperature signal from the flame is to be specified, which enables long-term precise control.
  • the method should be suitable for being carried out at least partially automatically. It should also be possible to ensure that the process can be used reliably for different fuels.
  • Steps a), b) and c) can be carried out at least once in the specified order during a regular operational procedure.
  • the implementation of steps a) to c) can be repeated several times, in particular permanently.
  • the method serves in particular for the long-term safe operation of a heater with a sensor-based control of the combustion air mixture, in particular a heater in which direct detection of a mass or volume flow of fuel gas and combustion air to be fed to a burner of the heater is not possible.
  • the heater can include at least one heat generator, in particular a gas condensing boiler, which releases heat energy by burning a fuel and can transfer it to a heating circuit via at least one heat exchanger, whereby consumers of the heating circuit can be connected to the heater via a heating flow and a heating return.
  • the exhaust gases produced during combustion can be fed to an exhaust system via an exhaust duct of the heater.
  • a circulation pump can be set up in the heating circuit to circulate a heat transfer medium (heating water), with heat transfer medium heated via a heating flow being supplied to consumers, such as convectors or surface heaters, and being returned to the heat generator or the at least one heat exchanger via a heating return.
  • the heater can have a conveying device, in particular a fan, which supplies a combustion mixture of combustion air and fuel gas, for example fossil gas or hydrogen, to a burner of the heater.
  • the heater can have a sensory control of the air ratio ( ⁇ ).
  • the heater can have at least two flame sensors, which allow conclusions to be drawn about the combustion air ratio.
  • the at least two flame sensors can have different characteristics in relation to the (currently measured) power of the heater and/or the air ratio. In particular, based on a first signal from a first flame sensor and a second signal from a second sensor based on which different characteristics in terms of power and / or air ratio are determined accordingly.
  • the term "different characteristics with regard to a power/and/or an air ratio” here refers to the fact that a first connection between the first sensor signal and the air ratio and/or the power is (clearly) different from a second connection between the second sensor signal and the air ratio and/or or the performance of the heater differ from each other in such a way that an intersection can be determined as clearly as possible.
  • the relationships themselves or their gradients can differ significantly from one another.
  • the different characteristics can be recognized, for example, by the fact that the same burner situation leads to (significantly) different measurement results or signals.
  • a different signal is generated by the two flame sensors at the same time or in the same period of time, and it is precisely from this different characteristic that statements about the actual air ratio and/or performance of the burner can be derived, in particular by comparing both signals and/or or a joint assessment.
  • the mass flow ( ⁇ ) of the combustion mixture can be a measure of the performance of the heater. It is also possible for a volume flow of the combustion mixture to be used as a measure of the performance of the heater, which can be converted into a mass flow knowing the density of the combustion mixture.
  • the first flame sensor or the second flame sensor can in particular be an ionization electrode, a temperature sensor, a lambda probe or an optical sensor, in particular a UV sensor.
  • An ionization electrode is a device for measuring an ionization current of a flame on the burner of the heater. By applying a voltage to an ionization electrode, an ionization current flowing, for example via a burner body, can be measured, which enables conclusions to be drawn about performance and/or air ratio.
  • the ionization electrode can advantageously be a hot surface igniter, which is also set up to serve as an ignition device for the burner. A hot surface igniter can thus enable the detection of a flame temperature and an ionization current of the flame, as well as serve as an ignition device.
  • first and second flame sensors are provided by a single sensor (flame sensor system), which is set up to receive a first and second signal, which have different characteristics in relation to the power and/or the air ratio ( ⁇ ) of the heater , can be realized.
  • a single sensor flame sensor system
  • An example of this can be a hot surface igniter described above.
  • the temperature sensor can in particular be 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 heater, in particular in an area of the combustion chamber in which a flame forms during regular use.
  • the temperature sensor When the burner is in operation, the temperature sensor can be arranged in the area of the flame core, in the area of the flame base or the flame tip. Alternatively, an arrangement at a distance from the flame is also possible.
  • the flame temperature sensor could be attached or arranged on the burner itself or on a burner door; advantageously, such a design can be easily integrated into existing assembly processes.
  • the temperatures to be measured by the flame temperature sensor can, for example, be in a range between 100 °C (degrees Celsius) and 1,500 °C.
  • the temperature sensor can be any temperature sensor, which in particular can deliver or provide an electrical signal as a measure of its temperature.
  • the signal can, for example, consist of a measurable electrical resistance, for example a measuring resistor, such as a platinum or silicon measuring resistor, a thermistor (NTC) or a thermistor (PTC) as a flame temperature sensor.
  • the flame temperature sensor can also be a semiconductor temperature sensor, which can provide a directly processable electrical signal representative of the temperature.
  • temperature sensors comprising a quartz oscillator, a thermocouple, pyroelectric materials and/or a fiber-optic temperature sensor can also be provided as the flame temperature sensor.
  • the flame temperature sensor can also be a hot surface igniter, i.e.
  • the complexity of a heater to be proposed here can be reduced, since the ignition device and temperature sensor and a device for heating the temperature sensor can be implemented using just one component.
  • the temperature sensor can be a silicon nitride or a silicon carbide hot surface igniter.
  • a lambda sensor can be a known lambda sensor designed to determine an oxygen content in the exhaust gas flow of the heater. Based on this information, a conclusion can be drawn about the combustion air ratio of the combustion mixture. By including a second flame sensor, which enables a conclusion to be drawn about the mass flow of the combustion mixture, the mass flow and/or the air ratio can also be determined using a lambda sensor using a method proposed here.
  • An optical sensor can be set up to detect electromagnetic radiation emitted by a flame of the heater.
  • the radiation to be detected can (for humans) visible light, infrared radiation (IR) and/or ultraviolet radiation (UV).
  • signals from the first and second flame sensors can be detected in step a), the first and second flame sensors being different flame sensors.
  • Flame sensors can advantageously be selected which themselves or due to the sensor have significant or clear differences in the characteristics with regard to the performance and/or the air ratio of a heater.
  • signals from the first and second flame sensors can be detected in step a), the first and second flame sensors being arranged at different positions in relation to the burner of the heater or to a flame occurring on the burner.
  • the first and second flame sensors can in particular have a (significantly) different distance from the burner or the flame.
  • step b) the air ratio ( ⁇ ) and/or the mass flow (m) can be determined using multidimensional (mathematical) functions.
  • a first and a second flame sensor can also advantageously be provided, which themselves or due to the sensor have significant or special differences in the characteristics with regard to the performance and / or the air ratio of a heater.
  • a change in a signal from such a flame sensor can usually be due to a change in the air ratio and/or a change in the output of the heater, combined with a change in the mass or volume flow of the combustion mixture.
  • a signal change that indicates an increase in flame temperature can be due to an increase in power or a change in air ratio.
  • mass flows of the combustion mixture for various incoming sensor signals can be understood as a three-dimensional function and two three-dimensional functions can be formed which represent the (first or second) signal of the (first or second) flame sensor as a function of mass flow and air ratio.
  • a two-dimensional function can now be formed that represents the mass flow as a function of the air ratio or the air ratio as a function of the mass flow.
  • a sensor value for example a flame sensor voltage of 1.43 V
  • two two-dimensional functions can be determined, the intersection of which can indicate an operating point.
  • a three-dimensional function can be determined for the first and second signals, wherein a first function can represent the mass flow depending on the first and second signals and a second function can represent the air ratio depending on the first and second signals. This makes it possible to directly determine the mass flow and air ratio.
  • a three-dimensional function described above, representing all possible combinations of air ratio and mass flow of the combustion mixture (or power of the heater) for various incoming sensor signals, can be determined, for example, by means of a reference heater with a correspondingly arranged first and second flame sensor, whereby the air ratio and power of the reference heater are known and so a connection between the sensor signal (from the first and second flame sensor) and an air ratio and a performance of the heater can be determined, for example, based on map recordings of the heater.
  • further operating parameters of the heater can be included in carrying out step b). Including additional operating parameters of the heater can enable a more precise determination of the air ratio and performance of the heater.
  • the further operating parameters can be an ambient temperature, a temperature in the supply of combustion air, a power of a conveyor device of the heater and/or a temperature in a flow and/or a return of the heater.
  • a computer program is also proposed which is set up to (at least partially) carry out a method presented here.
  • this applies in particular to a computer program (product), comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause it to carry out a method proposed here.
  • a machine-readable storage medium on which the computer program is stored is also proposed.
  • the machine-readable storage medium is usually a computer-readable data carrier.
  • a regulating and control device for a heater is also proposed, set up to carry out a method proposed here.
  • the control and control device can, for example, have and/or have a processor.
  • the processor can, for example, execute the method stored in a memory (of the control device).
  • operating data and, for example, can also be stored in the memory of the control unit
  • Corresponding functions which indicate possible combinations of air ratio and power of the heater for a first and second signal from the first and second flame sensor, can be stored for carrying out a method proposed here.
  • a heater having a regulating and control device proposed here.
  • the heater can be a gas heater, in particular a gas-operated gas heater.
  • the gas heater can have a burner and a conveyor device with which a combustion mixture of fuel gas and combustion air can be supplied to a burner.
  • the heater can in particular have a control of the composition of the combustion mixture (air ratio, combustion air ratio) taking into account a first and second signal from a first and second flame sensor.
  • a regulation and control device for a heater with at least two flame sensors is set up to carry out a method of the type presented here.
  • a heater can be designed with such a regulating and control device.
  • a heater comprising a burner, at least two flame sensors and means adapted to carry out the steps of the method proposed here.
  • a computer program comprising commands that cause this heater to carry out the steps of the method.
  • first primarily serve (only) to distinguish between several similar objects, sizes or processes, i.e. in particular no dependency and/or order of these objects, sizes or prescribe processes to each other. If a dependency and/or sequence is required, this is explicitly stated here or it will be obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. To the extent that a component can occur multiple times (“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.
  • a method for operating a heater, a computer program, a control and control device, a heater and a use are specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • the method for operating a heater, the computer program, the control and control device, the heater and the use at least contribute to enabling safe and long-term stable control of a heater, in particular the combustion air ratio, based on a detected flame temperature.
  • a method proposed here can be carried out in a completely computer-implemented manner and therefore does not require any structural changes to a heater.
  • Fig. 1 shows an example and schematic of the process of a method proposed here.
  • the method is used to operate a heater 1, in particular to regulate an air ratio ⁇ of the combustion mixture.
  • the sequence of steps a), b) and c) shown in blocks 110, 120 and 130 can occur during a regular operating procedure, and in particular these can be repeated regularly or permanently.
  • Fig. 2 shows an example and schematic of a heater 1 proposed here, set up to burn a fuel gas such as natural gas or hydrogen.
  • a fuel gas such as natural gas or hydrogen.
  • This can include a burner 3 arranged in a combustion chamber 8.
  • Combustion air can be sucked in by a fan 2 via a combustion air supply 4 and fuel gas can be added to the sucked-in mass flow of combustion air via a gas valve 5 and the combustion mixture of fuel gas and combustion air can be fed to the burner 3 via a mixture channel 12.
  • a heat exchanger 11 arranged in the exhaust gas path of the burner 3 can transfer heat generated during combustion in the combustion chamber 8 to a heat transfer medium circulating in a heating circuit (not shown here).
  • Combustion products resulting from combustion can be fed to an exhaust system 10 via an exhaust pipe 9.
  • a first flame sensor 6 and a second flame sensor 13 can be arranged in the combustion chamber 8 in such a way that a first signal of the first flame sensor 6 and a second signal of a flame of the burner 3 can be detected.
  • the first flame sensor 6 and the second flame sensor 13 can be different flame sensors, for example the first flame sensor 6 can be a temperature sensor and the second flame sensor 13 can be an ionization electrode. Ionization electrode and Temperature sensors have a significantly different characteristic with regard to an air ratio ⁇ and mass flow ⁇ of the mass flow of combustion mixture supplied to the burner 3.
  • a control and control device 7 can be set up to regulate the heater 1. For this purpose, this can be electrically connected at least to the first flame sensor 6, the second flame sensor 13, the blower 2 and the gas valve 5.
  • the regulating and control device 7 can use the first signal and second signal from the first and second flame sensors 6, 13 of the flame on the burner 3 to determine an air ratio ⁇ and a mass flow ⁇ and regulate them.
  • the mass flow ⁇ can be a measure of the (current) performance of the heater 1.
  • a first signal 14 of the first flame sensor 6 and the second signal 15 of the second flame sensor 13 can be detected.
  • Step a) can be carried out in particular by the control and control device 7, whereby the detected signals 14, 15 can be stored in a memory of the control and control device 7.
  • Fig. 3 shows, by way of example and schematically, a burner 3 of the heater 1 with a cylindrical burner body 18, on which a first flame sensor 6 and a second flame sensor 13 are arranged.
  • the first flame sensor 6 and the second flame sensor 13 can be the same sensor (type).
  • the first flame sensor 6 can have a distance 16 from the burner body 18 and the second flame sensor 13 can have a distance 17 from the burner body 18, the distance 16 of the first flame sensor 6 being significantly smaller than the distance 17 of the second flame sensor 13.
  • This different distance of the flame sensor 16,17 results in a different characteristic with regard to the air ratio ⁇ and the mass flow ⁇ of the mass flow of the combustion mixture supplied to the burner 3.
  • a mass flow of the combustion mixture supplied to the burner and the air ratio ( ⁇ ) of the combustion mixture can be determined or calculated, taking into account the first and second signals 14, 15.
  • Fig. 4 shows, by way of example and schematically, a diagram which represents a function of possible combinations of air ratio ⁇ and mass flow ⁇ for a detected first signal 14 of the first flame sensor 6 and a function of possible combinations of air ratio ⁇ and mass flow ⁇ for a detected second signal 15 of the second flame sensor 13 .
  • An operating point 19 can be used as the intersection of the functions, i.e. the combination of air ratio ⁇ and mass flow ⁇ , which is possible according to the first and second signals 14,15.
  • the heater 1 can include the air ratio ⁇ and mass flow ⁇ determined in block 120 (step b) in the regulation of the heater 1 by the control unit 7.

