ES2902463T3

ES2902463T3 - Procedure for regulating a fuel gas-air mixture in a heating appliance

Info

Publication number: ES2902463T3
Application number: ES20150310T
Authority: ES
Inventors: Heinz-Jörg Tomczak; Christian Schwarz; Stefan Hucke; Jochen Grabe; Tobias Funke
Original assignee: Vaillant GmbH
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2020-01-06
Publication date: 2022-03-28
Anticipated expiration: 2040-01-06
Also published as: EP3690318A2; EP3690318B1; EP3690318A3

Abstract

Procedimiento para la regulación de una combustión en un aparato de calefacción (1) por medio de una señal de ionización (I2) medida en una zona de llama (2) del aparato de calefacción (1) que funciona con aire de combustión y gas combustible, la cual es derivada desde una corriente de iones que fluye desde un electrodo de ionización (7, 8) hacia un contralectrodo (9) a través de la zona de llama (2), en donde la relación (valor lambda) de aire de combustión con respecto a gas combustible durante la combustión en el aparato de calefacción (1) se determina sobre la base de datos de calibración desde la señal de ionización (I2) y es regulada mediante ajuste de la aportación en el gas combustible y/o aportación en aire de combustión, caracterizado por los siguientes pasos: 1.1 una soplante (5) para el aporte de aire de combustión es puesta a una velocidad de giro predecible, 1.2 una válvula de gas combustible (6) es llevada a una posición asociada a una de estas velocidades por medio de un línea característica predecible, 1.3 en esta posición queda sujeta la válvula de gas combustible (6), 1.4 la velocidad de giro es reducida en un importe predecible, 1.5 a continuación la velocidad de giro es aumentada en continuo o por pasos y se mide cada señal de ionización (I2), 1.6 para ello se fija un minimo de la señal de ionización (I2) y se almacena con la velocidad de giro de la soplante asociada. 1.7 la velocidad de giro de la soplante se aumenta aún más hasta que se alcanza un valor umbral predecible de la señal de ionización respecto a un minimo, 1.8 después de ello la velocidad de giro de la soplante se reduce a la velocidad de giro de la soplante perteneciente al minimo y allí es mantenida durante un intervalo de tiempo (t) predecible o utilizada para la regulación de la señal de ionización (I2) en el valor actual constante, 1.9 después de pasar el intervalo de tiempo (t) se repiten los pasos desde 1.4.Method for regulating combustion in a heating appliance (1) by means of an ionization signal (I2) measured in a flame zone (2) of the heating appliance (1) operating with combustion air and fuel gas , which is derived from a current of ions that flows from an ionization electrode (7, 8) to a counter electrode (9) through the flame zone (2), where the ratio (lambda value) of air of combustion with respect to fuel gas during combustion in the heating appliance (1) is determined on the basis of calibration data from the ionization signal (I2) and is regulated by adjustment of the contribution in the fuel gas and/or contribution in combustion air, characterized by the following steps: 1.1 a fan (5) for supplying combustion air is set to a predictable rotational speed, 1.2 a fuel gas valve (6) is brought to a position associated with a of these speeds by means of u n predictable characteristic line, 1.3 the fuel gas valve (6) is clamped in this position, 1.4 the rotational speed is reduced by a predictable amount, 1.5 thereafter the rotational speed is increased continuously or in steps and measured each ionization signal (I2), 1.6 to do this, a minimum of the ionization signal (I2) is set and stored with the associated fan rotational speed. 1.7 the fan speed is further increased until a predictable threshold value of the ionization signal relative to a minimum is reached, 1.8 after that the fan speed is reduced to the speed of the blower belonging to the minimum and there it is maintained for a predictable time interval (t) or used for the regulation of the ionization signal (I2) in the constant current value, 1.9 after passing the time interval (t) the steps from 1.4.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Procedimiento para la regulación de una mezcla de gas combustible-aire en un aparato de calefacciónProcedure for regulating a fuel gas-air mixture in a heating appliance

La invención se encuentra en el campo de la regulación de una mezcla de gas combustible-aire para un proceso de combustión en un aparato de calefacción, especialmente para preparar agua caliente o la calefacción de un edificio. Para medir una calidad de la combustión, que principalmente depende de la relación existente durante la combustión entre el aire y el gas combustible (valor lambda, también llamado número de aire) especialmente en muchos aparatos de calefacción se realiza una medición de la ionización en una zona de la llama. Tales mediciones deben hacer posible una regulación estable durante largos periodos de tiempo. Si se desconecta la regulación, en la mayoría de los casos debe desconectarse el aparato de calefacción, lo que lógicamente debería suceder lo mas raramente posible.The invention is in the field of regulating a fuel gas-air mixture for a combustion process in a heating appliance, especially for preparing hot water or heating a building. In order to measure a combustion quality, which mainly depends on the ratio existing during combustion between air and fuel gas (lambda value, also called air number), especially in many heating appliances, an ionization measurement is carried out in a flame zone. Such measurements should make stable regulation possible over long periods of time. If the regulation is switched off, in most cases the heating appliance must be switched off, which logically should happen as rarely as possible.

