EP4279811A1 - Method for operating a heating device, computer program, control and control device, heating device and use of a determined electrical resistance - Google Patents
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- EP4279811A1 EP4279811A1 EP23172495.6A EP23172495A EP4279811A1 EP 4279811 A1 EP4279811 A1 EP 4279811A1 EP 23172495 A EP23172495 A EP 23172495A EP 4279811 A1 EP4279811 A1 EP 4279811A1
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Definitions
- the invention relates to a method for operating a heater, a computer program, a regulating and control device, a heater and the use of a determined electrical resistance.
- Steps a), b), c) and d) can be carried out at least once in the specified order during a regular operational procedure. It is possible to carry out steps a) and b) at least partially at the same time or in parallel. Advantageously, steps a), b) and c) can also be repeated at regular intervals or triggered by an event.
- the heater can have a conveyor device, in particular a fan, which supplies a mixture of combustion air and fuel (hydrogen) to a burner of the heater.
- the heater can have an electronic gas-air combination, i.e. a regulation of the combustion air ratio (air ratio, lambda) including a parameter that enables a conclusion to be drawn about the properties of the flame, which can in particular be a flame temperature.
- air ratio air ratio, lambda
- a target flame temperature which can correspond to an announced combustion air ratio, can be specified for the control.
- the further operating parameters can be an ambient temperature, a temperature in the supply air of the heater, a mass flow in an air supply or a mixture channel of the heater and/or a temperature in a flow and/or a return of the heater.
- 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 serves to calibrate a flame temperature sensor 6 or to compensate for a sensor drift of the flame temperature sensor 6.
- the sequence of steps a), b), c) and d) shown with blocks 110, 120, 130, 140 can occur during a regular operating procedure.
- the resistance curve 14 of the flame temperature sensor 6 with sensor drift can have been determined in block 120 according to step a).
- the (electrical) resistance R of the flame temperature sensor 6 can be determined by measuring the electrical current flowing through the flame temperature sensor 6 at different electrical voltages U and using Ohm's law.
- a scaling of the resistance (or the resistance curve 14) of the flame temperature sensor 6 can be determined, which compensates for the deviation 16 determined in step c).
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Abstract
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (1) mit einem Brenner (3), dem ein Gemisch aus Verbrennungsluft und Brenngas zugeführt wird, und mit einer Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses des Gemischs anhand eines Signals eines widerstandsbasierten Flammentemperatursensors (6), umfassend zumindest die folgenden Schritte:a) messtechnisches Ermitteln eines elektrischen Widerstandes des Flammentemperatursensors (6) bei ausgeschaltetem Brenner (3) des Heizgerätes (1),b) Ermitteln einer Abweichung (16) zu einem für die Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses angenommenen Widerstand des Flammentemperatursensors (6),c) Ermitteln einer Skalierung des Widerstandes des Flammentemperatursensors (6), die die in Schritt c) ermittelte Abweichung (16) ausgleicht, undd) Betreiben des Heizgerätes (1) mit dem derart skalierten elektrischen Widerstand des Flammentemperatursensors (6). In vorteilhafter Weise kann mit dem vorgeschlagenen Verfahren eine Sensordrift eines Flammentemperatursensors (6) kompensiert werden und somit ein langzeitstabiler Betrieb des Heizgerätes (1) ermöglicht werden.The invention proposes a method for operating a heater (1) with a burner (3), to which a mixture of combustion air and fuel gas is supplied, and with control of the combustion air ratio of the mixture based on a signal from a resistance-based flame temperature sensor (6), comprising at least the following Steps: a) measuring an electrical resistance of the flame temperature sensor (6) when the burner (3) of the heater (1) is switched off, b) determining a deviation (16) from a resistance of the flame temperature sensor (6) assumed for controlling the combustion air ratio, c ) determining a scaling of the resistance of the flame temperature sensor (6), which compensates for the deviation (16) determined in step c), and d) operating the heater (1) with the electrical resistance of the flame temperature sensor (6) scaled in this way. Advantageously, the proposed method can be used to compensate for sensor drift in a flame temperature sensor (6), thus enabling long-term stable operation of the heater (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät, ein Heizgerät und eine Verwendung eines ermittelten elektrischen Widerstandes.The invention relates to a method for operating a heater, a computer program, a regulating and control device, a heater and the use of a determined electrical resistance.
