EP4339512A1 - Verfahren zum betreiben eines heizgerätes, computerprogramm, regel- und steuergerät, heizgerät und verwendung einer erfassten drehzahl - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines heizgerätes, computerprogramm, regel- und steuergerät, heizgerät und verwendung einer erfassten drehzahl Download PDF

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Publication number
EP4339512A1
EP4339512A1 EP23197371.0A EP23197371A EP4339512A1 EP 4339512 A1 EP4339512 A1 EP 4339512A1 EP 23197371 A EP23197371 A EP 23197371A EP 4339512 A1 EP4339512 A1 EP 4339512A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion air
heater
temperature sensor
flame temperature
mass flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23197371.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marco Hahn
Tim Nettingsmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vaillant GmbH filed Critical Vaillant GmbH
Publication of EP4339512A1 publication Critical patent/EP4339512A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/022—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N3/00—Regulating air supply or draught
    • F23N3/08—Regulating air supply or draught by power-assisted systems
    • F23N3/082—Regulating air supply or draught by power-assisted systems using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00—Measuring
    • F23N2225/26—Measuring humidity
    • F23N2225/30—Measuring humidity measuring lambda
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2233/00—Ventilators
    • F23N2233/06—Ventilators at the air intake
    • F23N2233/08—Ventilators at the air intake with variable speed

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 detected speed.
  • a large number of heating devices which feed and burn a combustion mixture of a fuel, in particular a fuel gas such as natural gas or hydrogen, conveyed by a conveyor and use the resulting heat to supply a building.
  • a fuel in particular a fuel gas such as natural gas or hydrogen
  • These heaters usually have a control of the composition of the combustion mixture and thus the combustion air ratio (also referred to as lambda or air ratio).
  • the combustion air ratio also referred to as lambda or air ratio.
  • one or more flame monitoring signals are generally used, which on the one hand monitor the presence of a flame on the burner and, on the other hand, can also be used to regulate the combustion air ratio.
  • temperature sensors for measuring flame temperature can be subject to sensor drift, i.e. a slow change in the signal under the same measurement conditions.
  • sensor drift When used to control the combustion air ratio, a sensor drift can lead a control into an unsafe area, for example a combustion mixture with too high a proportion of fuel (hydrogen) with a combustion air ratio (lambda) ⁇ ⁇ 1, i.e. a rich combustion mixture.
  • a sensor drift can be monitored, for example, using a parallel lambda sensor.
  • lambda sensors are expensive and the heater must also be structurally modified.
  • the DE 10 2004 030 300 A1 describes a method for setting an operating parameter of a combustion device, in which a mixing ratio of the supplied air-gas mixture is set based on a maximum of the temperature generated by the combustion device.
  • the process only allows for indirect control of the mixing ratio.
  • unsafe operating conditions can occur.
  • the object of the invention to propose a method for operating a heater, a computer program, a control and control device and a heater that at least partially overcome the described problems of the prior art.
  • the invention is intended to enable a check of a sensor signal from a temperature sensor for controlling a combustion mixture of a heater, in particular a heater powered by hydrogen.
  • the method should be suitable for being carried out at least partially automatically and require as few structural changes as possible compared to a heater according to the prior art.
  • Steps a), b), c) and d) can be carried out at least once in the specified order.
  • steps a) to d) can be carried out at regular intervals (hourly or minute) during operation of a heater.
  • the method serves in particular to check a signal from a flame temperature sensor and/or a set combustion air ratio of the combustion mixture.
  • 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 flow and a 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 conveyor device, in particular a fan, which can supply a combustion mixture of combustion air and fuel (hydrogen) to a burner of the heater.
  • the conveyor device can include a power control, in particular a speed controller.
  • the heater can form a pneumatic gas-air combination, in which a mass flow of combustion air provided via a gas supply is added to a mass flow of combustion air corresponding to a negative pressure (control pressure) of a throttle point, such as a Venturi nozzle, so that a can set a predefined (predetermined) combustion air ratio (air ratio, lambda).
  • the heater can alternatively have an electronic gas-air system, in which a signal from a flame monitoring system can be used to draw conclusions about the flames and the combustion air ratio (also referred to as lambda or air ratio), so that the same can be regulated.
  • the heater can in particular be set up to burn hydrogen as fuel or a mixture containing hydrogen.
  • the mixture can have a content of at least 80% or at least 90% hydrogen.
  • the heater can also have flame monitoring.
  • This can include a flame temperature sensor that is set up to detect a flame temperature or a temperature that provides an indication of the flame temperature (burner or housing temperature).
  • the flame temperature sensor is arranged in or in the immediate vicinity of the flame of the heater.
  • any temperature sensor can be used to record the flame temperature of the heater.
  • a resistance-based temperature sensor for example a thermistor (NTC) or thermistor (PTC), a platinum or silicon measuring resistor, or even a semiconductor temperature sensor can be used.
  • the temperature sensor can be an ignition device, in particular a hot surface igniter (HSI) of the heater.
  • HSA hot surface igniter
  • the supplied mass flow of fuel gas (and thus the opening position of the gas valve) can be constant during the implementation of steps a) to c). remain so that a change (increase in the combustion air ratio ⁇ ) results when carrying out step c). This can advantageously ensure that the heater does not result in unsafe operating states while carrying out a method proposed here.
  • the heater can be in operation and a control of the heater can set a combustion air ratio based on a detected flame temperature.
  • no modulation of the heater i.e. no change in the operating point, should take place or should have taken place at a short time interval beforehand, so that the heater has a state that is as stationary as possible.
  • an operating point and associated operating parameters of the heater can be detected.
  • An associated operating parameter of the heater is in particular a temperature of the flame temperature sensor or a temperature which is determined using the flame temperature sensor.
  • Step a) can in particular be carried out by a control and control device of the heater, in particular recorded operating parameters being stored in a memory of the control and control device.