Además, típicamente, en aparatos de calefacción se lleva a cabo un vigilancia de llama cuya misión esencial consiste en asegurar que después del arranque del aparato de calefacción no se produce ningún aporte de gas combustible si no exista ninguna llama. Con ello se impide la generación de una mezcla eventualmente explosiva y el escape de gas combustible sin quemar. Esto puede conseguirse de diferentes maneras. Existen sistemas ópticos, térmicos y electrónicos. Un vigilante de llama electrónico utilizado a menudo utiliza un electrodo de encendido siempre existente, que por otra parte después del encendido de una llama no es necesario para otra cosa, para la generación de una señal de ionización la cual en el estado de la técnica no sirve para regulación sino para la vigilancia de la llama. La señal de ionización especialmente preparada puede no solo detectar con seguridad la presencia de una llama o bien su apagado, sino por ejemplo medir con anticipación la elevación de la llama del quemador debido a un aporte de aire muy alto. Así en el caso de inestabilidad de la llama puede realizarse una desconexión temprana.In addition, typically, in heating appliances, a flame monitoring is carried out, the essential task of which is to ensure that after the heating appliance starts up, no fuel gas is supplied if there is no flame. This prevents the generation of a potentially explosive mixture and the escape of unburned fuel gas. This can be achieved in different ways. There are optical, thermal and electronic systems. A frequently used electronic flame monitor uses an always-present ignition electrode, which after ignition of a flame is otherwise not required for anything else, for the generation of an ionization signal, which in the state of the art is not required. it serves for regulation but for monitoring the flame. The specially prepared ionization signal can not only reliably detect the presence of a flame or its extinction, but for example measure in advance the rise of the burner flame due to a very high air supply. Thus, in the event of flame instability, an early disconnection can be carried out.

Según el estado de la técnica hasta ahora, la regulación durante el servicio, se realiza a menudo mediante un electrodo de ionización especial. Independientemente del tipo de electrodo se calcula el valor real de la ionización en la zona de la llama que es proporcional al valor de lambda precisamente existente, de manera que éste puede ser deducido a partir de la medición de ionización. Para ello en el electrodo de ionización se aplica una tensión alterna, en donde el rango de llamas, en el caso de existir llamas, tiene una acción de rectificación, de manera que una corriente de ionización fluye principalmente solo durante una semionda de la corriente alterna. Esta corriente o una señal de tensión proporcional derivada de ella, en lo que sigue llamada señal de ionización, es medida y en su caso después de una digitalización en un transformador analógico/digital es procesada como señal de ionización. Así se puede medir el valor lambda y por medio de un circuito de regulación ser regulado a un valor nominal. Con ello el aporte de aire y/o gas combustible es modificado mediante miembros de ajuste adecuados hasta que se alcanza el valor nominal deseado de lambda. En general se ajusta un valor lambda > 1 (1 corresponde a una relación esteoquimétrica) por ejemplo Lambda = 1,3 para asegurarse que se aporta suficiente cantidad de aire para una combustión limpia, en esencia sin generación de monóxido de carbono. Pero para ello lambda debe permanecer tan pequeño que se garantice una combustión estable. La regulacion puede realizarse especialmente por medio de una válvula para el aporte de gas combustible y/o una soplante para el aporte de aire ambiente.According to the state of the art hitherto, regulation during operation is often carried out by means of a special ionization electrode. Regardless of the type of electrode, the actual value of the ionization in the flame region is calculated, which is proportional to the precisely existing lambda value, so that it can be deduced from the ionization measurement. For this, an alternating voltage is applied to the ionization electrode, where the range of flames, in the case of flames, has a rectifying action, so that an ionization current flows mainly only during a half-wave of the alternating current. . This current or a proportional voltage signal derived from it, hereinafter called the ionization signal, is measured and possibly processed as an ionization signal after digitization in an analog/digital transformer. Thus, the lambda value can be measured and regulated to a nominal value by means of a regulation circuit. With this, the supply of air and/or fuel gas is modified by means of suitable adjusting members until the desired nominal value of lambda is reached. In general, a lambda value > 1 (1 corresponds to a stoichiometric ratio) is set, for example Lambda = 1.3, to ensure that sufficient air is supplied for clean combustion, essentially without the generation of carbon monoxide. But for this lambda must remain so small that stable combustion is guaranteed. The regulation can be carried out in particular by means of a valve for supplying fuel gas and/or a blower for supplying ambient air.

Por el documento DE 19618573 C1 y el documento DE 19502901 C1 son conocidas por ejemplo estas regulaciones de combustión, que mediante corriente de ionización - curvas de regulación de apoyo regulan la calidad de combustión deseada (valor lambda). Los electrodos utilizados están sujetos a una determinada deriva que en esencia resulta de una capa creciente de óxido sobre la superficie del electrodo, la cual tiene una influencia negativa en la señal medida. Para compensar la influencia perturbadora de esta deriva se impulsan cíclicamente secuencias de calibración (por ejemplo, después de un numero prefijado de horas de servicio).These combustion controls are known, for example, from DE 19618573 C1 and DE 19502901 C1, which regulate the desired combustion quality (lambda value) by means of ionization current-support control curves. The electrodes used are subject to a certain drift that essentially results from a growing layer of oxide on the electrode surface, which has a negative influence on the measured signal. To compensate for the disturbing influence of this drift, calibration sequences are triggered cyclically (eg after a specified number of operating hours).

Por el documento DE 195 39568 C1 se conoce, por ejemplo, el proceder en el caso de una calibración, en donde temporalmente se realiza una combustión en el rango de lambda = 1, pero que puede estar unido con la generación de una cierta cantidad de monóxido de carbono. También en el caso de valores de lambda en el rango de 1 se producen muy altas temperaturas de llama, lo que nuevamente puede dañar el electrodo de ionización, de manera que un proceso de calibración puede acortar la vida útil del electrodo de ionización.From DE 195 39568 C1 it is known, for example, to proceed in the case of a calibration, in which combustion temporarily takes place in the range of lambda = 1, but which can be combined with the generation of a certain amount of carbon monoxide. Also in the case of lambda values in the range of 1, very high flame temperatures occur, which can again damage the ionization electrode, so that a calibration process can shorten the service life of the ionization electrode.