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (1) aufweisend einen Brenner (3), dem ein Verbrennungsgemisch aus Brenngas und Verbrennungsluft zugeführt wird, und einen ersten Flammensensor (6) und einen zweiten Flammensensor (13), wobei erster und zweiter Flammensensor (6,13) Signale (14,15) mit unterschiedlicher Charakteristik in Bezug auf eine aktuelle Leistung und/ oder Luftzahl (λ) des Heizgerätes (1) erzeugen, umfassend zumindest die folgenden Schritte:a) Erfassen eines ersten Signals (14) des ersten Flammensensors (6) und eines zweiten Signals (15) des zweiten Flammensensors (13),b) Bestimmen eines dem Brenner (3) zugeführten Massestromes (m) Verbrennungsgemisch und der Luftzahl (λ) des Verbrennungsgemisches unter Einbeziehung von erstem und zweitem Signal (14,15),c) Anpassung der Regelung des Heizgerätes (1) unter Einbeziehung des in Schritt b) bestimmten Massestromes (m) und der Luftzahl (λ).Durch ein hier vorgeschlagenes Verfahren kann eine präzise Regelung eines Heizgerätes (1) anhand zweiter Flammensensoren (6, 13) ermöglicht werden.The invention proposes a method for operating a heater (1), comprising a burner (3) to which a combustion mixture of fuel gas and combustion air is supplied, and a first flame sensor (6) and a second flame sensor (13), the first and second flame sensors (6 ,13) generate signals (14,15) with different characteristics in relation to a current power and/or air ratio (λ) of the heater (1), comprising at least the following steps: a) detecting a first signal (14) of the first flame sensor (6) and a second signal (15) of the second flame sensor (13), b) determining a mass flow (m) of combustion mixture supplied to the burner (3) and the air ratio (λ) of the combustion mixture, taking into account the first and second signals (14, 15),c) Adaptation of the control of the heater (1) taking into account the mass flow (m) determined in step b) and the air ratio (λ). Using a method proposed here, precise control of a heater (1) can be achieved using second flame sensors ( 6, 13).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät und ein Heizgerät.The invention relates to a method for operating a heater, a computer program, a control and control device and a heater.

Gasbetriebene Heizgeräte weisen häufig eine Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses, auch als Luftzahl Lambda (λ) bezeichnet, auf, basierend auf einem Signal eines Sensors, der in einem Brenner oder in der Umgebung einer Flamme bzw. des Brenners des Heizgerätes angeordnet ist und einen Rückschluss auf die Luftzahl (λ) zulässt.Gas-operated heaters often have a control of the combustion air ratio, also referred to as the air ratio lambda (λ), based on a signal from a sensor that is arranged in a burner or in the vicinity of a flame or the burner of the heater and a conclusion about the Air ratio (λ) allows.