  • the conveyor device can in particular be a fan and a power of the conveyor device can be a speed of the same.
  • the flame temperature sensor can be heated.
  • the flame temperature sensor can be heated by a predetermined temperature difference.
  • the flame temperature sensor can be heated using electrical energy. Heating by a predetermined temperature difference can be carried out in particular by heating the flame temperature sensor with a predetermined electrical power. The (current) temperature of the flame temperature sensor can be further recorded.
  • the supplied mass flow of combustion air can be increased until the temperature of the flame temperature sensor corresponds to the temperature recorded in step a), and the change in the mass flow of combustion air required for this can be recorded.
  • the cooling effect or an effect of the forced convection caused by the mass flow of combustion air can be increased and thus the flame temperature sensor can be cooled.
  • a required change in the power of the conveyor device is thus detected, which is required to cool the flame temperature sensor (heated or supplied with electrical energy) to the temperature detected in step a). Due to different physical properties of fuel and combustion air the change in the performance of the conveying device also depends on the combustion air ratio, so that this can be determined from the determined change in the performance of the conveying device.
  • a mass flow (combustion air, fuel or a mixture of both) can also characterize a volume flow and vice versa. Knowing the density and temperature of the medium, a mass flow can easily be converted into a volume flow and vice versa.
  • a combustion air ratio can now be determined based on the required change in the performance of the conveyor device recorded in step c).
  • a reference context can be used that was empirically determined in advance in (laboratory) tests on a reference heater and assigns a combustion air ratio to a determined required change in the mass flow of combustion air for cooling the flame temperature sensor.
  • the reference context can also be a map depending on a modulation point of the heater.
  • a deviation of the combustion air ratio determined in step d) from the combustion air ratio stored in step a). be compensated.
  • a correction function can be determined which, implemented in the control of the heater, converts a combustion air ratio determined by the flame temperature sensor into a corrected combustion air ratio.
  • the setpoint or actual value of the temperature sensor can be adjusted iteratively in the control according to the deviation to be compensated.
  • 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.
  • the computer program can in particular be carried out on a control unit of the heater.
  • 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).
  • the regulating and control device can in particular be electrically connected to a conveyor device and a flame temperature sensor.
  • recorded or required data are stored, for example an operating point recorded in step a) or associated operating parameters and / or a reference context.
  • a heater 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 conveyor device with which a mixture of fuel (hydrogen) and combustion air can be supplied to the burner.
  • the heater can include a flame temperature sensor, which can be arranged on the burner of the heater in such a way that a flame temperature can be detected directly or indirectly.
  • the use of a detected change in speed of a conveyor device of a heater is also proposed, wherein the detected change in speed is required to cool a temperature sensor by a predetermined temperature amount and is used to determine a combustion air ratio 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 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 checking a combustion air ratio determined based on a flame temperature of a heater and, if necessary, compensating for errors in the same.
  • 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 implementation of steps a), b), c and d) shown with blocks 110, 120, 130 and 140 can be carried out at least once in the specified order in a regular process sequence.
  • the procedure is used to check one with one Flame temperature sensor 13 determined combustion air ratio ( ⁇ ) 27 and, if necessary, a correction thereof.
  • the method can be carried out in particular on a heater 1 that is in operation.
  • Fig. 2 shows an example and schematic of a heater 1 proposed here.
  • This can include a burner 3 arranged in a combustion chamber 8.
  • Combustion air can be sucked in by a conveyor device 2, in particular designed as a fan, via a combustion air supply 4, in which a mass flow sensor can be arranged.
  • the conveyor 2 can be connected to a speed controller 6, which can regulate a speed n of the conveyor 2 by means of a pulse width modulated (PWM) signal.
  • a gas valve 5 can add combustion air to the sucked-in air mass flow of combustion air from a gas supply 14 and can include a safety valve and a gas control valve for controlling the mass flow of fuel gas to be added.
  • the generated mixture of fuel gas and combustion air can flow via a mixture channel 11 to the burner 3 and be ignited there by an ignition device 12 when the heater 1 is started.
  • the burner 3 can have a cylindrical shape, which can be attached with a base to a burner door 15 in such a way that combustion mixture can flow from the mixture channel 11 into the burner 3.
  • the combustion products can be discharged to the outside via an exhaust pipe 9 of the heater and an exhaust system 10.
  • a heat exchanger 16 can also be arranged in the combustion chamber 8, which can transfer heat obtained during combustion to a heat transfer medium circulating in a heating circuit.
  • the heater 1 proposed here can be set up in particular to burn hydrogen.
  • the heater 1 can have a flame temperature sensor 13 in a burner door 15 as a device for flame monitoring.
  • a control and control device 7 can be set up to regulate the heater 1. For this purpose, this can be electrically connected, for example, to the speed controller 6, the conveyor 2, the gas valve 5 and the flame temperature sensor 13.
  • the control and control device 7 can be set up to carry out a method proposed here.
  • Fig. 3 to 6 show parameter curves that can be set when carrying out a method proposed here, a curve of a valve position 17 of the gas valve 5, a speed 18 of the conveyor 2, an electrical power 19 for heating the flame temperature sensor 13, a temperature 20 of the flame temperature sensor 13 and the combustion air ratio 27 in the 3 and 4 for normal operation with a combustion air ratio ( ⁇ ) 27 in a range of approximately 1.35 and in the 5 and 6 with an increased proportion of fuel gas in the combustion mixture and a resulting lower combustion air ratio 27 of approximately 1.15.
  • ⁇ combustion air ratio
  • the flame temperature sensor 13 can be heated.
  • the heating can begin at a first time 21 by the flame temperature sensor 13 is supplied with a power 19 of approximately 5 W [watts] for heating.
  • the temperature 20 of the flame temperature sensor 13 can increase from approximately 900 ° C [degrees Celsius] to 1000 ° C by a temperature change 26.