La construcción básica de tales aparatos de calefacción, de sistemas de medida hacia la medición de la ionización y su utilización para regulación son conocidos, por ejemplo, también por los documentos EP 0 770 824 B1 y el documento EP 2466 204 B1. Allí está también descrito que la exactitud de regulación puede variar en el curso del tiempo debido a diferentes influencias, especialmente por influencia en el estado o la forma del electrodo de ionización. En caso necesario se indican diferentes procesos para una post-calibración, pero que necesitan un gasto relativamente alto y/o ante todo pueden tener la desventaja que cuando se produce una post-calibración el aparato de calefacción debe ser operado temporalmente con valores lambda de 1 o incluso menores, lo que puede llevar a una generación temporal de monóxido de carbono no deseada.The basic construction of such heating devices, measurement systems for ionization measurement and their use for regulation are known, for example, also from EP 0 770 824 B1 and EP 2466 204 B1. It is also described there that the control accuracy can vary over time due to different influences, in particular due to influence on the state or the shape of the ionization electrode. If necessary, different processes are indicated for a post-calibration, but which require a relatively high expenditure and/or above all may have the disadvantage that when a post-calibration occurs, the heating appliance must be temporarily operated with lambda values of 1. or even lower, which can lead to temporary generation of unwanted carbon monoxide.

Del documento EP 2014985 B1 se conoce también una regulación que puede ser operada y calibrada sin desplazar la combustión a un rango próximo a lambda = 1 de manera que también durante una calibración se produce poco monóxido de carbono. Ciertamente no siempre es posible mantener un valor lambda óptimo. From document EP 2014985 B1 a regulation is also known which can be operated and calibrated without shifting the combustion to a range close to lambda=1 so that little carbon monoxide is produced even during a calibration. It is certainly not always possible to maintain an optimal lambda value.

Aquí la presente invención quiere crear una ayuda para hacer posible un funcionamiento seguro y fiable de un aparato de calefacción, de una regulación estable o si se necesita una regulación de marcha de emergencia en el caso de problemas en un sistema de regulación primario.Here the present invention wants to create an aid to enable a safe and reliable operation of a heating appliance, a stable regulation or if an emergency driving regulation is needed in the event of problems in a primary regulation system.

Para solucionar esta misión sirven un proceso así como un producto de programa de ordenador según las reivindicaciones independientes. Construcciones ventajosas y desarrollos de la invención están expuestas en cada una de las reivindicaciones dependientes. La descripción, en especial en dependencia con las figuras y desarrollos de la invención están expuestas en cada una de las reivindicaciones subordinadas. La descripción, especialmente en interdependencia con las figuras presenta a la invención y da otros ejemplos de realización.To solve this task, a process as well as a computer program product according to the independent claims serve. Advantageous constructions and developments of the invention are set forth in each of the dependent claims. The description, especially in dependence on the figures and developments of the invention are set forth in each of the dependent claims. The description, especially in conjunction with the figures, presents the invention and gives other embodiments.

El procedimiento según la invención para la regulación de una combustión en un aparato de calefacción mediante una señal de ionización medida en una zona de llama del aparato de calefacción operado con aire de combustión y gas combustible, la cual es derivada desde una corriente de ionización que fluye desde un electrodo de ionización hacia un contraelectrodo a través de la zona de llama, en donde la relación (Valor lambda) de aire de combustión a gas combustible durante la combustión en el aparato de calefacción será calculada sobre la base de los datos de calibración de la señal de ionización y mediante el ajuste del aporte de gas combustible y/o el aporte de aire de combustión, presenta como mínimo los siguientes pasos:The method according to the invention for regulating combustion in a heating appliance by means of an ionization signal measured in a flame zone of the heating appliance operated with combustion air and fuel gas, which is derived from an ionization current that flows from an ionization electrode to a counter electrode through the flame zone, where the ratio (Lambda value) of combustion air to fuel gas during combustion in the heating appliance will be calculated based on the calibration data of the ionization signal and by adjusting the supply of fuel gas and/or the supply of combustion air, it presents at least the following steps:

1.1 una soplante para el aporte de aire de combustión es puesta a una velocidad de giro predecible,1.1 a fan for supplying combustion air is set at a predictable rotational speed,

1.2 una válvula de gas combustible es llevada a una posición asociada a una de estas velocidades por medio de un línea característica predecible,1.2 a fuel gas valve is brought to a position associated with one of these speeds by means of a predictable characteristic line,

1.3 en esta posición la válvula del gas combustible queda sujeta firmemente,1.3 in this position the fuel gas valve is held firmly,

1.4 la velocidad de giro es reducida en un importe predecible,1.4 the rate of turn is reduced by a predictable amount,

1.5 a continuación la velocidad de giro es aumentada en continuo o por pasos y se mide cada señal de ionización, 1.5 then the rate of rotation is increased continuously or in steps and each ionization signal is measured,

1.6 para ello se fija un minimo de la señal de ionización y se almacena con la correspondiente velocidad de giro de la soplante,1.6 for this, a minimum of the ionization signal is set and stored with the corresponding speed of rotation of the blower,

1.7 la velocidad de giro de la soplante se aumenta aún más hasta que se alcanza un valor umbral predecible de la señal de ionización relativa a un minimo,1.7 the speed of rotation of the fan is further increased until a predictable threshold value of the ionization signal relative to a minimum is reached,

1.8 después de ello la velocidad de giro de la soplante es reducida a la velocidad de giro de la soplante perteneciente al minimo y allí es mantenida por un intervalo de tiempo t predecible o utilizada para la regulación de la señal de ionización al valor actual constante,1.8 after that the fan rotational speed is reduced to the fan rotational speed belonging to the minimum and is held there for a predictable time interval t or used for regulation of the ionization signal to the current constant value,

1.9 después de pasar el intervalo de tiempo t se repiten los pasos desde el 1.4.1.9 after passing the time interval t the steps from 1.4 are repeated.