Gasbetriebene Heizgeräte weisen häufig eine Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses (Lambda) basierend auf einer Messung des lonisationsstromes der Flamme auf. So kann ein gemessener Flammenwiderstand einer Gasflamme einen Rückschluss auf ein vorliegendes Verbrennungsluftverhältnis ermöglichen und somit zur Regelung desselben herangezogen werden. Bei mit Wasserstoff betriebenen Heizgeräten treten in der Flamme jedoch nicht ausreichend freie Ladungsträger auf, so dass eine robuste Auswertung des lonisationsstromes häufig nicht möglich erscheint. Daher werden zur Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses wasserstoffbetriebener Heizgeräte andere Parameter/ Messverfahren zur Regelung und Überwachung einer Wasserstoffflamme herangezogen. Bekannt ist hierzu beispielsweise ein Erfassen der von einer Flamme emittierte UV- (Ultraviolett-) Strahlung, das jedoch mit hohen Kosten verbunden ist und anfällig für Verschmutzungen ist.Gas-powered heaters often have a control of the combustion air ratio (lambda) based on a measurement of the ionization current of the flame. A measured flame resistance of a gas flame can enable a conclusion to be drawn about the existing combustion air ratio and can therefore be used to regulate it. However, in heating devices powered by hydrogen, there are not enough free charge carriers in the flame, so that a robust evaluation of the ionization current often does not seem possible. Therefore, other parameters/measuring methods are used to control and monitor a hydrogen flame to regulate the combustion air ratio of hydrogen-powered heaters. For example, it is known to detect the UV (ultraviolet) radiation emitted by a flame, but this is associated with high costs and is susceptible to contamination.
Alternativ wird in der
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.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.
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 mit einem Brenner bei, wobei dem Brenner ein Gemisch aus Verbrennungsluft und Brenngas zugeführt wird, und eine Regelung das Verbrennungsluftverhältnis des Gemisches anhand eines Signal eines widerstandsbasierten Flammentemperatursensors regelt bzw. einstellt, umfassend zumindest die folgenden Schritte:
- a) messtechnisches Ermitteln eines elektrischen Widerstandes des Flammentemperatursensors bei ausgeschaltetem Brenner des Heizgerätes,
- b) Ermitteln einer Abweichung zu einem für die Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses angenommenen elektrischen Widerstand des Flammentemperatursensors,
- c) Ermitteln einer Skalierung des elektrischen Widerstandes des Flammentemperatursensors, die die in Schritt c) ermittelte Abweichung ausgleicht, und
- d) Betreiben des Heizgerätes mit dem derart skalierten elektrischen Widerstand des Flammentemperatursensors.
- a) measuring an electrical resistance of the flame temperature sensor when the burner of the heater is switched off,
- b) determining a deviation from an electrical resistance of the flame temperature sensor assumed for regulating the combustion air ratio,
- c) determining a scaling of the electrical resistance of the flame temperature sensor, which compensates for the deviation determined in step c), and
- d) Operating the heater with the electrical resistance of the flame temperature sensor scaled in this way.
Die Schritte a), b), c) und d) können bei einem regulären Betriebsablauf mindestens einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Es ist möglich, die Schritte a) und b) zumindest teilweise zeitgleich oder parallel auszuführen. Vorteilhaft können die Schritte a), b) und c) auch in regelmäßigen Abständen oder durch ein Ereignis ausgelöst wiederholt werden.Steps a), b), c) and d) can be carried out at least once in the specified order during a regular operational procedure. It is possible to carry out steps a) and b) at least partially at the same time or in parallel. Advantageously, steps a), b) and c) can also be repeated at regular intervals or triggered by an event.
Das Verfahren dient insbesondere einem dauerhaft sicheren Betreiben eines Heizgerätes mit einer auf einem Temperatursignal basierenden Regelung des Verbrennungsluftgemisches, insbesondere einem Ausgleich eines auftretenden Sensordriftes eines eingesetzten Flammentemperatursensors.The method serves, in particular, for permanently safe operation of a heater with a temperature signal-based control of the combustion air mixture, in particular to compensate for any sensor drift that occurs in a flame temperature sensor used.