  • the supplied mass flow of combustion air can be increased until the temperature 20 of the flame temperature sensor 13 corresponds to the temperature 20 recorded in step a), in the present case the temperature 20 at the first time 21 of approximately 900 ° C.
  • a speed 18 of the conveyor device 2 can be increased from a second time 22 until the temperature 20 of the flame temperature sensor 13 is reached at the first time 21 at a third time.
  • the required change in the mass flow of combustion air for cooling the flame temperature sensor 13 to the temperature 20 (of approximately 900 ° C) recorded in step a) can be detected (i.e. a temperature change 26 which corresponds to the heating in step b)), in the present case approx . 100 K [Kelvin]).
  • the corresponding speed change is 25 during normal operation according to 3 and 4 approx. 500 rpm [revolutions per minute] and when operating with a rich combustion mixture with a lower combustion air ratio in the 5 and 6 approx. 625 rpm. It can also be seen that the time period 24 required for cooling the flame temperature sensor 13 in step c) is extended from the first time 21 to the second time 22.
  • a combustion air ratio 27 can be determined based on the change in the mass flow of combustion air recorded in step c), in this case the change in speed 25.
  • 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. Should be a dependency and/or order may be required, this is explicitly stated here or it is 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.

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (1), welches eine Fördereinrichtung (2) zum Fördern eines Verbrennungsgemisches aus Brennstoff und Verbrennungsluft zu einem Brenner (3) und einen Flammentemperatursensor (13) zum Erfassen einer Temperatur (20) aufweisen. Das Verfahren kann zumindest die folgenden Schritte umfassen:a) Erfassen eines Betriebspunktes und zugehöriger Betriebsparameter des Heizgerätes (1),b) Erwärmen des Flammentemperatursensors (13),c) Erhöhen des zugeführten Massestromes Verbrennungsluft, bis die Temperatur (20) des Flammentemperatursensors (13) der in Schritt a) erfassten Temperatur (20) entspricht, und Erfassen der erforderlichen Änderung des Massestromes Verbrennungsluft zu Kühlen des Flammentemperatursensors (13) auf die in Schritt a) erfasste Temperatur (20), undd) Bestimmen eines Verbrennungsluftverhältnisses (27) anhand der in Schritt c) erfassten Änderung des Massestromes Verbrennungsluft. Das Verfahren ermöglicht die Feststellung und Kompensation eines Sensordriftes eines zur Flammenüberwachung eingesetzten Flammentemperatursensors (13) und eines damit verbundenen Drittes eines ermittelten Verbrennungsluftverhältnisses (27).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät, ein Heizgerät und eine Verwendung einer erfassten Drehzahl.
  • Es sind eine Vielzahl von Heizgeräten bekannt, die ein von einer Fördereinrichtung gefördertes Verbrennungsgemisch aus einem Brennstoff, insbesondere einem Brenngas wie Erdgas oder Wasserstoff, einem Brenner zuführen und verbrennen und die entstehende Wärme zur Versorgung eines Gebäudes nutzen.
  • Diese Heizgeräte haben zumeist eine Regelung der Zusammensetzung des Verbrennungsgemisches und damit des Verbrennungsluftverhältnisses (auch als Lambda oder Luftzahl bezeichnet). Hierfür werden in der Regel ein oder mehrere Signale einer Flammenüberwachung herangezogen, die einerseits ein Vorhandensein einer Flamme am Brenner überwachen, andererseits zudem zur Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses genutzt werden kann.
  • Häufig wird zur Flammenüberwachung ein lonisationsstrom der Flamme gemessen, aus dem auf ein vorliegendes Verbrennungsluftverhältnis geschlossen werden kann. Eine Messung des lonisationsstromes ist jedoch bei wasserstoffbetriebenen Heizgeräten nicht robust möglich, da bei der Verbrennung von Wasserstoff nicht ausreichend freie Ladungsträger entstehen. Daher kommen bei wasserstoffbetriebenen Heizgeräten andere Sensorsysteme zum Einsatz, insbesondere eine Messung der von der Flamme emittierten Strahlung, insbesondere der UV-Strahlung, oder eine Messung der Flammentemperatur. Hierzu wird in der DE 10 2004 055 716 C5 ein Verfahren zur Regelung einer Feuerungseinrichtung vorgeschlagen, dass eine Temperaturmessung als Eingangsparameter nutzt.
  • Insbesondere Temperatursensoren zur Messung einer Flammentemperatur können einem Sensordrift unterliegen, also einer langsamen Veränderung des Signals bei gleichen Messbedingungen. Bei der Nutzung für eine Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses kann ein Sensordrift eine Regelung in einen unsicheren Bereich, beispielsweise ein Verbrennungsgemisch mit einem zu hohen Anteil Brennstoff (Wasserstoff) mit einem Verbrennungsluftverhältnis (Lambda) λ < 1, also einem fetten Verbrennungsgemisch, führen.
  • Ein Sensordrift kann beispielsweise mittels eines parallel vorhandenen Lambda-Sensors überwacht werden. Allerdings sind Lambda-Sensoren kostenaufwendig und zudem muss das Heizgerät hierfür baulich verändert werden.
  • Die DE 10 2004 030 300 A1 beschreibt ein Verfahren zur Einstellung eines Betriebsparameters einer Feuerungseinrichtung, bei dem ein Mischungsverhältnis des zugeführten Luft-Gasgemisches anhand eines Maximums der von der Feuerungseinrichtung erzeugten Temperatur eingestellt wird. Das Verfahren ermöglicht jedoch nur eine indirekte Regelung des Mischungsverhältnisses. Zudem können bei einer Durchführung des Verfahrens und einer damit verbundenen Variation des Mischungsverhältnisses unsichere Betriebszustände eintreten.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät sowie ein Heizgerät vorzuschlagen, die die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwinden. Dabei soll die Erfindung eine Überprüfung eines Sensorsignals eines Temperatursensors zur Regelung eines Verbrennungsgemisches eines Heizgerätes ermöglichen, insbesondere eines mit Wasserstoff betriebenen Heizgerätes.