Con estos pasos del procedimiento se puede regular con toda fiabilidad un aparato de calefacción, en donde el intervalo de tiempo t puede ser muy largo en comparación con la duración de los otros pasos del procedimiento, por ejemplo varias horas o más largo. Por otro lado, en la repetición del paso 1.4 se produce despreciablemente menos monóxido de carbono de manera que respecto de la longitud del periodo de tiempo en este aspecto no entra y tampoco hay importantes desventajas contra una repetición. La regulación permanece en el rango de regulación deseado para el valor de lambda y también para la repetición de todos los pasos del procedimiento no se producen ninguna temperatura de llama excesiva.With these process steps, a heating device can be controlled reliably, where the time interval t can be very long compared to the duration of the other process steps, for example several hours or longer. On the other hand, in the repetition of step 1.4 negligibly less carbon monoxide is produced so that with respect to the length of the time period in this aspect it does not enter and there are also no significant disadvantages against a repetition. The regulation remains in the desired regulation range for the lambda value and also for the repetition of all process steps no excessive flame temperature occurs.

Se prefiere un procedimiento en el que en el caso de una desviación de la velocidad de giro de la soplante almacenada en el paso 1.6 de la magnitud regulada en el paso 1.1 mayor que un valor de desviación predecible se realiza una adecuada corrección del ajuste de la válvula de gas combustible y los pasos 1.3 a 1.7 se repiten tan a menudo hasta que la desviación sea más pequeña que el valor de desviación que corresponde para obtener una potencia deseada del aparato de calefacción. Esto lleva a que no solo se conserva un valor lambda deseado sino que también se puede regular una determinada potencia predecible. En general, la velocidad de giro de la soplante es el valor que hay que medir con más exactitud en un aparato de calefacción, por lo que este es el que se utiliza preferiblemente para el ajuste de una potencia deseada.A method is preferred in which, in the event of a fan rotational speed deviation stored in step 1.6 from the magnitude set in step 1.1 greater than a predictable deviation value, an appropriate correction of the speed setting is carried out. fuel gas valve and steps 1.3 to 1.7 are repeated as often until the deviation is smaller than the corresponding deviation value to obtain a desired power of the heater. This leads to the fact that not only a desired lambda value is preserved, but also a certain predictable power can be regulated. In general, the speed of rotation of the fan is the value that must be measured more accurately in a heating appliance, so this is the one that is preferably used for setting a desired power.

Especialmente preferido es un procedimiento en el que el valor predecible en el paso 1.4 es seleccionado tan pequeño que se mantiene una distancia del valor lambda a un campo en el que se puede generar una cantidad o concentración inadmisible en monóxido de carbono. Esta construcción asegura que en la realización del procedimiento e independientemente de la duración del periodo de tiempo t se genera muy poco monóxido de carbono, incluso aunque la calibración del sistema tiene que ser comprobada siempre.Especially preferred is a method in which the predictable value in step 1.4 is selected so small that a distance from the lambda value to a field in which an inadmissible amount or concentration of carbon monoxide can be generated is maintained. This construction ensures that in carrying out the procedure and regardless of the duration of the time period t very little carbon monoxide is generated, even though the calibration of the system always has to be checked.

En una forma de realización de la invención el procedimiento es realizado de igual manera, para diferentes potencias, correspondientes velocidades de giro de la soplante y los correspondiente ajustes de la válvula de gas combustible, con lo que se obtiene una calibración actualizada de la regulación siempre una y otra vez en intervalos de tiempo de la longitud del intervalo de tiempo (t), que tiene en cuenta todas las modificaciones en el sistema. De esta manera se produce siempre una nueva curva de regulación calibrada para diferentes potencias del aparato de calefacción, en donde la regulación descrita puede ser utilizada especialmente como regulación primaria.In an embodiment of the invention, the procedure is carried out in the same way, for different powers, corresponding speeds of rotation of the fan and the corresponding adjustments of the fuel gas valve, with which an updated calibration of the regulation is always obtained. over and over again in time intervals of the length of the time interval (t), which takes into account all changes in the system. In this way it always produces a new regulation curve calibrated for different powers of the heating device, where the described regulation can be used especially as primary regulation.

Una forma de realización especialmente preferida del procedimiento es la utilización como la llamada regulación de marcha de emergencia. Para aparatos de calefacción que presentan una regulación por medio de un primer sistema de medidas con una primera medida de ionización y un control de llama realizado separado de una electrónica de vigilancia, mediante una segunda medición de ionización, en el caso de un fallo de la primera medición de ionización o de la regulación basada en ella conmuta a un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, en especial bajo la utilización de una electrónica de vigilancia existente. Esta posibilidad aumenta significativamente la disponibilidad de los aparatos de calefacción, puesto que en el caso de un fallo de la regulación primaria no desconecta, sino que puede ser conmutado al sistema de marcha de emergencia.A particularly preferred embodiment of the method is the use as a so-called emergency drive control. For heating appliances that have a regulation by means of a first measurement system with a first ionization measurement and a flame control carried out separately from monitoring electronics, by means of a second ionization measurement, in the event of a failure of the first ionization measurement or regulation based on it switches to a method according to one of claims 1 to 4, in particular when using existing monitoring electronics. This possibility significantly increases the availability of the heating devices, since in the event of a failure of the primary regulation it does not disconnect, but can be switched to the emergency start system.

Un aparato de calefacción que es especialmente adecuado para la conmutación de una regulación primaria a un sistema de marcha de emergencia, tiene los siguientes componentes: un aporte de aire y un aporte de gas combustible que son controlados desde una primera unidad de regulación y con un primer sistema de medida que comprende un electrodo de ionización, un contraelectrodo, una primera fuente de corriente alterna y una primera electrónica de valoración para calcular una primera señal de ionización que puede ser enviada a la unidad de regulación, en donde existe un segundo sistema de medida para medir una segunda señal de ionización la cual puede ser generada entre un electrodo de encendido para el encendido de una combustión y el contraelectrodo del segundo sistema de medida y donde el primer y el segundo sistema están equipados cada uno para determinar un valor lambda. Esto hace posible, junto a las conocidas funciones de regulación y vigilancia de la llama, también una conmutación en el caso de problemas desde una regulación primaria a un sistema de marcha en emergencia el cual puede asumir la regulación. A heating appliance that is particularly suitable for switching from a primary regulation to an emergency running system has the following components: an air supply and a fuel gas supply that are controlled from a first regulation unit and with a first measurement system comprising an ionization electrode, a counter electrode, a first alternating current source and a first evaluation electronics to calculate a first ionization signal that can be sent to the regulation unit, where there is a second measurement system measurement for measuring a second ionization signal which can be generated between an ignition electrode for ignition of a combustion and the counter electrode of the second measurement system and where the first and second systems are each equipped to determine a lambda value. In addition to the well-known control and flame monitoring functions, this also makes it possible to switch over in the event of a problem from primary control to an emergency start system, which can take over the control.