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 provide a heat transfer medium (heating water), whereby heat transfer medium heated via a heating flow is supplied to consumers, such as convectors or surface heating, and can be 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 Gemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoff (Wasserstoff) einem Brenner des Heizgerätes zuführt. Das Heizgerät kann dabei einen elektronischen Gas-Luftverbund aufweisen, also eine Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses (Luftzahl, Lambda) unter Einbeziehung eines, einen Rückschluss auf die Eigenschaften der Flamme ermöglichenden Parameters, der insbesondere eine Flammentemperatur sein kann. Hierzu kann in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Heizgerätes, insbesondere einer aktuellen Leistung des Heizgerätes, eine Ziel-Flammentemperatur, die einem avisierten Verbrennungsluftverhältnis entsprechen kann, für die Regelung vorgegeben sein.For this purpose, the heater can have a conveyor device, in particular a fan, which supplies a mixture of combustion air and fuel (hydrogen) to a burner of the heater. The heater can have an electronic gas-air combination, i.e. a regulation of the combustion air ratio (air ratio, lambda) including a parameter that enables a conclusion to be drawn about the properties of the flame, which can in particular be a flame temperature. For this purpose, depending on the operating state of the heater, in particular a current output of the heater, a target flame temperature, which can correspond to an announced combustion air ratio, can be specified for the control.
Das Heizgerät kann einen Flammentemperatursensor aufweisen, der derart angeordnet ist, dass (direkt oder mittelbar) eine Flammentemperatur des Heizgerätes (messtechnisch) erfassbar ist. Hierfür kann der Flammentemperatursensor an oder in der Brennkammer des Heizgerätes angeordnet sein, insbesondere in einem Bereich der Brennkammer, in dem sich bei regulärer Benutzung eine Flamme ausbildet.The heater can have a flame temperature sensor, which is arranged in such a way that (directly or indirectly) a flame temperature of the heater can be detected (measured). For this purpose, the flame temperature sensor can be arranged on or 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 Flammentemperatursensor 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 flame 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 Flammentemperatursensor kann ein beliebiger Temperatursensor sein, der insbesondere ein elektrisches Signal als Maß für die bzw. 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 als 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 flame 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. as 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.
Gemäß einer Ausgestaltung können die Schritte a), b) und c) mehrmals wiederholt werden, wobei insbesondere der Flammentemperatursensor in Schritt a) (nacheinander) mit (vorgegebenen) unterschiedlichen elektrischen Leistungen beaufschlagt wird. Dabei wird jeweils der (daraus resultierende bzw. bestimmte) elektrische Widerstand des Flammentemperatursensors, in Schritt b) eine Funktion der Abweichung und in Schritt c) eine Funktion der Skalierung ermitteln. Die unterschiedlichen elektrischen Leistungen können dabei in einem Anlegen unterschiedlicher elektrischer Spannungen bestehen.According to one embodiment, steps a), b) and c) can be repeated several times, in particular the flame temperature sensor in step a) being supplied (sequentially) with (predetermined) different electrical powers. The (resulting or determined) electrical resistance of the flame temperature sensor is determined in step b) as a function of the deviation and in step c) as a function of the scaling. The different electrical powers can consist of applying different electrical voltages.
Gemäß einer Ausgestaltung können weitere Betriebsparameter des Heizgerätes in das Ermitteln der Skalierung in Schritt c) einbezogen werden. Ein Einbeziehen zusätzlicher Betriebsparameter des Heizgerätes kann eine präzisiere Ermittlung des Sensordriftes ermöglichen.According to one embodiment, further operating parameters of the heater can be included in determining the scaling in step c). Including additional operating parameters of the heater can enable a more precise determination of the sensor drift.
Gemäß einer Ausgestaltung können die weiteren Betriebsparameter eine Umgebungstemperatur, eine Temperatur in der Zuluft des Heizgerätes, ein Massestrom in einer Luftzufuhr oder einem Gemischkanal 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 air of the heater, a mass flow in an air supply or a mixture channel 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. 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 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. 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 ein oder mehrere angenommene Widerstände des Flammentemperatursensors hinterlegt werden oder 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, one or more assumed resistances of the flame temperature sensor can also be stored in the memory of the control device.
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 wasserstoffbetriebenes Gasheizgerät, handeln. Das Gasheizgerät kann einen Brenner und eine Fördereinrichtung aufweisen, mit der ein Gemisch aus Verbrennungsgas (Wasserstoff) und Verbrennungsluft dem Brenner zugeführt werden kann. Das Heizgerät kann insbesondere eine Regelung der Gemischzusammensetzung von Brenngas und Verbrennungsluft (Verbrennungsluftverhältnis) unter Einbeziehung eines Signals eines Flammentemperatursensors 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 hydrogen-powered gas heater. The gas heater can have a burner and a conveying device with which a mixture of combustion gas (hydrogen) and combustion air can be supplied to the burner. The heater can in particular have a control of the mixture composition of fuel gas and combustion air (combustion air ratio) taking into account a signal from a flame temperature sensor.