  • Zudem soll das Verfahren dazu geeignet sein, zumindest teilweise, automatisiert durchgeführt zu werden und möglichst geringe bauliche Veränderungen gegenüber einem Heizgerät nach dem Stand der Technik erfordern.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Hierzu trägt ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes bei, wobei das Heizgerät eine Fördereinrichtung zum Fördern eines Gemisches aus Brennstoff und Verbrennungsluft zu einem Brenner und einen Flammentemperatursensor aufweist. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:
    1. a) Erfassen eines Betriebspunktes und zugehöriger Betriebsparameter des Heizgerätes, , einschließlich einer mittels des Flammentemperatursensors erfassten Temperatur,
    2. b) Erwärmen des Flammentemperatursensors,
    3. c) Erhöhen des zugeführten Massestromes Verbrennungsluft, bis die Temperatur des Flammentemperatursensors der in Schritt a) erfassten Temperatur entspricht, und Erfassen der erforderlichen Änderung des Massestromes Verbrennungsluft zum Kühlen des Flammentemperatursensors auf die in Schritt a) erfasste Temperatur, und
    4. d) Bestimmen eines Verbrennungsluftverhältnisses anhand der in Schritt c) erfassten Änderung des Massestromes Verbrennungsluft.
  • Die Schritte a), b), c) und d) können dabei mindesten einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Insbesondere können die Schritte a) bis d) während des Betriebs eines Heizgerätes in regelmäßigen zeitlichen Abständen (stündlich oder minütlich) durchgeführt werden. Das Verfahren dient insbesondere einer Überprüfung eines Signals eines Flammentemperatursensors und/ oder eines eingestellten Verbrennungsluftverhältnisses des Verbrennungsgemisches.
  • 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 Heizkreis übertragen kann, wobei Verbraucher des Heizkreises über einen Vorlauf und einen Rücklauf 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.
  • Hierzu kann das Heizgerät eine Fördereinrichtung, insbesondere ein Gebläse, aufweisen, das ein Verbrennungsgemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoff (Wasserstoff) einem Brenner des Heizgerätes zuführen kann. Die Fördereinrichtung kann dabei eine Leistungsregelung umfassen, insbesondere einen Drehzahlregler. Das Heizgerät kann dabei einen pneumatischen Gas-Luftverbund bilden, bei dem einem Massestrom Verbrennungsluft entsprechend einem Unterdruck (Steuerdruck) einer Drosselstelle, wie einer Venturidüse, ein über eine Gaszuführung bereitgestellter Massestrom Brenngas zugesetzt wird, so dass sich ein vordefiniertes (vorgegebenes) Verbrennungsluftverhältnis (Luftzahl, Lambda) einstellen kann. Das Heizgerät kann alternativ einen elektronischen Gas Luftverbund aufweisen, bei dem anhand eines Signals einer Flammenüberwachung ein Rückschluss auf die Flammen und das Verbrennungsluftverhältnis (auch als Lambda oder Luftzahl bezeichnet) erfolgen kann, so dass eine Regelung desselben ermöglicht wird. Das Heizgerät kann insbesondere zur Verbrennung von Wasserstoff als Brennstoff oder einem Gemisch enthaltend Wasserstoff eingerichtet sein. Das Gemisch kann dabei einen Gehalt von mindestens 80% oder mindestens 90% Wasserstoff aufweisen.
  • Zudem kann das Heizgerät eine Flammenüberwachung aufweisen. Diese kann einen Flammentemperatursensor umfassen, der dazu eingerichtet ist, eine Flammentemperatur oder eine Temperatur, die einen Rückschluss auf die Flammentemperatur gibt (Temperatur Brenner oder Gehäuse), zu erfassen. Insbesondere ist der Flammentemperatursensor jedoch in oder in unmittelbarer Nähe der Flamme des Heizgerätes angeordnet.
  • Grundsätzlich kann zum Erfassen der Flammentemperatur des Heizgerätes ein beliebiger Temperatursensor eingesetzt werden. Insbesondere kann ein widerstandsbasierter Temperatursensor, beispielsweise ein Heißleiter (NTC) oder Kaltleiter (PTC), ein Platin- oder Silizium-Messwiderstand, oder auch ein Halbleiter-Temperatursensor genutzt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Temperatursensor eine Zündeinrichtung sein, insbesondere ein Hot-Surface-Igniter (HSI) des Heizgerätes. In vorteilhafter Weise wird so die Komplexität eines Heizgerätes nicht erhöht, und es sind keine zusätzlichen Bauteile und bauliche Veränderungen am Heizgerät zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens notwendig.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann der zugeführte Massestrom Brenngas (und damit die Öffnungsposition des Gasventils) während der Durchführung der Schritte a) bis c) konstant bleiben, so dass sich im Rahmen der Durchführung des Schrittes c) eine Änderung (Erhöhung des Verbrennungsluftverhältnisses λ) ergibt. Vorteilhaft kann so sichergestellt werden, dass das Heizgerät nicht in unsichere Betriebszustände während der Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens ergibt.
  • Dabei versteht sich, dass für ein hier vorgeschlagenes Verfahren auch die Signale mehrerer (verschiedener) Flammentemperatursensoren und damit auch mehrere erfasste Temperaturen einbezogen werden können.
  • Für die Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens kann das Heizgerät in Betrieb sein und eine Regelung des Heizgerätes ein Verbrennungsluftverhältnis anhand einer erfassten Flammentemperatur einstellen. Für die Durchführung des Verfahrens sollte keine Modulation des Heizgerätes, also keine Änderung des Betriebspunktes erfolgen oder in kurzem zeitlichem Abstand davor erfolgt sein, damit das Heizgerät einen möglichst stationären Zustand hat.