Beispielhaft wird hierzu in der DE 100 45 270 A1 vorgeschlagen, einen Temperatursensor im Flammenkern eines Brenners anzuordnen und eine Regelung der Brennstoff-Luftzusammensetzung basierend auf der ermittelten Flammentemperatur durchzuführen. Dabei kann der verwendete Temperatursensor aufgrund seiner Größe sowohl kleine als auch große Flammen erfassen und somit eine Regelung in einem breiteren Modulationsbereich ermöglichen.An example of this is given in the DE 100 45 270 A1 proposed to arrange a temperature sensor in the flame core of a burner and to regulate the fuel-air composition based on the determined flame temperature. Due to its size, the temperature sensor used can detect both small and large flames and thus enable control over a wider modulation range.

Die DE 10 2020 126 992 A1 schlägt ein Verfahren zum Betrieb eines Brenners mit einem Brenngas enthaltend mehr als 95 Vol-% Wasserstoff vor, bei dem ein Temperatursignal der Flamme einbezogen wird. So kann das Temperatursignal zur Überprüfung mindestens eines Massestromsensors der zuzuführenden Verbrennungsluft oder des Brenngases eingerichtet sein. Bei Ausfall eines Massestromsensors kann ein Betrieb des Brenners fortgesetzt werden, indem die Luftzufuhr für 1 bis 10 Sekunden erhöht wird und bei einem Ansteigen der Flammentemperatur auf ein zu geringes Verhältnis von Verbrennungsluft zu Brenngas geschlossen wird. Nachteilig erfordert dieses Verfahren den Einsatz von mindestens zwei Massestromsensoren um eine präzise Regelung der Verbrennung zu bewirken. Ein Betrieb des Brenners mittels der vorgeschlagenen temporären Erhöhung der Luftzufuhr und einem Erfassen des Temperatursignals kann nur eine sehr ungenaue Verbrennungsregelung ermöglichen.The DE 10 2020 126 992 A1 proposes a method for operating a burner with a fuel gas containing more than 95% by volume of hydrogen, in which a temperature signal from the flame is included. The temperature signal can be set up to check at least one mass flow sensor of the combustion air or fuel gas to be supplied. If a mass flow sensor fails, the burner can continue to operate by increasing the air supply for 1 to 10 seconds and, if the flame temperature increases, concluding that the ratio of combustion air to fuel gas is too low. The disadvantage of this method requires the use of at least two mass flow sensors in order to achieve precise control of the combustion. Operating the burner by means of the proposed temporary increase in air supply and recording the temperature signal can only enable very imprecise combustion control.

Daneben ist die Ermittlung eines lonisationsstromes einer Flamme bekannt, der gleichfalls einen Rückschluss auf die Luftzahl der Flamme ermöglicht. Dieses Verfahren ist jedoch nur bei Brennstoffen robust einsetzbar, deren Verbrennung eine ausreichende Menge freier Ladungsträger freisetzt. Dies ist beispielsweise bei Wasserstoff schwierig.In addition, the determination of an ionization current of a flame is known, which also enables conclusions to be drawn about the air ratio of the flame. However, this process can only be used robustly with fuels whose combustion releases a sufficient amount of free charge carriers. This is difficult with hydrogen, for example.

In der DE 10 2019 110 976 A1 wird ein Verfahren zur Überprüfung eines Gasgemischsensors vorgeschlagen, bei dem ein Signal eines Ionisationssensors der Flamme erfasst und einem Signal des Gasgemischsensors zugeordnet wird. Zur Überprüfung des Gasgemischsensors kann das zu verbrennende Gasgemisch geändert und die resultierenden Veränderungen der Signale von Gasgemischsensor und Ionisationssensor erfasst und ausgewertet werden. Dieses Verfahren ist gleichfalls aufwendig und erfordert den Einsatz eines Gasgemischsensors. Zudem ist das Verfahren zum Einsatz mit einem wasserstoffhaltigen Brenngas nicht geeignet.In the DE 10 2019 110 976 A1 A method for checking a gas mixture sensor is proposed, in which a signal from an ionization sensor of the flame is detected and assigned to a signal from the gas mixture sensor. To check the gas mixture sensor, the gas mixture to be burned can be changed and the resulting changes in the signals from the gas mixture sensor and ionization sensor can be recorded and evaluated. This process is also complex and requires the use of a gas mixture sensor. In addition, the process is not suitable for use with a hydrogen-containing fuel gas.

Die DE 10 2004 055 715 A1 betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Luftzahl an einer Feuerungseinrichtung. Dabei wird der Umstand genutzt, dass eine Flammentemperatur TMax bei Lambda = 1 maximal ist. Bei dem Verfahren kann ein vorgegebener Luftmassestrom eingestellt und ein für die Temperatur TMax ein entsprechender Gasmassestrom ermittelt wird. Nunmehr kann ein Sollwert des Lambdas für eine hygienische Verbrennung festgelegt werden und durch eine Erhöhung des Luft-Massestromes eingestellt werden. Nachteilig ist das vorgeschlagene Verfahren ungenau und erfordert zudem einen Betrieb der Feuerungseinrichtung bei Lambda =1, der mit einem erhöhten Risiko eines Flammenrückschlages einhergeht.The DE 10 2004 055 715 A1 relates to a method for adjusting the air ratio on a combustion device. This takes advantage of the fact that a flame temperature T Max is maximum at lambda = 1. In the method, a predetermined air mass flow can be set and a corresponding gas mass flow can be determined for the temperature T Max . A target value of the lambda for hygienic combustion can now be set and adjusted by increasing the air mass flow. is disadvantageous the proposed method is inaccurate and also requires the combustion device to be operated at lambda = 1, which is associated with an increased risk of flashback.

Dabei kann jedoch ein ermittelter Sensorwert sowohl von der Luftzahl als auch von dem Brenner zugeführten Massestrom des Verbrennungsgemisches aus Brenngas und Verbrennungsluft abhängen. Daher wird zumeist der Massestrom oder Volumenstrom Verbrennungsgemisch durch einen entsprechenden Sensor ermittelt und in die Regelung einbezogen. Bei Heizgeräten ohne einen entsprechenden Sensor wird zumeist eine Leistung einer Fördereinrichtung herangezogen, beispielsweise eine Drehzahl einer als Gebläse ausgebildeten Fördereinrichtung. Die Leistung der Fördereinrichtung kann jedoch häufig nur einen sehr ungenauen Rückschluss auf den Massestrom Verbrennungsgemisch ermöglichen, beispielsweise kann eine Behinderung des Strömungsweges von Verbrennungsgemisch bzw. Abgasstrom zu erheblichen Abweichungen führen. Eine Ursache hierfür kann eine zumindest teilweise blockierte Abgasanlage sein. Eine resultierende ungenaue Regelung der Luftzahl kann zu einer unsauberen und ineffizienten Verbrennung führen.However, a determined sensor value can depend on both the air ratio and the mass flow of the combustion mixture of fuel gas and combustion air supplied to the burner. Therefore, the mass flow or volume flow of the combustion mixture is usually determined by a corresponding sensor and included in the control system. In the case of heaters without a corresponding sensor, the output of a conveyor device is usually used, for example a speed of a conveyor device designed as a fan. However, the performance of the conveying device can often only allow a very inaccurate conclusion to be drawn about the mass flow of the combustion mixture; for example, an obstruction to the flow path of the combustion mixture or exhaust gas flow can lead to significant deviations. One reason for this could be an at least partially blocked exhaust system. A resulting inaccurate control of the air ratio can lead to unclean and inefficient combustion.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät und ein Heizgerät vorzuschlagen, die die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwinden. Insbesondere soll ein einfaches und kostengünstig durchführbares Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes mit einer Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses unter Einbeziehung eines Temperatursignals der Flamme angegeben werden, dass eine dauerhaft präzise Regelung ermöglicht. Zudem soll das Verfahren dazu geeignet sein, zumindest teilweise, automatisiert durchgeführt zu werden. Es soll zudem ggf. erreicht werden, dass das Verfahren für unterschiedliche Brennstoffe zuverlässig einsetzbar ist.Proceeding from this, it is the object of the invention to propose a method for operating a heater, a computer program, a control and control device and a heater which at least partially overcome the described problems of the prior art. In particular, a simple and cost-effective method for operating a heater with control of the combustion air ratio, including a temperature signal from the flame, is to be specified, which enables long-term precise control. In addition, the method should be suitable for being carried out at least partially automatically. It should also be possible to ensure that the process can be used reliably for different fuels.

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.These tasks are solved by the features of the independent patent claims. Further advantageous embodiments of the solution proposed here are specified in the independent patent claims. It should be noted that the features listed in the dependent patent claims can be combined with one another in any technologically sensible manner and define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the patent claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred embodiments of the invention being presented.