Para ello el aparato de calefacción presenta una unidad de conmutación que en el caso de fallar como mínimo un componente del primer sistema de medida, conmuta a una regulación con el segundo sistema de medida.For this, the heating device has a switching unit which, in the event of a failure of at least one component of the first measuring system, switches to regulation with the second measuring system.

La medición de ionización según la invención que en este tipo puede ser utilizada para la vigilancia de llama y regulación trabaja según el siguiente principio:The ionization measurement according to the invention, which in this type can be used for flame monitoring and regulation, works according to the following principle:

Desde una fuente de tensión con alta impedancia de salida se aplica una tensión alterna sin componente de tensión continua entre un electrodo de ionización y un contraelectrodo (masa). Mediante un efecto rectificador de un plasma de llama con llama en combustión fluye una corriente de ionización durante cada semionda positiva de la tensión alterna a masa. La amplitud de tensión de cada semionda positiva es reducida debido a la alta impedancia de salida de la fuente de tensión, mientras que la semionda negativa permanece sin modificación. Con ello se aplica un componente de tensión continua negativa a la tensión alterna. La amplitud de este componente de tensión continua negativa es transformada como valor medio mediante un circuito amplificador en una señal de tensión que debido a su trayectoria característica con aporte de gas constante y aporte ascendente de aire puede ser utilizado para los fines aquí mencionados. Tipicamente esta señal puede ser procesada y digitalizada mediante un transformador analógico/digital (por ejemplo con valores entre 0 y 1023) de manera que puede ser procesada en un ordenador. From a voltage source with high output impedance, an alternating voltage without DC voltage component is applied between an ionization electrode and a counter electrode (ground). Due to a rectifying effect of a flame plasma with a burning flame, an ionization current flows during each positive half-wave of the alternating voltage to ground. The voltage amplitude of each positive half-wave is reduced due to the high output impedance of the voltage source, while the negative half-wave remains unchanged. This applies a negative DC voltage component to the AC voltage. The amplitude of this negative DC voltage component is transformed as a mean value by means of an amplifying circuit into a voltage signal that, due to its characteristic trajectory with constant gas supply and rising air supply, can be used for the purposes mentioned here. Typically this signal can be processed and digitized by means of an analog/digital transformer (for example with values between 0 and 1023) so that it can be processed in a computer.

La trayectoria característica de la señal se obtiene de una combinación de diferentes efectos: Por un lado la ionización en la zona de la llama es la más fuerte cuando la combustión se lleva a cabo en una relación estequiométrica entre gas combustible y aire de combustión, por otra parte las llamas se alejan (separación física de las llamas) con la velocidad ascendente de la mezcla de gas (mayor cantidad de aire de combustión por unidad de tiempo por las aberturas de salida en los quemadores que electrónicamente forman la masa en el sistema, lo que disminuye la corriente de iones. Bajo condiciones, también la temperatura de los electrodos de ionización o de la llama juega un papel en el efecto rectificador. Como resultado se obtiene una trayectoria con un minimo bien reproducible, el cual se encuentra en la proximidad de un valor de lambda típico para un servicio continuo.The characteristic trajectory of the signal is obtained from a combination of different effects: On the one hand, the ionization in the flame zone is the strongest when combustion takes place in a stoichiometric ratio between fuel gas and combustion air, for On the other hand, the flames move away (physical separation of the flames) with the rising speed of the gas mixture (greater amount of combustion air per unit of time through the outlet openings in the burners that electronically form the mass in the system, which decreases the ion current. Under conditions, also the temperature of the ionization electrodes or of the flame plays a role in the rectifying effect. As a result, a trajectory with a well-reproducible minimum is obtained, which is in the vicinity of a typical lambda value for continuous duty.

La invención se refiere también a un producto de programa de ordenador, que comprende órdenes que provocan que el dispositivo descrito realice el procedimiento propuesto. Los modernos aparatos de calefacción contienen típicamente un control electrónico que como mínimo contiene un microprocesador programable que puede ser controlado por medio de un producto de programa de ordenador. En especial los aparatos existentes pueden ser equipados con posterioridad con una medición de ionización y un control de llama mediante un producto de programa de ordenador para un procedimiento según la invención.The invention also relates to a computer program product, comprising commands that cause the described device to carry out the proposed procedure. Modern heating appliances typically contain an electronic control that at a minimum contains a programmable microprocessor that can be controlled by means of a computer program product. In particular, existing devices can be retrofitted with ionization measurement and flame control by means of a computer program product for a method according to the invention.