  • Gemäß einem Schritt a) kann ein Erfassen eines Betriebspunktes und zugehöriger Betriebsparameter des Heizgerätes erfolgen. Ein zugehöriger Betriebsparameter des Heizgerätes ist insbesondere eine Temperatur des Flammentemperatursensors bzw. eine Temperatur, welche mit dem Flammentemperatursensor bestimmt wird. Der Schritt a) kann dabei insbesondere von einem Regel- und Steuergerät des Heizgerätes durchgeführt werden, wobei insbesondere erfasste Betriebsparameter auf einem Speicher des Regel- und Steuergerätes hinterlegt werden können.
  • Gemäß einer Ausgestaltung können insbesondere zumindest folgende Betriebsparameter erfasst werden:
    • ein Massestrom Verbrennungsluft, anhand eines Signals der Fördereinrichtung und/ oder eines Durchflusssensors,
    • ein Massestrom Brennstoff, anhand einer Ventilstellung eines Gasventils und/ oder eines Durchflusssensors.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann die Fördereinrichtung insbesondere ein Gebläse sein und eine Leistung der Fördereinrichtung eine Drehzahl derselben.
  • Gemäß einem Schritt b) kann ein Erwärmen des Flammentemperatursensors erfolgen. Insbesondere kann ein Erwärmen des Flammentemperatursensors um eine vorgegebene Temperaturdifferenz erfolgen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann der Flammentemperatursensor mittels elektrischer Energie beheizt werden. Ein Erwärmen um eine vorgegebene Temperaturdifferenz kann insbesondere erfolgen, indem der Flammentemperatursensor mit einer vorgegebenen elektrischen Leistung erwärmt wird. Dabei kann die (aktuelle) Temperatur des Flammentemperatursensors weiter erfasst werden.
  • Gemäß einem Schritt c) kann der zugeführte Massestrom Verbrennungsluft gesteigert werden, bis die Temperatur des Flammentemperatursensors der in Schritt a) erfassten Temperatur entspricht, und die hierfür erforderliche Änderung des Massestromes Verbrennungsluft kann erfasst werden. Durch ein Steigern des zugeführten Massestromes Verbrennungsluft kann die Kühlwirkung bzw. ein Effekt der durch den Massestrom Verbrennungsluft bewirkten erzwungenen Konvektion erhöht werden und somit ein Abkühlen des Flammentemperatursensors erreicht werden. Somit wird eine erforderliche Änderung der Leistung der Fördereinrichtung erfasst, die benötigt wird, um den (erwärmten bzw. mit elektrischer Energie beaufschlagten) Flammentemperatursensor auf die in Schritt a) erfasste Temperatur abzukühlen. Bedingt durch unterschiedliche physikalische Eigenschaften von Brennstoff und Verbrennungsluft ist die Änderung der Leistung der Fördereinrichtung auch von dem Verbrennungsluftverhältnis abhängig, so dass dieses aus der ermittelten Änderung der Leistung der Fördereinrichtung bestimmbar ist.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann die zu erfassende Änderung der Leistung der Fördereinrichtung beispielsweise:
    • eine Änderung der Drehzahl,
    • eine Änderung eines Steuersignals (beispielsweise eines PWM- (pulsweitenmodulierten) Signals), und/ oder
    • eine Änderung einer Leistungsaufnahme der Fördereinrichtung sein.
  • In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass ein Massestrom (Verbrennungsluft, Brennstoff oder Gemisch aus beidem) auch einen Volumenstrom kennzeichnen kann und umgekehrt. So ist ein Massestrom in Kenntnis der Dichte und der Temperatur des Mediums einfach in einen Volumenstrom überführbar und umgekehrt.
  • Gemäß Schritt d) kann nun ein Verbrennungsluftverhältnis anhand der in Schritt c) erfassten erforderlichen Änderung der Leistung der Fördereinrichtung bestimmt werden. Hierzu kann beispielsweise ein Referenzzusammenhang herangezogen werden, der im Vorfeld im Rahmen von (Labor-) Versuchen an einem Referenzheizgerät empirisch ermittelt wurde und einer ermittelten erforderlichen Änderung des Massestromes Verbrennungsluft zum Abkühlen des Flammentemperatursensors ein Verbrennungsluftverhältnis zuordnet.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann der Referenzzusammenhang auch ein Kennfeld in Abhängigkeit eines Modulationspunktes des Heizgerätes sein.
  • Gemäß einem optionalen Schritt e) kann eine Abweichung des in Schritt d) bestimmten Verbrennungsluftverhältnisses von dem in Schritt a) gespeicherten Verbrennungsluftverhältnis kompensiert werden. Hierfür kann beispielsweise eine Korrekturfunktion ermittelt werden, die in die Regelung des Heizgerätes implementiert einen durch den Flammentemperatursensor ermitteltes Verbrennungsluftverhältnis in ein korrigiertes Verbrennungsluftverhältnis überführt. Alternativ oder kumulativ kann iterativ in der Regelung der Soll- oder Istwert des Temperatursensors entsprechend der zu kompensierenden Abweichung angepasst werden..
  • Um den Sensor-Drift zu kompensieren, wird hier also in regelmäßigen Abständen oder anlassbezogen eine Kompensationsroutine durchgeführt. Dazu wird bei laufendem Heizgerät bei gegebenem Betriebspunkt bevorzugt folgender Ablauf durchgeführt:
    1. 1 - Betriebspunkt speichern: Zunächst werden die Heizgeräte-Zustände des Ausgangspunktes gespeichert. Das sind insbesondere die Luftmenge (Lüfterdrehzahl, Luftmassenstrom-Messwert, etc.), die Gasmenge (Ventilstellung, Gasmassenstrom-Messwert, etc.) und der Temperaturmesswert der Gemisch-Regelung.