Hierzu trägt ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes bei. Das Heizgerät weist einen Brenner auf, dem ein Verbrennungsgemisch aus Brenngas und Verbrennungsluft zugeführt wird. Weiter ist zumindest ein erster Flammensensor und ein zweiten Flammensensor vorgesehen, wobei beide bzw. alle Flammensensoren Signale mit (jeweils bzw. gleichzeitig) unterschiedlicher Charakteristik in Bezug auf die Leistung und/ oder die Luftzahl (λ) des Heizgerätes aufweisen bzw. erzeugen. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:

  1. a) Erfassen eines ersten Signals des ersten Flammensensors und eines zweiten Signals des zweiten Flammensensors,
  2. b) Bestimmen eines dem Brenner zugeführten Massestromes (ṁ) des Verbrennungsgemisches und der Luftzahl (λ) des Verbrennungsgemisches unter Einbeziehung des ersten Signals und des zweiten Signals,
  3. c) Regeln des Heizgerätes unter Einbeziehung des in Schritt b) bestimmten Massestromes (ṁ) und der in Schritt b) bestimmten Luftzahl (λ).
A method for operating a heater contributes to this. The heater has a burner to which a combustion mixture of fuel gas and combustion air is supplied. Furthermore, at least a first flame sensor and a second flame sensor are provided, with both or all flame sensors having or generating signals with (each or simultaneously) different characteristics in relation to the power and/or the air ratio (λ) of the heater. The procedure includes at least the following steps:
  1. a) detecting a first signal from the first flame sensor and a second signal from the second flame sensor,
  2. b) determining a mass flow ( ṁ ) of the combustion mixture supplied to the burner and the air ratio (λ) of the combustion mixture, taking into account the first signal and the second signal,
  3. c) Controlling the heater, taking into account the mass flow ( ṁ ) determined in step b) and the air ratio (λ) determined in step b).

Die Schritte a), b) und c) können bei einem regulären Betriebsablauf mindestens einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Insbesondere kann die Durchführung der Schritte a) bis c) mehrmals, insbesondere permanent wiederholt werden.Steps a), b) and c) can be carried out at least once in the specified order during a regular operational procedure. In particular, the implementation of steps a) to c) can be repeated several times, in particular permanently.

Das Verfahren dient insbesondere einem dauerhaft sicheren Betreiben eines Heizgerätes mit einer sensorbasierten Regelung des Verbrennungsluftgemisches, insbesondere eines Heizgerätes, bei dem eine direkte Erfassung eines, einem Brenner des Heizgerätes zuzuführenden, Masse- oder Volumenstromes an Brenngas und Verbrennungsluft nicht möglich ist.The method serves in particular for the long-term safe operation of a heater with a sensor-based control of the combustion air mixture, in particular a heater in which direct detection of a mass or volume flow of fuel gas and combustion air to be fed to a burner of the heater is not possible.

Das Heizgerät kann zumindest einen Wärmeerzeuger, insbesondere einen Gas-Brennwertkessel, umfassen, der durch Verbrennung eines Brennstoffes Wärmeenergie freisetzt und über mindestens einen Wärmetauscher auf einen Heizkreislauf übertragen kann, wobei Verbraucher des Heizkreislaufes über einen Heizungsvorlauf und einen Heizungsrücklauf an das Heizgerät anschließbar sind. Die bei der Verbrennung entstehenden Abgase können über einem Abgaskanal des Heizgerätes einer Abgasanlage zugeführt werden. Im Heizgerät kann im Heizkreislauf eine Umwälzpumpe dazu eingerichtet sein, ein Wärmeträgermedium (Heizungswasser) umzuwälzen, wobei über einen Heizungsvorlauf erwärmtes Wärmeträgermedium Verbrauchern, wie Konvektoren oder Flächenheizungen, zugeführt und über einen Heizungsrücklauf zum Wärmeerzeuger bzw. dem mindestens einen Wärmetauscher rückgeführt werden kann.The heater can include at least one heat generator, in particular a gas condensing boiler, which releases heat energy by burning a fuel and can transfer it to a heating circuit via at least one heat exchanger, whereby consumers of the heating circuit can be connected to the heater via a heating flow and a heating return. The exhaust gases produced during combustion can be fed to an exhaust system via an exhaust duct of the heater. In the heater, a circulation pump can be set up in the heating circuit to circulate a heat transfer medium (heating water), with heat transfer medium heated via a heating flow being supplied to consumers, such as convectors or surface heaters, and being returned to the heat generator or the at least one heat exchanger via a heating return.

Hierzu kann das Heizgerät eine Fördereinrichtung, insbesondere ein Gebläse, aufweisen, das ein Verbrennungsgemisch aus Verbrennungsluft und Brenngas, beispielsweise fossilem Gas oder Wasserstoff, einem Brenner des Heizgerätes zuführt. Das Heizgerät kann dabei eine sensorische Regelung der Luftzahl (λ) aufweisen. Das Heizgerät kann hierfür mindestens zwei Flammensensoren aufweisen, die einen Rückschluss auf ein Verbrennungsluftverhältnis erlauben. Insbesondere können die mindestens zwei Flammensensoren unterschiedliche Charakteristiken in Bezug auf die (aktuell gemessene) Leistung des Heizgerätes und/ oder die Luftzahl aufweisen. Insbesondere können anhand eines ersten Signals eines ersten Flammensensors und eines zweiten Signals eines zweiten Sensors aufgrund derer unterschiedlicher Charakteristiken hinsichtlich Leistung und/ oder Luftzahl diese entsprechend bestimmt werden.For this purpose, the heater can have a conveying device, in particular a fan, which supplies a combustion mixture of combustion air and fuel gas, for example fossil gas or hydrogen, to a burner of the heater. The heater can have a sensory control of the air ratio (λ). For this purpose, the heater can have at least two flame sensors, which allow conclusions to be drawn about the combustion air ratio. In particular, the at least two flame sensors can have different characteristics in relation to the (currently measured) power of the heater and/or the air ratio. In particular, based on a first signal from a first flame sensor and a second signal from a second sensor based on which different characteristics in terms of power and / or air ratio are determined accordingly.

Die Bezeichnung "unterschiedliche Charakteristik hinsichtlich einer Leistung/ und / oder einer Luftzahl" bezeichnet hier den Umstand, dass ein erster Zusammenhang von erstem Sensorsignal und der Luftzahl und/ oder der Leistung (deutlich) von einem zweiten Zusammenhang von zweitem Sensorsignal und der Luftzahl und/ oder der Leistung des Heizgerätes derart voneinander abweichen, dass möglichst eindeutig eine Schnittmenge feststellbar sein kann. Hierzu können insbesondere die Zusammenhänge selbst bzw. deren Gradienten deutlich voneinander abweichen. Die unterschiedliche Charakteristik ist beispielsweise dadurch erkennbar, dass dieselbe Situation des Brenners zu (signifikant) abweichenden Messergebnissen bzw. Signalen führt. Im Betrieb wird sensorisch von den beiden Flammensensoren zum selben Zeitpunkt bzw. im selben Zeitraum ein abweichendes Signal erzeugt, wobei gerade aus dieser unterschiedlichen Charakteristik Aussagen über die tatsächliche Luftzahl und/ oder Leistung des Brenners abgeleitet werden können, insbesondere durch einen Vergleich beider Signale und/oder eine gemeinsame Bewertung.The term "different characteristics with regard to a power/and/or an air ratio" here refers to the fact that a first connection between the first sensor signal and the air ratio and/or the power is (clearly) different from a second connection between the second sensor signal and the air ratio and/or or the performance of the heater differ from each other in such a way that an intersection can be determined as clearly as possible. In particular, the relationships themselves or their gradients can differ significantly from one another. The different characteristics can be recognized, for example, by the fact that the same burner situation leads to (significantly) different measurement results or signals. During operation, a different signal is generated by the two flame sensors at the same time or in the same period of time, and it is precisely from this different characteristic that statements about the actual air ratio and/or performance of the burner can be derived, in particular by comparing both signals and/or or a joint assessment.

Dabei kann der Massestromes (ṁ) des Verbrennungsgemisches ein Maß für eine Leistung des Heizgerätes sein. Es ist ebenso möglich, dass ein Volumenstrom des Verbrennungsgemisches als Maß der Leistung des Heizgerätes herangezogen wird, der in Kenntnis der Dichte des Verbrennungsgemisches in einen Massestrom überführbar ist.The mass flow ( ṁ ) of the combustion mixture can be a measure of the performance of the heater. It is also possible for a volume flow of the combustion mixture to be used as a measure of the performance of the heater, which can be converted into a mass flow knowing the density of the combustion mixture.