Con otras palabras, la invención se refiere también a un sistema de marcha de emergencia para aparatos de calefacción accionados por gas, en especial en el caso de una regulación de combustión basada en una corriente de ionización. Por los documentos DE 196 18573 C1 y DE 19502901 C1 se conocen regulaciones de combustión que mediante curvas de regulación por corriente de ionización memorizadas regulan la calidad de combustión (número de aire lambda) deseada. La corriente de ionización es medida por lo general con un electrodo para corriente de ionización en el que se aplica una tensión. Estos electrodos están sujetos a una deriva dependiente del tiempo que en esencia resulta de una capa creciente de óxido sobre la superficie de los electrodos que tiene una influencia negativa en la señal medida. Para compensar la influencia perturbadora de esta deriva, cíclicamente se impulsan secuencias de calibración (por ejemplo, después de un número x prefijado de horas de servicio). El documento DE 195 39568 C1 contiene una calibración en el punto de servicio con máxima corriente de ionización (SCOT) o en la cercanía de este punto (Sitherm). La corriente máxima de ionización hay que medirla aproximadamente en lambda = 1. Del documento EP 2 014 985 B1 se conoce que un punto de calibración puede ser utilizado también en el punto en oposición a Lambda = 1 en el que la llama comienza a separarse físicamente del quemador. Sistemas convencionales de regulación que se basan en una medición y una valoración de la corriente de ionización, utilizan un punto de calibración en lambda = 1 o cerca en 2 lambda = 1. Con esto los sistemas trabajan cíclicamente en el rango esteoquimétrico o durante poco tiempo en el rango subesteoquimétrico, en donde se presentan emisiones de CO muy altas y temperaturas de llama muy altas. Hay que impedir la formación de altos valores de CO, puesto que es conocido que el monóxido de carbono es un peligroso veneno si se respira. Las altas temperaturas que se presentan especialmente en el caso de una combustión próxima a la estequiométrica influyen fuertemente en la vida de los electrodos de ionización utilizados de manera que estos deben ser sustituidos con relativa frecuencia. De acuerdo con la invención los problemas mencionados serán resueltos porque mediante un circuito de hardware electrónico adecuado se utilizará un punto de calibración en la proximidad del punto de trabajo deseado del aparato de calefacción, que será arrancado cíclicamente. Este punto se encuentra en la zona de lambda ~1,5 y provee aquí por un lado unas temperaturas de llama relativamente frías y al mismo tiempo unas emisiones de CO muy bajas. A continuación se explicaran ejemplos de realización de la invención y se describirán sus funciones. La figura 1 representa un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento según la invención. Después de que mediante la valvulería de gas y la soplante se ha ajustado una relación gas - aire deseada, la mezcla que sale del quemador es encendida mediante una tensión de encendido que existe en el electrodo de encendido y allí forma chispas. Tan pronto como como se reconoce una llama estable la invención funciona como sigue: La soplante rueda a una velocidad de giro fijada (por ejemplo, n = 6000 rpm), la válvula de gas sigue a la velocidad de giro de la soplante sobre un línea característica seleccionada (posición stepper de la valvulería de gas por medio de la velocidad de giro de la soplante). La posición del motor stepper de la valvulería de gas queda “congelada” y la velocidad de giro de la soplante queda reducida de manera definida (punto “1”, figura 2). Ahora la velocidad de giro de la soplante es acelerada en continuo, en donde la señal de ionización medida del punto 1 (figura 2) sigue la línea característica. El correspondiente valor minimo de la señal es almacenado y el volumen de aire es aumentado mediante la soplante tanto hasta que se alcanza un valor umbral de aumento de la corriente de ionización respecto del valor mínimo (punto 3) (punto 2). Finalmente es arrancado el valor mínimo (punto 3) el cual al mismo tiempo representa el punto de trabajo del aparato. En este punto el aparato funciona por una regulación de la soplante hasta que ha pasado un intervalo de tiempo t. Después de pasar el intervalo de tiempo t el sistema circula de nuevo comenzando en el punto 1. El proceso para regulación de una combustión en un aparato de calefacción accionado por gas está caracterizado por los siguientes pasos: - la soplante circula a velocidad de giro fijada, - la válvula de gas sigue a la velocidad de giro de la soplante sobre una línea característica memorizada (posición stepper de la valvulería de gas respecto la velocidad de giro de la soplante), - ahora la posición del motor stepper de la valvulería de gas es “congelada” y la velocidad de giro de la soplante es reducida con definición), - ahora la velocidad de giro de la soplante aumenta su velocidad de forma continua en donde la señal de ionización medida sigue la línea característica - el correspondiente valor minimo de la señal es almacenado y la corriente de aire es aumentada mediante la soplante tanto hasta que se alcanza un valor umbral de aumento de la corriente de ionización respecto del valor minimo, - finalmente arranca el valor mínimo, el cual al mismo tiempo representa el punto de trabajo del aparato - en este punto el aparato funciona por una regulación de la soplante hasta que ha pasado un intervalo de tiempo t - después de pasar el intervalo de tiempo t el sistema circula comenzando de nuevo desde el punto 1. In other words, the invention also relates to an emergency start system for gas-fired heating appliances, in particular in the case of combustion regulation based on an ionization current. DE 196 18573 C1 and DE 19502901 C1 disclose combustion controls which regulate the desired combustion quality (lambda air number) by means of stored ionisation current control curves. The ionization current is usually measured with an ionization current electrode to which a voltage is applied. These electrodes are subject to a time dependent drift which essentially results from a growing oxide layer on the surface of the electrodes which has a negative influence on the measured signal. To compensate for the disturbing influence of this drift, calibration sequences are triggered cyclically (eg after a specified number x of operating hours). Document DE 195 39568 C1 contains a calibration at the service point with maximum ionization current (SCOT) or in the vicinity of this point (Sitherm). The maximum ionization current must be measured approximately in lambda = 1. From the document EP 2 014 985 B1 it is known that a calibration point can also be used at the point opposite Lambda = 1 where the flame begins to physically separate from the burner. Conventional regulation systems that are based on a measurement and evaluation of the ionization current use a calibration point at lambda = 1 or close to 2 lambda = 1. With this, the systems work cyclically in the stoichiometric range or for a short time in the sub-stoichiometric range, where very high CO emissions and very high flame temperatures occur. The formation of high values of CO must be prevented, since carbon monoxide is known to be a dangerous poison if inhaled. The high temperatures that occur, especially in the case of combustion close to stoichiometric, strongly influence the life of the ionization electrodes used, so that they must be replaced relatively frequently. According to the invention the mentioned problems will be solved because by means of a suitable electronic hardware circuit a calibration point will be used in the vicinity of the desired working point of the heating apparatus, which will be started cyclically. This point is in the lambda range ~1.5 and provides here on the one hand relatively cool flame temperatures and at the same time very low CO emissions. In the following, examples of embodiment of the invention will be explained and its functions will be described. Figure 1 represents a device for carrying out the method according to the invention. After the gas valve and the fan have been set to a desired gas/air ratio, the mixture leaving the burner is ignited by an ignition voltage at the ignition electrode and sparks there. As soon as a stable flame is recognized, the invention works as follows: The fan rotates at a fixed rotational speed (for example, n = 6000 rpm), the gas valve follows the rotational speed of the fan on a line selected characteristic (stepper position of the gas valve by means of the speed of rotation of the fan). The position of the stepper motor of the gas valve is “frozen” and the speed of rotation of the fan is reduced in a defined manner (point “1”, figure 2). Now the speed of rotation of the fan is continuously accelerated, where the measured ionization signal of point 1 (figure 2) follows the characteristic line. The corresponding minimum value of the signal is stored and the volume of air is increased by means of the blower until a threshold value of increase in the ionization current is reached with respect to the minimum value (point 3) (point 2). Finally, the minimum value (point 3) is started, which at the same time represents the working point of the device. At this point the apparatus operates by adjusting the blower until a time interval t has elapsed. After the time interval t has elapsed, the system circulates again starting at point 1. The process for regulating combustion in a gas-powered heating appliance is characterized by the following steps: - the fan circulates at a set rotational speed , - the gas valve follows the speed of rotation of the fan on a memorized characteristic line (stepper position of the gas valve relative to the speed of rotation of the fan), - now the position of the stepper motor of the gas valve is “frozen” and the fan rotational speed is sharply reduced), - now the fan rotational speed increases its speed continuously where the measured ionization signal follows the characteristic line - the corresponding minimum value of the signal is stored and the air current is increased by means of the blower until a threshold value of increase of the ionization current with respect to the minimum value is reached , - finally starts the minimum value, which at the same time represents the working point of the device - at this point the device works by regulating the fan until a time interval t has elapsed - after the time interval has elapsed t the system circulates starting again from point 1.