    2. 2 - Gerätezustand festhalten: Nun wird die Regelung pausiert und der Zustand gehalten, d.h. Luftmenge und Gasmenge bleiben gleich.
    3. 3 - Bestromen des Flammentemperatursensor (bspw. 5W leistungsgeregelt): Es wird eine elektrische Leistung auf den Flammentemperatursensor der Gemisch-Regelung gegeben, der Flammentemperatursensor wärmt sich gegenüber dem Ausgangspunkt in Schritt 1 auf.
    4. 4 - Lüfterdrehzahl erhöhen (Lambda steigt und Sensor wird gekühlt) bis Temperatur = Ursprungstemperatur: Jetzt wird die Luftmenge allmählich vergrößert. Dadurch steigt das Lambda und der Sensor wird gekühlt. Die Luftmenge wird so weit erhöht, bis die Temperatur erreicht wird, die unter Schritt 1 als Ausgangspunkt gespeichert wurde.
    5. 5 - benötigte Drehzahldifferenz speichern: In einer Software kann die benötigte Luftmengendifferenz, die für die Rückkühlung der eingebrachten elektrischen Leistung nötig ist, ausgewertet werden. Wenn die Differenz größer/kleiner als eine erwartete (gespeicherte bzw. kalibrierte) Differenz ist, kann iterativ der Sensor-Sollwert vergrößert/verkleinert werden, bis die Zieldrehzahldifferenz wieder getroffen wird. Hintergrund ist, dass die benötigte Luftmenge zur Rückkühlung der zugeführten elektrischen Energie abhängig vom Ausgangszustand des Gerätes ist.
  • 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. Das Computerprogramm kann insbesondere auf einem Regel- und Steuergerät des Heizgerätes durchgeführt werden.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
  • Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Regel- und Steuergerät für ein Heizgerät vorgeschlagen, eingerichtet zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Das Regel- und Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen, und/ oder über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das auf einem Speicher (des Regel- und Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen. Das Regel- und Steuergerät kann hierfür insbesondere mit einer Fördereinrichtung und einem Flammentemperatursensor elektrisch verbunden sein. Zudem können auf einem Speicher des Regel- und Steuergerätes im Rahmen der Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens erfasste oder benötigte Daten hinterlegt werden, beispielsweise einen in Schritt a) erfasste Betriebspunkt bzw. damit zusammenhängende Betriebsparameter und/ oder einen Referenzzusammenhang.
  • 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 Brennstoff (Wasserstoff) und Verbrennungsluft dem Brenner zugeführt werden kann. Zudem kann das Heizgerät einen Flammentemperatursensor umfassen, der derart am Brenner des Heizgerätes angeordnet sein kann, dass eine Flammentemperatur direkt oder indirekt erfassbar ist.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch eine Verwendung einer erfassten Drehzahländerung einer Fördereinrichtung eines Heizgerätes vorgeschlagen, wobei die erfasste Drehzahländerung die zum Kühlen eines Temperatursensors um einen vorgegebenen Temperaturbetrag erforderlich ist und zum Ermitteln eines Verbrennungsluftverhältnisses des Heizgerätes verwendet wird.
  • 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.
  • 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, ein anhand einer Flammentemperatur eines Heizgerätes ermitteltes Verbrennungsluftverhältnis zu überprüfen und gegebenenfalls Fehler desselben zu kompensieren.
  • Weiter vorteilhaft ist ein hier vorgeschlagenes Verfahren vollständig computerimplementiert durchführbar und erfordert somit keine baulichen Änderungen an einem Heizgerät.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens,
    Fig. 2:
    ein hier vorgeschlagenes Heizgerät, und
    Fig. 3 bis 6:
    Parameterverläufe, die sich bei der Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens einstellen können.
  • Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Die mit Blöcken 110, 120, 130 und 140 dargestellte Durchführung der Schritte a), b), c und d) kann bei einem regulären Verfahrensablauf mindestens einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Das Verfahren dient einer Überprüfung eines mit einem Flammentemperatursensor 13 ermittelten Verbrennungsluftverhältnisses (λ) 27 und gegebenenfalls einer Korrektur desselben. Das Verfahren kann dabei insbesondere an einem in Betrieb befindlichen Heizgerät 1 durchgeführt werden.
  • Fig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch ein hier vorgeschlagenes Heizgerät 1. Dieses kann einen in einer Brennkammer 8 angeordneten Brenner 3 umfassen. Über eine Zuführung Verbrennungsluft 4, in der ein Massenstromsensor angeordnet sein kann, kann Verbrennungsluft durch eine Fördereinrichtung 2, insbesondere als Gebläse ausgebildet, angesaugt werden. Die Fördereinrichtung 2 kann mit einem Drehzahlregler 6 verbunden sein, der mittels eines pulsweitenmodulierten (PWM-) Signals eine Drehzahl n der Fördereinrichtung 2 regeln kann. Ein Gasventil 5 kann dem angesaugten Luftmassenstrom Verbrennungsluft Brenngas aus einer Gaszuführung 14 zusetzen und ein Sicherheitsventil sowie ein Gasregelventil zur Steuerung des zuzusetzenden Massestromes Brenngas umfassen. Das erzeugte Gemisch aus Brenngas und Verbrennungsluft kann über einen Gemischkanal 11 zum Brenner 3 strömen und dort bei einem Startvorgang des Heizgerätes 1 von einer Zündeinrichtung 12 entzündet werden. Der Brenner 3 kann eine Zylinderform aufweisen, die mit einer Grundfläche an einer Brennertür 15 derart befestigt sein kann, dass Verbrennungsgemisch aus dem Gemischkanal 11 in den Brenner 3 strömen kann. Die Verbrennungsprodukte können nach der Verbrennung über ein Abgasrohr 9 des Heizgerätes und eine Abgasanlage 10 nach Außen abgeleitet werden. In der Brennkammer 8 kann zudem ein Wärmetauscher 16 angeordnet sein, der bei der Verbrennung gewonnene Wärme auf einen in einem Heizkreis zirkulierenden Wärmeträger übertragen kann.