Der erste Flammensensor oder der zweite Flammensensor kann insbesondere eine lonisationselektrode, ein Temperatursensor, eine Lambdasonde oder ein optischer Sensor, insbesondere ein UV-Sensor, sein.The first flame sensor or the second flame sensor can in particular be an ionization electrode, a temperature sensor, a lambda probe or an optical sensor, in particular a UV sensor.

Bei einer lonisationselektrode handelt es sich um eine Einrichtung zur Messung eines lonisationsstromes einer Flamme des Brenners des Heizgerätes. Durch Anlegen einer Spannung an eine lonisationselektrode kann ein, beispielsweise über einen Brennerköper, fließender lonisationsstrom messbar sein, der einen Rückschluss auf Leistung und/ oder Luftzahl ermöglicht. Die lonisationselektrode kann vorteilhaft ein Hot- Surface- Igniter sein, der zusätzlich dazu eingerichtet ist als Zündeinrichtung des Brenners zu dienen. Ein Hot Surface Igniter kann somit ein Erfassen einer Flammentemperatur und eines lonisationsstromes der Flamme ermöglichen, sowie als Zündeinrichtung dienen.An ionization electrode is a device for measuring an ionization current of a flame on the burner of the heater. By applying a voltage to an ionization electrode, an ionization current flowing, for example via a burner body, can be measured, which enables conclusions to be drawn about performance and/or air ratio. The ionization electrode can advantageously be a hot surface igniter, which is also set up to serve as an ignition device for the burner. A hot surface igniter can thus enable the detection of a flame temperature and an ionization current of the flame, as well as serve as an ignition device.

In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass erster und zweiter Flammensensor durch einen einzigen Sensor (Flammensensorik), der dazu eingerichtet ist, ein erstes und zweites Signal, die eine unterschiedlicher Charakteristik in Bezug auf die Leistung und/ oder die Luftzahl (λ) des Heizgerätes aufweisen, realisiert sein kann. Ein Beispiel hierfür kann ein oben beschriebener Hot Surface Igniter sein.In this context, it is noted that the first and second flame sensors are provided by a single sensor (flame sensor system), which is set up to receive a first and second signal, which have different characteristics in relation to the power and/or the air ratio (λ) of the heater , can be realized. An example of this can be a hot surface igniter described above.

Der Temperatursensor kann insbesondere derart angeordnet sein, dass eine Flammentemperatur des Heizgerätes erfassbar ist. Hierfür kann der Temperatursensor in der Brennkammer des Heizgerätes angeordnet sein, insbesondere in einem Bereich der Brennkammer, in dem sich bei regulärer Benutzung eine Flamme ausbildet.The temperature sensor can in particular be arranged in such a way that a flame temperature of the heater can be detected. For this purpose, the temperature sensor can be arranged in the combustion chamber of the heater, in particular in an area of the combustion chamber in which a flame forms during regular use.

Der Temperatursensor kann, 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 Flammentemperatursensor 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 Flammentemperatursensor zu messenden Temperaturen können beispielhaft in einem Bereich zwischen 100 °C (Grad Celsius) und 1.500 °C liegen.When the burner is in operation, the temperature sensor can be arranged in the area of the flame core, in the area of the flame base or the flame tip. Alternatively, an arrangement at a distance from the flame is also possible. The flame temperature sensor could be attached or arranged on the burner itself or on a burner door; advantageously, such a design can be easily integrated into existing assembly processes. The temperatures to be measured by the flame temperature sensor can, for example, be in a range between 100 °C (degrees Celsius) and 1,500 °C.

Der Temperatursensor kann ein beliebiger Temperatursensor sein, der insbesondere ein elektrisches Signal als Maß für seine Temperatur liefern oder bereitstellen kann. 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 Flammentemperatursensor. Der Flammentemperatursensor kann auch ein Halbleiter-Temperatursensor sein, der ein für die Temperatur repräsentatives, direkt verarbeitbares elektrisches Signal zur Verfügung stellen kann. Alternativ können als Flammentemperatursensor auch Temperatursensoren aufweisend einen Schwingquarz, ein Thermoelement, pyroelektrische Materialien und/oder ein faseroptischer Temperatursensor vorgesehen werden. Insbesondere kann der Flammentemperatursensor auch ein Hot Surface Igniter, also ein Widerstandsheizgerät, das auf eine Temperatur über einer Zündtemperatur des Gemisches aus Brennstoff und Verbrennungsluft aufheizbar ist, sein. 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.The temperature sensor can be any temperature sensor, which in particular can deliver or provide an electrical signal as a measure of its temperature. The signal can, for example, consist of a measurable electrical resistance, for example a measuring resistor, such as a platinum or silicon measuring resistor, a thermistor (NTC) or a thermistor (PTC) as a flame temperature sensor. The flame temperature sensor can also be a semiconductor temperature sensor, which can provide a directly processable electrical signal representative of the temperature. Alternatively, temperature sensors comprising a quartz oscillator, a thermocouple, pyroelectric materials and/or a fiber-optic temperature sensor can also be provided as the flame temperature sensor. In particular, the flame temperature sensor can also be a hot surface igniter, i.e. a resistance heater that can be heated to a temperature above an ignition temperature of the mixture of fuel and combustion air. Advantageously, the complexity of a heater to be proposed here can be reduced, since the ignition device and temperature sensor and a device for heating the temperature sensor can be implemented using just one component. For example, the temperature sensor can be a silicon nitride or a silicon carbide hot surface igniter.

Eine Lambdasonde kann eine bekannte Lambdasonde sein, dazu eingerichtet einen Sauerstoffgehalt im Abgasstrom des Heizgerätes zu ermitteln. Anhand dieser Information kann ein Rückschluss auf das Verbrennungsluftverhältnis des Verbrennungsgemisches gezogen werden. Unter Einbeziehung eines zweiten Flammensensors, der einen Rückschluss auf den Massestrom des Verbrennungsgemisches ermöglicht, kann mit einem hier vorgeschlagenen Verfahren auch der Massestrom und/oder die Luftzahl mittels einer Lambdasonde ermittelt werden.A lambda sensor can be a known lambda sensor designed to determine an oxygen content in the exhaust gas flow of the heater. Based on this information, a conclusion can be drawn about the combustion air ratio of the combustion mixture. By including a second flame sensor, which enables a conclusion to be drawn about the mass flow of the combustion mixture, the mass flow and/or the air ratio can also be determined using a lambda sensor using a method proposed here.

Ein optischer Sensor kann dazu eingerichtet sein, von einer Flamme des Heizgerätes emittierte elektromagnetische Strahlung zu erfassen. Die zu erfassende Strahlung kann dabei (für den Menschen) sichtbares Licht, Infrarotstrahlung (IR) und/ oder Ultraviolettstrahlung (UV) sein.An optical sensor can be set up to detect electromagnetic radiation emitted by a flame of the heater. The radiation to be detected can (for humans) visible light, infrared radiation (IR) and/or ultraviolet radiation (UV).

Gemäß einer Ausgestaltung können in Schritt a) Signale von erstem und zweitem Flammensensor erfasst werden, wobei erster und zweiter Flammensensor unterschiedliche Flammensensoren sind. Vorteilhaft können hierbei Flammensensoren ausgewählt werden, die selbst bzw. sensorbedingt erhebliche bzw. deutliche Unterschiede in der Charakteristik bezüglich der Leistung und/ oder der Luftzahl eines Heizgerätes aufweisen.According to one embodiment, signals from the first and second flame sensors can be detected in step a), the first and second flame sensors being different flame sensors. Flame sensors can advantageously be selected which themselves or due to the sensor have significant or clear differences in the characteristics with regard to the performance and/or the air ratio of a heater.

Gemäß einer Ausgestaltung können in Schritt a) Signale von erstem und zweitem Flammensensor erfasst werden, wobei erster und zweiter Flammensensor an unterschiedlichen Positionen bezogen auf den Brenner des Heizgerätes bzw. auf eine am Brenner auftretende Flamme angeordnet sind. Dabei können erster und zweiter Flammensensor insbesondere einen (deutlich) abweichenden Abstand zum Brenner bzw. der Flamme aufweisen.According to one embodiment, signals from the first and second flame sensors can be detected in step a), the first and second flame sensors being arranged at different positions in relation to the burner of the heater or to a flame occurring on the burner. The first and second flame sensors can in particular have a (significantly) different distance from the burner or the flame.