Un ejemplo de realización esquemático de la invención, al que sin embargo no está limitado, y la manera de funcionamiento del procedimiento según la invención se explicaran ahora detalladamente sobre la base del dibujo. Se representa:A schematic embodiment of the invention, to which it is not limited, however, and the mode of operation of the method according to the invention will now be explained in detail on the basis of the drawing. It is shown:

Fig. 1 esquemáticamente, un aparato de calefacción según la invención,Fig. 1 schematically, a heating device according to the invention,

Fig. 2 un circuito esquemático para la generación de una señal de ionización según la invención, yFig. 2 a schematic circuit for the generation of an ionization signal according to the invention, and

Fig. 3 un diagrama para visibilizar de un proceso de medida y regulación con el procedimiento según la invención. Fig. 3 a diagram to visualize a measurement and regulation process with the method according to the invention.

La figura 1 muestra esquemáticamente un ejemplo de realización de un dispositivo aquí propuesto. En un aparato de calefacción 1 para la combustión de un gas combustible con aire se forma, durante el funcionamiento, una zona de llama 2. Mediante un aporte de aire 3 y una soplante 5 el aire entra en el aparato de calefacción 1. El gas combustible es mezclado con el aire mediante un aporte de gas combustible 4 y una válvula de gas combustible 6. Al iniciar el proceso de combustión un electrodo de encendido 7 enciende la mezcla y después de ello, es utilizado, por ejemplo como parte de una vigilancia de la llama. Mediante un electrodo de ionización 8 se mide una primera señal de ionización en la zona de la llama 2. Para ello sirve un primer sistema de medida S1, desde el que el electrodo de ionización 8 es sometido a una tensión alterna desde una primera fuente de tensión alterna, en donde una primera electrónica de valoración 13 mide la señal de ionización producida y después en un acumulador de datos de calibración 15 convierte los datos de calibración almacenados (curva de regulación) en un valor lambda, o sea una relación de mezcla de aire respecto del combustible. Con este valor como valor nominal una unidad de regulación 17 puede regular la soplante 5 y/o la válvula de gas combustible 6 regular de manera que se ajusta un valor teórico deseado para lambda. También se puede disponer de un vigilante de llama 16.Figure 1 schematically shows an example of embodiment of a device proposed here. In a heating device 1 for combustion of fuel gas with air, a flame zone 2 is formed during operation. Air is fed into the heating device 1 by means of an air supply 3 and a blower 5. The gas Fuel is mixed with air by means of a fuel gas supply 4 and a fuel gas valve 6. At the start of the combustion process an ignition electrode 7 ignites the mixture and after that it is used, for example as part of a monitoring of the flame By means of an ionization electrode 8, a first ionization signal is measured in the flame region 2. A first measurement system S1 is used for this, from which the ionization electrode 8 is subjected to an alternating voltage from a first power source. alternating voltage, where a first evaluation electronics 13 measures the ionization signal produced and then in a calibration data accumulator 15 converts the stored calibration data (regulation curve) into a lambda value, that is, a mixture ratio of air to fuel. With this value as setpoint, a control unit 17 can control the fan 5 and/or the fuel gas valve 6 in such a way that a desired setpoint value for lambda is set. A flame monitor 16 can also be provided.