Nach einem weiteren Aspekt wird auch eine Verwendung eines bei ausgeschaltetem Brenner eines Heizgerätes ermittelten elektrischen Widerstandes eines Flammentemperatursensors zur Kompensation eines Sensordriftes des Flammentemperatursensors. Das Heizgerät kann dabei insbesondere dazu eingerichtet sein, das Verbrennungsluftverhältnis anhand der vom Flammentemperatursensor ermittelten Flammentemperatur zu regeln.According to a further aspect, an electrical resistance of a flame temperature sensor determined when the burner of a heater is switched off is also used to compensate for sensor drift of the flame temperature sensor. The heater can in particular be set up to regulate the combustion air ratio based on the flame temperature determined by the flame temperature sensor.
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.
Hier werden somit ein Verfahren zum 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, und
- Fig. 2:
- ein hier vorgeschlagenes Heizgerät.
- Fig. 1:
- a sequence of a procedure presented here, and
- Fig. 2:
- a heater suggested here.
Ein Regel- und Steuergerät 7 kann zur Regelung des Heizgerätes 1 eingerichtet sein. Hierfür kann dieses zumindest mit dem Flammentemperatursensor 6, dem Gebläse 2 und dem Gasventil 5 elektrisch verbunden sein. Das Regel- und Steuergerät 7 kann anhand einer vom Flammentemperatursensor 6 erfassten Flammentemperatur am Brenner 3 Rückschlüsse auf ein vorliegendes Verbrennungsluftverhältnis (Lambda) ziehen und dieses regeln.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
Die Widerstandskurve 14 des Flammentemperatursensors 6 mit Sensordrift kann in Block 120 gemäß Schritt a) ermittelt worden sein. Hierzu kann bei ausgeschalteten Brenner 3 der (elektrische) Widerstand R des Flammentemperatursensors 6 durch ein Messen des durch den Flammentemperatursensor 6 fließenden elektrischen Stromes bei unterschiedlichen elektrischen Spannungen U und Anwendung des Ohmschen Gesetzes ermittelt werden.The
In Block 120 kann gemäß Schritt b) eine Abweichung 16 zu einem für die Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses angenommenen Widerstand des Flammentemperatursensors 6 ermittelt werden. Der angenommene Widerstand des Flammentemperatursensors 6 kann dabei der Widerstandskurve 13 eines neuen Flammentemperatursensors 6 entsprechen. Die Abweichung 16 kann auch als Abweichungskurve in Abhängigkeit der Spannung U verstanden werden.In
In Block 130 kann gemäß Schritt c) eine Skalierung des Widerstandes (bzw. der Widerstandskurve 14) des Flammentemperatursensors 6 ermittelt werden, die die in Schritt c) ermittelte Abweichung 16 ausgleicht.In
In Block 140 kann das Heizgerät 1 mit der skalierten Widerstandskurve 15 des Flammentemperatursensors 6 betrieben werden, wobei ein Sensordrift des Flammentemperatursensors 6 kompensiert ist.In block 140, the heater 1 can be operated with the scaled resistance curve 15 of the
- 11
- Heizgerätheater
- 22
- Gebläsefan
- 33
- Brennerburner
- 44
- Zuführung VerbrennungsluftSupply of combustion air
- 55
- GasventilGas valve
- 66
- FlammentemperatursensorFlame temperature sensor
- 77
- Regel- und SteuergerätControl and control device
- 88th
- Brennkammercombustion chamber
- 99
- Abgasrohrexhaust pipe
- 1010
- AbgasanlageExhaust system
- 1111
- WärmetauscherHeat exchanger
- 1212
- GemischkanalMixture channel
- 1313
- Widerstandskurve Flammentemperatursensor ohne SensordriftFlame temperature sensor resistance curve without sensor drift
- 1414
- Widerstandskurve Flammentemperatursensor mit SensordriftFlame temperature sensor resistance curve with sensor drift
- 1515
- skalierte Widerstandskurvescaled resistance curve
- 1616
- Abweichungdeviation
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