Gemäß einer Ausgestaltung kann in Schritt b) die Luftzahl (λ) und/ oder der Massestrom (m) über mehrdimensionale (mathematische) Funktionen bestimmt werden. Vorteilhaft können auch so ein erster und ein zweiter Flammensensor bereitgestellt werden, die selbst bzw. sensorbedingt erhebliche bzw. besondere Unterschiede in der Charakteristik bezüglich der Leistung und/ oder der Luftzahl eines Heizgerätes aufweisen.According to one embodiment, in step b) the air ratio (λ) and/or the mass flow (m) can be determined using multidimensional (mathematical) functions. A first and a second flame sensor can also advantageously be provided, which themselves or due to the sensor have significant or special differences in the characteristics with regard to the performance and / or the air ratio of a heater.

Wie bereits eingangs ausgeführt, kann eine Änderung eines Signals eines derartigen Flammensensors in der Regel auf eine Änderung der Luftzahl und/ oder eine Änderung der Leistung des Heizgerätes, verbunden mit einer Änderung des Masse- oder Volumenstromes Verbrennungsgemisch, zurückzuführen sein. Beispielsweise kann eine Signaländerung, die eine Erhöhung der Flammentemperatur anzeigt auf eine Leistungssteigerung oder eine Änderung der Luftzahl zurückzuführen sein. Somit können alle möglichen Kombinationen von Luftzahl und Massestrome des Verbrennungsgemisches für verschiedene eintretenden Sensorsignale als eine dreidimensionale Funktion verstanden werden und es können zwei dreidimensionale Funktionen gebildet werden, die das (erste oder zweite) Signal des (ersten oder zweiten) Flammensensors in Abhängigkeit von Massenstrom und Luftzahl darstellen. Für einen Sensorwertwert (beispielsweise einer Spannung eines Flammensensors von 1,43 V) kann nunmehr jeweils eine zweidimensionale Funktion gebildet werden, die den Massenstrom in Abhängigkeit von der Luftzahl oder die Luftzahl in Abhängigkeit von dem Massenstrom darstellt. Anhand von erstem und zweitem Signal können somit zwei zweidimensionale Funktionen ermittelt werden, deren Schnittpunkt einen Betriebspunkt angeben kann.As already stated at the beginning, a change in a signal from such a flame sensor can usually be due to a change in the air ratio and/or a change in the output of the heater, combined with a change in the mass or volume flow of the combustion mixture. For example, a signal change that indicates an increase in flame temperature can be due to an increase in power or a change in air ratio. This means that all possible combinations of air numbers can be used and mass flows of the combustion mixture for various incoming sensor signals can be understood as a three-dimensional function and two three-dimensional functions can be formed which represent the (first or second) signal of the (first or second) flame sensor as a function of mass flow and air ratio. For a sensor value (for example a flame sensor voltage of 1.43 V), a two-dimensional function can now be formed that represents the mass flow as a function of the air ratio or the air ratio as a function of the mass flow. Using the first and second signals, two two-dimensional functions can be determined, the intersection of which can indicate an operating point.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann für das erste und zweite Signal jeweils eine dreidimensionale Funktion ermittelt werden, wobei eine erste Funktion den Massestrom in Abhängigkeit von erstem und zweitem Signal und eine zweite Funktion die Luftzahl in Abhängigkeit von erstem und zweitem Signal darstellen kann. So kann eine direkte Bestimmung von Massestrom und Luftzahl ermöglicht werden.According to a further embodiment, a three-dimensional function can be determined for the first and second signals, wherein a first function can represent the mass flow depending on the first and second signals and a second function can represent the air ratio depending on the first and second signals. This makes it possible to directly determine the mass flow and air ratio.

Eine oben beschriebene dreidimensionale Funktion darstellend alle möglichen Kombinationen von Luftzahl und Massestrom des Verbrennungsgemisches (bzw. Leistung des Heizgerätes) für verschiedene eintretende Sensorsignale, kann beispielsweise mittels eines Referenzheizgerätes mit entsprechend angeordnetem ersten und zweiten Flammensensor ermittelt werden, wobei Luftzahl und Leistung des Referenzheizgerätes bekannt sind und so ein Zusammenhang zwischen Sensorsignal (von erstem und zweiten Flammensensor) und einer Luftzahl und einer Leistung des Heizgerätes beispielsweise anhand von Kennfeldaufnahmen des Heizgerätes bestimmbar ist.A three-dimensional function described above, representing all possible combinations of air ratio and mass flow of the combustion mixture (or power of the heater) for various incoming sensor signals, can be determined, for example, by means of a reference heater with a correspondingly arranged first and second flame sensor, whereby the air ratio and power of the reference heater are known and so a connection between the sensor signal (from the first and second flame sensor) and an air ratio and a performance of the heater can be determined, for example, based on map recordings of the heater.

Gemäß einer Ausgestaltung können weitere Betriebsparameter des Heizgerätes in eine Durchführung des Schrittes b) einbezogen werden. Ein Einbeziehen zusätzlicher Betriebsparameter des Heizgerätes kann eine präzisiere Ermittlung des von Luftzahl und Leistung des Heizgerätes ermöglichen.According to one embodiment, further operating parameters of the heater can be included in carrying out step b). Including additional operating parameters of the heater can enable a more precise determination of the air ratio and performance of the heater.

Gemäß einer Ausgestaltung können die weiteren Betriebsparameter eine Umgebungstemperatur, eine Temperatur in der Zuführung Verbrennungsluft, eine Leistung einer Fördereinrichtung des Heizgerätes und/ oder eine Temperatur in einem Vorlauf und/ oder einem Rücklauf des Heizgerätes sein.According to one embodiment, the further operating parameters can be an ambient temperature, a temperature in the supply of combustion air, a power of a conveyor device of the heater and/or a temperature in a flow and/or a return of the heater.

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.According to a further aspect, a computer program is also proposed which is set up to (at least partially) carry out a method presented here. In other words, this applies in particular to a computer program (product), comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause it to carry out a method proposed here.

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.According to a further aspect, a machine-readable storage medium on which the computer program is stored is also proposed. The machine-readable storage medium is usually a computer-readable data carrier.

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 vorteilhafter Weise können auf dem Speicher des Regel- und Steuergeräts auch Betriebsdaten und beispielsweise entsprechende Funktionen, die mögliche Kombinationen von Luftzahl und Leistung des Heizgerätes für ein erstes und zweites Signal von erstem und zweitem Flammensensor angeben, zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens hinterlegt sein.According to a further aspect, a regulating and control device for a heater is also proposed, set up to carry out a method proposed here. For this purpose, the control and control device can, for example, have and/or have a processor. In this context, the processor can, for example, execute the method stored in a memory (of the control device). Advantageously, operating data and, for example, can also be stored in the memory of the control unit Corresponding functions, which indicate possible combinations of air ratio and power of the heater for a first and second signal from the first and second flame sensor, can be stored for carrying out a method proposed here.

Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Heizgerät vorgeschlagen, aufweisend ein hier vorgeschlagenes Regel- und Steuergerät. Bei dem Heizgerät kann es sich um ein Gasheizgerät, insbesondere um ein gasbetriebenes Gasheizgerät, handeln. Das Gasheizgerät kann einen Brenner und eine Fördereinrichtung aufweisen, mit der ein Verbrennungsgemische aus Brenngas und Verbrennungsluft einem Brenner zugeführt werden kann. Das Heizgerät kann insbesondere eine Regelung der Zusammensetzung des Verbrennungsgemisches (Luftzahl, Verbrennungsluftverhältnis) unter Einbeziehung eines ersten und zweiten Signals eines ersten und zweiten Flammensensors aufweisen.According to a further aspect, a heater is also proposed, having a regulating and control device proposed here. The heater can be a gas heater, in particular a gas-operated gas heater. The gas heater can have a burner and a conveyor device with which a combustion mixture of fuel gas and combustion air can be supplied to a burner. The heater can in particular have a control of the composition of the combustion mixture (air ratio, combustion air ratio) taking into account a first and second signal from a first and second flame sensor.

Ein Regel- und Steuergerät für ein Heizgerät mit mindestens zwei Flammensensoren ist eingerichtet, ein Verfahren der hier vorgestellten Art auszuführen. Ein Heizgerät kann mit einem solchen Regel- und Steuergerät ausgeführt sein.A regulation and control device for a heater with at least two flame sensors is set up to carry out a method of the type presented here. A heater can be designed with such a regulating and control device.

Insbesondere wird ein Heizgerät vorgeschlagen, umfassend einen Brenner, mindestens zwei Flammensensoren und Mitteln, die so angepasst sind, dass sie die Schritte des hier vorgeschlagenen Verfahrens ausführen. Zudem kann ein Computerprogramm vorliegen, umfassend Befehle, die bewirken, dass dieses Heizgerät die Schritte des Verfahrens ausführt.In particular, a heater is proposed comprising a burner, at least two flame sensors and means adapted to carry out the steps of the method proposed here. In addition, there may be a computer program comprising commands that cause this heater to carry out the steps of the method.

Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Computerprogramm, dem Regel- und Steuergerät, dem Heizgerät und der Verwendung auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.The details, features and advantageous configurations discussed in connection with the method can also occur in the computer program presented here, the control device, the heater and the use and vice versa. In this respect, full reference is made to the statements there regarding the more detailed characterization of the features.

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.As a precaution, it should be noted that the number words used here ("first", "second", ...) primarily serve (only) to distinguish between several similar objects, sizes or processes, i.e. in particular no dependency and/or order of these objects, sizes or prescribe processes to each other. If a dependency and/or sequence is required, this is explicitly stated here or it will be obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. To the extent that a component can occur multiple times ("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.

Hier werden somit ein Verfahren zur Betreiben eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät, ein Heizgerät und eine Verwendung angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen das Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, das Computerprogramm, das Regel- und Steuergerät, das Heizgerät sowie die Verwendung zumindest dazu bei, eine sichere und langzeitstabile Regelung eines Heizgerätes, insbesondere des Verbrennungsluftverhältnisses, basierend auf einer erfassten Flammentemperatur zu ermöglichen. Weiter vorteilhaft ist ein hier vorgeschlagenes Verfahren vollständig computerimplementiert durchführbar und erfordert somit keine baulichen Änderungen an einem Heizgerät.A method for operating a heater, a computer program, a control and control device, a heater and a use are specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art. In particular, the method for operating a heater, the computer program, the control and control device, the heater and the use at least contribute to enabling safe and long-term stable control of a heater, in particular the combustion air ratio, based on a detected flame temperature. Further advantageously, a method proposed here can be carried out in a completely computer-implemented manner and therefore does not require any structural changes to a heater.

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 vorgestellten Verfahrens,
Fig. 2:
ein hier vorgeschlagenes Heizgerät,
Fig. 3:
eine Anordnung von erstem und zweitem Flammensensor und
Fig. 4:
Parameterverläufe, die sich bei Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens einstellen können.
The invention and the technical environment are explained in more detail below using the accompanying figures. It should be noted that the invention is not intended to be limited by the exemplary embodiments given. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and combine them with other components and findings from the present description. In particular, it should be noted that the figures and in particular the proportions shown are only schematic. Show it:
Fig. 1:
a sequence of a procedure presented here,
Fig. 2:
a heater suggested here,
Fig. 3:
an arrangement of first and second flame sensors and
Fig. 4:
Parameter curves that can arise when carrying out a method proposed here.

Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Das Verfahren dient einem Betreiben eines Heizgerätes 1, insbesondere einer Regelung einer Luftzahl λ des Verbrennungsgemisches. Die mit den Blöcken 110,120 und 130 dargestellte Reihenfolge der Schritte a), b) und c) kann sich bei einem regulären Betriebsablauf einstellen, wobei diese insbesondere regelmäßig oder permanent wiederholt werden können. Fig. 1 shows an example and schematic of the process of a method proposed here. The method is used to operate a heater 1, in particular to regulate an air ratio λ of the combustion mixture. The sequence of steps a), b) and c) shown in blocks 110, 120 and 130 can occur during a regular operating procedure, and in particular these can be repeated regularly or permanently.

Fig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch ein hier vorgeschlagenes Heizgerät 1, eingerichtet zur Verbrennung eines Brenngases wie Erdgas oder Wasserstoff. Dieses kann einen in einer Brennkammer 8 angeordneten Brenner 3 umfassen. Über eine Zuführung Verbrennungsluft 4 kann Verbrennungsluft durch ein Gebläse 2 angesaugt werden und über ein Gasventil 5 kann dem angesaugten Massestrom Verbrennungsluft Brenngas zugesetzt werden und das Verbrennungsgemisch aus Brenngas und Verbrennungsluft kann über einen Gemischkanal 12 dem Brenner 3 zugeführt werden. Ein im Abgasweg des Brenners 3 angeordneter Wärmetauscher 11 kann bei der Verbrennung in der Brennkammer 8 erzeugte Wärme auf einen, in einem (hier nicht gezeigten) Heizkreis, zirkulierenden Wärmeträger übertragen. Bei der Verbrennung entstehende Verbrennungsprodukte können über ein Abgasrohr 9 einer Abgasanlage 10 zugeführt werden. In der Brennkammer 8 kann ein erster Flammensensor 6 und ein zweiter Flammensensor 13 derart angeordnet sein, dass ein erstes Signal des ersten Flammensensors 6 und ein zweites Signal einer Flamme des Brenners 3 erfasst werden kann. Dabei können erster Flammensensor 6 und zweiter Flammensensor 13 unterschiedliche Flammensensoren sein, beispielsweise kann der erste Flammensensor 6 ein Temperatursensor und der zweite Flammensensor 13 eine lonisationselektrode sein. Ionisationselektrode und Temperatursensor weisen eine deutlich abweichende Charakteristik hinsichtlich einer Luftzahl λ und Massestrom ṁ des dem Brenner 3 zugeführten Massestromes Verbrennungsgemisch auf. Fig. 2 shows an example and schematic of a heater 1 proposed here, set up to burn a fuel gas such as natural gas or hydrogen. This can include a burner 3 arranged in a combustion chamber 8. Combustion air can be sucked in by a fan 2 via a combustion air supply 4 and fuel gas can be added to the sucked-in mass flow of combustion air via a gas valve 5 and the combustion mixture of fuel gas and combustion air can be fed to the burner 3 via a mixture channel 12. A heat exchanger 11 arranged in the exhaust gas path of the burner 3 can transfer heat generated during combustion in the combustion chamber 8 to a heat transfer medium circulating in a heating circuit (not shown here). Combustion products resulting from combustion can be fed to an exhaust system 10 via an exhaust pipe 9. A first flame sensor 6 and a second flame sensor 13 can be arranged in the combustion chamber 8 in such a way that a first signal of the first flame sensor 6 and a second signal of a flame of the burner 3 can be detected. The first flame sensor 6 and the second flame sensor 13 can be different flame sensors, for example the first flame sensor 6 can be a temperature sensor and the second flame sensor 13 can be an ionization electrode. Ionization electrode and Temperature sensors have a significantly different characteristic with regard to an air ratio λ and mass flow ṁ of the mass flow of combustion mixture supplied to the burner 3.

Ein Regel- und Steuergerät 7 kann zur Regelung des Heizgerätes 1 eingerichtet sein. Hierfür kann dieses zumindest mit dem ersten Flammensensor 6, dem zweiten Flammensensor 13, dem Gebläse 2 und dem Gasventil 5 elektrisch verbunden sein. Das Regel- und Steuergerät 7 kann anhand des ersten Signals und zweiten Signals von erstem und zweitem Flammensensor 6, 13 der Flamme am Brenner 3 auf eine Luftzahl λ und einen Massestrom ṁ schließen und diese regeln. Der Massestrom ṁ kann dabei ein Maß für die (aktuelle) Leistung des Heizgerätes 1 sein.A control and control device 7 can be set up to regulate the heater 1. For this purpose, this can be electrically connected at least to the first flame sensor 6, the second flame sensor 13, the blower 2 and the gas valve 5. The regulating and control device 7 can use the first signal and second signal from the first and second flame sensors 6, 13 of the flame on the burner 3 to determine an air ratio λ and a mass flow ṁ and regulate them. The mass flow ṁ can be a measure of the (current) performance of the heater 1.

In Block 110 kann gemäß Schritt a) ein erstes Signal 14 des ersten Flammensensors 6 und das zweite Signal 15 des zweiten Flammensensors 13 erfasst werden. Der Schritt a) kann insbesondere durch das Regel- und Steuergerät 7 durchgeführt werden, wobei die erfassten Signale 14, 15 auf einem Speicher des Regel- und Steuergerätes 7 hinterlegt werden können.In block 110, according to step a), a first signal 14 of the first flame sensor 6 and the second signal 15 of the second flame sensor 13 can be detected. Step a) can be carried out in particular by the control and control device 7, whereby the detected signals 14, 15 can be stored in a memory of the control and control device 7.