  • Das hier vorgeschlagene Heizgerät 1 kann insbesondere zur Verbrennung von Wasserstoff eingerichtet sein. Zudem kann das Heizgerät 1 in einer Brennertür 15 einen Flammentemperatursensor 13 als Vorrichtung zur Flammenüberwachung aufweisen.
  • Ein Regel- und Steuergerät 7 kann zur Regelung des Heizgerätes 1 eingerichtet sein. Hierfür kann dieses beispielsweise mit dem Drehzahlregler 6, der Fördereinrichtung 2, dem Gasventil 5 und dem Flammentemperatursensor 13 elektrisch verbunden sein. Das Regel- und Steuergerät 7 kann zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens eingerichtet sein.
  • Die Fig. 3 bis 6 zeigen Parameterverläufe die sich bei Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens einstellen können, ein Verlauf einer Ventilstellung 17 des Gasventils 5, einer Drehzahl 18 der Fördereinrichtung 2, einer elektrischen Leistung 19 zur Erwärmung des Flammentemperatursensors 13, einer Temperatur 20 des Flammentemperatursensors 13 und des Verbrennungsluftverhältnisses 27 in den Fig. 3 und 4 für einen Normalbetrieb mit einem Verbrennungsluftverhältnis (λ) 27 in einem Bereich von ca. 1,35 und in den Fig. 5 und 6 mit einem erhöhten Brenngasanteil im Verbrennungsgemisch und einem resultierenden niedrigeren Verbrennungsluftverhältnis 27 von ca. 1,15.
  • Im Rahmen der Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens kann in Block 110 gemäß Schritt a) ein Erfassen eines Betriebspunktes und zugehöriger Betriebsparameter des Heizgerätes 1 erfolgen. Die zu erfassenden Betriebsparameter können insbesondere ein Massestrom Verbrennungsluft, anhand der Drehzahl 18 der Fördereinrichtung 2,
    • ein Massestrom Brennstoff, anhand einer Ventilstellung 17 eines Gasventils 5, und/ oder
    • eine Temperatur 20 des Flammentemperatursensors13.
    Der Schritt a) kann dabei während des Betriebes des Heizgerätes 1 durchgeführt werden. Eine Durchführung des Schrittes a) kann durch das Regel- und Steuergerät 7 erfolgen.
  • In Block 120 gemäß Schritt b) kann ein Erwärmen des Flammentemperatursensors 13 erfolgen. Die Erwärmung kann dabei zu einem ersten Zeitpunkt 21 beginnen, indem der Flammentemperatursensor 13 mit einer Leistung 19 von ca. 5 W [Watt] zur Erwärmung beaufschlagt wird. Dadurch kann die Temperatur 20 des Flammentemperatursensors 13 von ca. 900°C [Grad Celsius] auf 1000 °C um eine Temperaturänderung 26 ansteigen.
  • In Block 130 kann gemäß Schritt c) ein Erhöhen des zugeführten Massestromes Verbrennungsluft, bis die Temperatur 20 des Flammentemperatursensors 13 der in Schritt a) erfassten Temperatur 20 entspricht, im vorliegenden Fall die Temperatur 20 zum ersten Zeitpunkt 21 von ca. 900 °C. Hierzu kann ab einem zweiten Zeitpunkt 22 eine Drehzahl 18 der Fördereinrichtung 2 erhöht werden bis zu einem dritten Zeitpunkt die Temperatur 20 des Flammentemperatursensors 13 zum ersten Zeitpunkt 21 erreicht wird. Zudem kann ein Erfassen der erforderlichen Änderung des Massestromes Verbrennungsluft zum Kühlen des Flammentemperatursensors 13 auf die in Schritt a) erfasste Temperatur 20 (von ca. 900°C) erfolgen (also einer Temperaturänderung 26 die der Erwärmung in Schritt b)) entspricht, vorliegend ca. 100 K [Kelvin]). Die entsprechende Drehzahländerung 25 beträgt beim Normalbetrieb gemäß den Fig. 3 und 4 ca. 500 U/min [Umdrehungen pro Minute] und beim Betrieb mit einem fetten Verbrennungsgemisch mit einem niedrigeren Verbrennungsluftverhältnis in den Fig. 5 und 6 ca. 625 U/min. Zu erkennen ist auch eine Verlängerung der für das Abkühlen des Flammentemperatursensors 13 in Schritt c) benötigten Zeitdauer 24 vom ersten Zeitpunkt 21 bis zum zweiten Zeitpunkt 22.
  • In Block 140 kann gemäß Schritt d) ein Bestimmen eines Verbrennungsluftverhältnisses 27 anhand der in Schritt c) erfassten Änderung des Massestromes Verbrennungsluft, vorliegend der Drehzahländerung 25.
  • 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.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Heizgerät
    2
    Fördereinrichtung
    3
    Brenner
    4
    Zuführung Verbrennungsluft
    5
    Gasventil
    6
    Drehzahlregler
    7
    Regel- und Steuergerät
    8
    Brennkammer
    9
    Abgasrohr
    10
    Abgasanlage
    11
    Gemischkanal
    12
    Zündeinrichtung
    13
    Flammentemperatursensor
    14
    Gaszuführung
    15
    Brennertür
    16
    Wärmetauscher
    17
    Ventilstellung Gasventil
    18
    Drehzahl Fördereinrichtung
    19
    Leistung Erwärmung Flammentemperatursensor
    20
    Temperatur
    21
    erster Zeitpunkt
    22
    zweiter Zeitpunkt
    23
    dritter Zeitpunkt
    24
    Zeitdauer
    25
    Drehzahländerung
    26
    Temperaturänderung
    27
    Verbrennungsluftverhältnis

Claims (11)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (1), aufweisend eine Fördereinrichtung (2) zum Fördern eines Verbrennungsgemisches aus Brennstoff und Verbrennungsluft zu einem Brenner (3) und einen Flammentemperatursensor (13) zum Erfassen einer Temperatur (20), wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:
    a) Erfassen eines Betriebspunktes und zugehöriger Betriebsparameter des Heizgerätes (1), einschließlich einer mittels des Flammentemperatursensors (13) erfassten Temperatur (20),
    b) Erwärmen des Flammentemperatursensors (13),
    c) Erhöhen des zugeführten Massestromes Verbrennungsluft, bis die Temperatur (20) des Flammentemperatursensors (13) der in Schritt a) erfassten Temperatur (20) entspricht, und Erfassen der erforderlichen Änderung des Massestromes Verbrennungsluft zu Kühlen des Flammentemperatursensors (13) auf die in Schritt a) erfasste Temperatur (20), und
    d) Bestimmen eines Verbrennungsluftverhältnisses (27) anhand der in Schritt c) erfassten Änderung des Massestromes Verbrennungsluft.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt a) weiter zumindest einer der folgenden Betriebsparameter des Heizgerätes (1) erfasst wird:
    - ein Massestrom Verbrennungsluft, anhand eines Signals der Fördereinrichtung (2) und/ oder eines Durchflusssensors,
    - ein Massestrom Brennstoff, anhand einer Ventilstellung (17) eines Gasventils (5) und/ oder eines Durchflusssensors.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei während der Durchführung der Schritte a) und b) die Masseströme Verbrennungsluft und Brennstoff konstant gehalten werden.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt b) der Flammentemperatursensor (13) mit elektrischer Energie beaufschlagt wird, um diesen zu erwärmen.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fördereinrichtung (2) ein Gebläse ist und in Schritt c) eine Drehzahl der Fördereinrichtung (2) erhöht wird und eine Drehzahländerung (25) erfasst wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt d) ein Verbrennungsluftverhältnis (27) durch einen Vergleich der in Schritt c) erfassten Änderung des Massestromes Verbrennungsluft mit einem Referenzzusammenhang bestimmt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt e) eine Abweichung des in Schritt d) bestimmten Verbrennungsluftverhältnisses (27) von im Schritt a) gespeicherten Verbrennungsluftverhältnis (27) kompensiert wird.
  8. Regel- und Steuergerät (7) eingerichtet, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
  9. Heizgerät (1), umfassend einen Flammentemperatursensor (13) zum Erfassen einer Temperatur (20), eine Fördereinrichtung (2) sowie Mittel, die so angepasst sind, dass sie ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführen.
  10. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass ein Heizgerät (1) nach Anspruch 9 die Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt.
  11. Verwendung einer erfassten Drehzahländerung (25) einer Fördereinrichtung (2) eines Heizgerätes (1) die zum Kühlen eines Flammentemperatursensors (13) um eine vorgegebene Temperaturänderung (26) erforderlich ist, zum Ermitteln eines Verbrennungsluftverhältnisses (27) des Heizgerätes (1).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3716641C2 (de) * 1986-05-27 1997-10-02 Rinnai Kk Brennervorrichtung
DE102004030300A1 (de) 2004-06-23 2006-01-12 Ebm-Papst Landshut Gmbh Verfahren zur Einstellung eines Betriebsparameters einer Feuerungseinrichtung und Feuerungseinrichtung
DE102004055716C5 (de) 2004-06-23 2010-02-11 Ebm-Papst Landshut Gmbh Verfahren zur Regelung einer Feuerungseinrichtung und Feuerungseinrichtung (Elektronischer Verbund I)
ITMI20130013A1 (it) * 2013-01-08 2014-07-09 Nordgas S R L Dispositivo di regolazione e controllo fiamma per bruciatori premiscelati.
US10502418B2 (en) * 2015-03-17 2019-12-10 Intergas Heating Assets B.V. Device and method for mixing combustible gas and combustion air, hot water installation provided therewith, corresponding thermal mass flow sensor and method for measuring a mass flow rate of a gas flow

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012017241A1 (de) 2012-08-31 2014-03-27 Robert Bosch Gmbh Ölbrenner sowie Verfahren zur Regelung der Mischzonentemperatur hierzu
DE102012108268A1 (de) 2012-09-05 2014-03-06 Ebm-Papst Landshut Gmbh Verfahren zur Erkennung der Gasfamilie sowie Gasbrennvorrichtung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3716641C2 (de) * 1986-05-27 1997-10-02 Rinnai Kk Brennervorrichtung
DE102004030300A1 (de) 2004-06-23 2006-01-12 Ebm-Papst Landshut Gmbh Verfahren zur Einstellung eines Betriebsparameters einer Feuerungseinrichtung und Feuerungseinrichtung
DE102004055716C5 (de) 2004-06-23 2010-02-11 Ebm-Papst Landshut Gmbh Verfahren zur Regelung einer Feuerungseinrichtung und Feuerungseinrichtung (Elektronischer Verbund I)
US8500441B2 (en) * 2004-06-23 2013-08-06 Ebm-Papst Landshut Gmbh Method for regulating and controlling a firing device and a firing device
ITMI20130013A1 (it) * 2013-01-08 2014-07-09 Nordgas S R L Dispositivo di regolazione e controllo fiamma per bruciatori premiscelati.
US10502418B2 (en) * 2015-03-17 2019-12-10 Intergas Heating Assets B.V. Device and method for mixing combustible gas and combustion air, hot water installation provided therewith, corresponding thermal mass flow sensor and method for measuring a mass flow rate of a gas flow

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