Fig. 3 zeigt beispielhaft und schematisch einen Brenner 3 des Heizgerätes 1 mit einem zylinderförmigen Brennerkörper 18, an dem ein erster Flammensensor 6 und ein zweiter Flammensensor 13 angeordnet sind. In diesem alternativen Beispiel können erster Flammensensor 6 und zweiter Flammensensor 13 gleiche Sensoren(typen) sein. Der erste Flammensensor 6 kann einen Abstand 16 zum Brennerkörper 18 und der zweite Flammensensor 13 kann einen Abstand 17 zum Brennerkörper 18 aufweisen, wobei der Abstand 16 des ersten Flammensensors 6 deutlich geringer ist als der Abstand 17 des zweiten Flammensensors 13. Dieser abweichende Abstand des Flammensensors 16,17 resultiert in einer abweichenden Charakteristik hinsichtlich der Luftzahl λ und dem Massestrom ṁ des dem Brenner 3 zugeführten Massestromes Verbrennungsgemisch. Fig. 3 shows, by way of example and schematically, a burner 3 of the heater 1 with a cylindrical burner body 18, on which a first flame sensor 6 and a second flame sensor 13 are arranged. In this alternative example, the first flame sensor 6 and the second flame sensor 13 can be the same sensor (type). The first flame sensor 6 can have a distance 16 from the burner body 18 and the second flame sensor 13 can have a distance 17 from the burner body 18, the distance 16 of the first flame sensor 6 being significantly smaller than the distance 17 of the second flame sensor 13. This different distance of the flame sensor 16,17 results in a different characteristic with regard to the air ratio λ and the mass flow ṁ of the mass flow of the combustion mixture supplied to the burner 3.

In Block 120 kann gemäß Schritt b) ein dem Brenner zugeführter Massestrome Verbrennungsgemisch und die Luftzahl (λ) des Verbrennungsgemisches unter Einbeziehung von erstem und zweitem Signal 14,15 ermittelt oder berechnet werden.In block 120, according to step b), a mass flow of the combustion mixture supplied to the burner and the air ratio (λ) of the combustion mixture can be determined or calculated, taking into account the first and second signals 14, 15.

Fig. 4 zeigt beispielhaft und schematisch ein Diagramm, das eine Funktion möglicher Kombinationen von Luftzahl λ und Massestrom ṁ für ein erfasstes erstes Signal 14 des ersten Flammensensors 6 und eine Funktion möglicher Kombinationen von Luftzahl λ und Massestrom ṁ für ein erfasstes zweites Signal 15 des zweiten Flammensensors 13 darstellt. Ein Betriebspunkt 19 kann als Schnittpunkt der Funktionen, also der Kombination von Luftzahl λ und Massestrom ṁ die gemäß erstem und zweitem Signal 14,15 möglich ist. Fig. 4 shows, by way of example and schematically, a diagram which represents a function of possible combinations of air ratio λ and mass flow ṁ for a detected first signal 14 of the first flame sensor 6 and a function of possible combinations of air ratio λ and mass flow ṁ for a detected second signal 15 of the second flame sensor 13 . An operating point 19 can be used as the intersection of the functions, i.e. the combination of air ratio λ and mass flow ṁ , which is possible according to the first and second signals 14,15.

In Block 130 kann gemäß Schritt c) das Heizgerät 1 die in Block 120 (Schritt b) ermittelten Luftzahl λ und Massestrom ṁ in die Regelung des Heizgerätes 1 durch das Regel- und Steuergerät 7 einbezogen werden.In block 130, according to step c), the heater 1 can include the air ratio λ and mass flow ṁ determined in block 120 (step b) in the regulation of the heater 1 by the control unit 7.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Heizgerätheater
22
Gebläsefan
33
Brennerburner
44
Zuführung VerbrennungsluftSupply of combustion air
55
Gasventilgas valve
66
erster Flammensensorfirst flame sensor
77
Regel- und SteuergerätControl and control device
88th
Brennkammercombustion chamber
99
Abgasrohrexhaust pipe
1010
AbgasanlageExhaust system
1111
WärmetauscherHeat exchanger
1212
GemischkanalMixture channel
1313
zweiter Flammensensorsecond flame sensor
1414
erstes Signalfirst signal
1515
zweites Signalsecond signal
1616
Abstand erster FlammensensorDistance from first flame sensor
1717
Abstand zweiter FlammensensorDistance from second flame sensor
1818
Brennerkörperburner body
1919
Betriebspunktoperating point

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (1), aufweisend einen Brenner (3), dem ein Verbrennungsgemisch aus Brenngas und Verbrennungsluft zugeführt wird, und einen ersten Flammensensor (6) und einen zweiten Flammensensor (13), wobei erster Flammensensor (6) und zweiter Flammensensor (13) Signale mit unterschiedlicher Charakteristik in Bezug auf eine aktuelle Leistung und/oder Luftzahl (λ) des Heizgerätes (1) erzeugen, umfassend zumindest die folgenden Schritte: a) Erfassen eines ersten Signals (14) des ersten Flammensensors (6) und eines zweiten Signals (15) des zweiten Flammensensors (13), b) Bestimmen eines dem Brenner (3) zugeführten Massestromes (ṁ) des Verbrennungsgemisches und der Luftzahl (λ) des Verbrennungsgemisches unter Einbeziehung des ersten Signals (14) und des zweiten Signals (15), c) Regeln des Heizgerätes (1) unter Einbeziehung des in Schritt b) bestimmten Massestromes (ṁ) und der in Schritt b) bestimmten Luftzahl (λ). Method for operating a heater (1), comprising a burner (3) to which a combustion mixture of fuel gas and combustion air is supplied, and a first flame sensor (6) and a second flame sensor (13), the first flame sensor (6) and the second flame sensor (13) Generate signals with different characteristics in relation to a current power and/or air ratio (λ) of the heater (1), comprising at least the following steps: a) detecting a first signal (14) from the first flame sensor (6) and a second signal (15) from the second flame sensor (13), b) determining a mass flow ( ṁ ) of the combustion mixture supplied to the burner (3) and the air ratio (λ) of the combustion mixture, taking into account the first signal (14) and the second signal (15), c) Controlling the heater (1) taking into account the mass flow ( ṁ ) determined in step b) and the air ratio (λ) determined in step b). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Flammensensor (6) und der zweite Flammensensor (13) ausgewählt sind aus folgender Gruppe: lonisationselektrode, Temperatursensor, Lambdasonde, optischer Sensor, Hot Surface Igniter.Method according to claim 1, wherein the first flame sensor (6) and the second flame sensor (13) are selected from the following group: ionization electrode, temperature sensor, lambda sensor, optical sensor, hot surface igniter. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der erste Flammensensor (6) und der zweite Flammensensor (13) verschiedene Elemente der Gruppe sind.The method of claim 2, wherein the first flame sensor (6) and the second flame sensor (13) are different members of the group. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Flammensensor (6) und der zweite Flammensensor (13) an unterschiedlichen Positionen bezogen auf den Brenner (3) des Heizgerätes (1) angeordnet sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the first flame sensor (6) and the second flame sensor (13) are arranged at different positions relative to the burner (3) of the heater (1). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt b) die Luftzahl (λ) und/ oder der Massestrom (m) über mehrdimensionale Funktionen und/ oder auf Basis eine Approximation aus Messpunkten bestimmt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein in step b) the air ratio (λ) and/or the mass flow (m) are determined via multi-dimensional functions and/or based on an approximation from measuring points. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, das in Schritt b) die Luftzahl (λ) und/ oder der Massestrom (m) unter Einbeziehung einer künstlichen Intelligenz ermittelt wird, die in Vorversuchen mit bekanntem Massestrom (ṁ) und bekannter Luftzahl (λ) angelernt wurde.Method according to one of the preceding claims, in which in step b) the air ratio (λ) and/or the mass flow (m) is determined using an artificial intelligence that was trained in preliminary tests with a known mass flow ( ṁ ) and a known air ratio (λ). . Regel- und Steuergerät (7) für ein Heizgerät (1) mit mindestens zwei Flammensensoren (6, 13), eingerichtet, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.Regulating and control device (7) for a heater (1) with at least two flame sensors (6, 13), set up to carry out a method according to one of claims 1 to 6. Heizgerät (1) mit einem Regel- und Steuergerät (7) nach Anspruch 7.Heater (1) with a control and control device (7) according to claim 7. Heizgerät (1) mit einem Brenner (3), mindestens zwei Flammensensoren (6, 13) und Mitteln, die so angepasst sind, dass sie die Schritte des Verfahrens nach Anspruch 1 ausführen.Heater (1) comprising a burner (3), at least two flame sensors (6, 13) and means adapted to carry out the steps of the method according to claim 1. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass das Heizgerät (1) des Anspruchs 9 die Schritte des Verfahrens nach Anspruch 1 ausführt.Computer program comprising instructions which cause the heater (1) of claim 9 to carry out the steps of the method according to claim 1.
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