En el caso de una perturbación de este tipo de esta regulación, mediante una unidad de conmutación 10 se pone en servicio un segundo sistema de medida S2, el cual conecta una segunda fuente de tensión alterna 12 al electrodo de encendido 7 en lugar de una electrónica de encendido (siempre y cuando que esto no haya sido realizado ya por la vigilancia de llama), en donde en una segunda electrónica de valoración 14 se mide una segunda señal de ionización y se valora, la cual igualmente suministra un valor nominal para lambda y mediante el procedimiento según la invención hace posible una regulación del valor lambda. Fundamentalmente este tipo de regulación puede ser introducido como regulación primaria, y realmente en paralelo con una vigilancia de llama mediante un electrodo de encendido como único electrodo de ionización o mediante un electrodo de ionización propio solo para la regulación. En este caso solo debe existir el segundo sistema de medida S2 y puede ser utilizado como sistema de regulación primario mediante datos de calibración propios.In the event of such a disturbance of this regulation, a second measuring system S2 is put into operation by means of a switching unit 10, which connects a second alternating voltage source 12 to the ignition electrode 7 instead of electronics. ignition (provided that this has not already been done by flame monitoring), whereby a second ionization signal is measured in a second evaluation electronics 14 and is evaluated, which likewise supplies a setpoint value for lambda and makes regulation of the lambda value possible by means of the method according to the invention. Basically this type of regulation can be introduced as primary regulation, and actually in parallel with flame monitoring by means of an ignition electrode as the only ionization electrode or by means of a separate ionization electrode only for regulation. In this case, only the second measuring system S2 must exist and it can be used as the primary regulation system by means of its own calibration data.

En el ejemplo de realización aquí elegido el aparato de calefacción trabaja inicialmente en servicio normal con un aporte de gas combustible determinado y una velocidad de la soplante 5 adecuada, en donde mediante el primer sistema de medida S1 la señal de ionización I1 es regulada a un valor nominal predeterminado de, por ejemplo 100 pA (microamperios) para este estado, con lo que se regulan la velocidad de giro de la soplante y/o el aporte de combustible. Con datos de calibración (curva característica, curvas de regulación) validos este tipo de regulación provoca que durante un largo campo de carga se conserve un valor lambda deseado. En el caso de una perturbación en este sistema puede iniciarse, en lugar de una desconexión, una conmutación a un sistema de marcha en emergencia. En este caso se conmuta del primer sistema de medida S1 al segundo sistema de medida S2. Por medio de la soplante 5 se arranca una velocidad de giro definida y mediante curvas características memorizadas se ajusta la cantidad de combustible correspondiente. Al comienzo de la marcha en emergencia el sistema de medida S2 calcula mediante el electrodo de encendido 7 una segunda señal de ionización I2. Entonces se deja sin cambiar el aporte de gas mientras que la velocidad de giro de la soplante desciende de manera definida hasta que con seguridad se alcanza un valor por debajo del valor lambda deseado, pero que el cual se encuentra siempre claramente por encima de una relación estequiométrica de aire con el gas combustible, de manera que en este proceso no se genera apenas monóxido de carbono y tampoco domina una temperatura de llama demasiado aumentada (Véase el punto “1” en la figura 3). Partiendo de este valor de lambda se aumenta la velocidad de giro de la soplante 5 hasta que la segunda señal de ionización detecta mediante una fuerte subida, una elevación de la llama del quemador 9 (Véase el punto “2” en la figura 3). Desde este punto ahora se reduce de nuevo la velocidad de giro de la soplante 5, en donde la señal de ionización es observada para determinar la posición exacta del mínimo (absoluto) de la señal de ionización y ajustar el valor teórico al mínimo o sus proximidades (Véase el punto “3” en la figura 3).In the embodiment chosen here, the heating appliance initially works in normal service with a determined supply of fuel gas and a suitable speed of the blower 5, where by means of the first measurement system S1 the ionization signal I1 is regulated to a predetermined nominal value of, for example, 100 pA (microamps) for this state, which regulates the speed of rotation of the fan and/or the fuel supply. With valid calibration data (characteristic curve, regulation curves) this type of regulation causes a desired lambda value to be maintained over a long load field. In the event of a disturbance in this system, a switch to an emergency start system can be initiated instead of a shutdown. In this case, a switch is made from the first measuring system S1 to the second measuring system S2. By means of the fan 5, a defined rotational speed is started and the corresponding fuel quantity is adjusted by means of stored characteristic curves. At the start of the emergency run, the measurement system S2 calculates a second ionization signal I2 by means of the ignition electrode 7 . The gas supply is then left unchanged while the speed of rotation of the fan decreases in a defined manner until a value below the desired lambda value is safely reached, but which is always clearly above a ratio stoichiometric air with the fuel gas, so that hardly any carbon monoxide is generated in this process and neither does a flame temperature that is too high dominate (See point “1” in figure 3). Starting from this lambda value, the speed of rotation of the blower 5 is increased until the second ionization signal detects, through a strong rise, a rise in the flame of the burner 9 (See point "2" in figure 3). From this point the speed of rotation of the blower 5 is now reduced again, where the ionization signal is observed to determine the exact position of the (absolute) minimum of the ionization signal and adjust the theoretical value to the minimum or its vicinity (See point “3” in figure 3).

Por la técnica de regulación es más fácil utilizar como valor nominal un valor en un flanco cerca de un minimo (aquí especialmente en el flanco hacia la mezcla más grasienta, o sea entre el punto “1” y el ”3” en la figura 3), porque entonces en el caso de una (positiva o negativa) modificación del valor real está claro en qué dirección se debe realizar una corrección. En cada caso se puede regular así y mantener un valor lambda próximo a 1,4 sin que durante el proceso se genere monóxido de carbono en medida inadmisible.Due to the regulation technique, it is easier to use as nominal value a value on a flank close to a minimum (here especially on the flank towards the fattest mixture, that is between point “1” and “3” in figure 3 ), because then in the case of a (positive or negative) change in the actual value it is clear in which direction a correction should be made. In each case, it can be adjusted in this way and maintain a lambda value close to 1.4 without carbon monoxide being generated to an unacceptable extent during the process.

Ciertamente puede ser que después de ajustar el valor lambda deseado la potencia deseada (velocidad de giro de la soplante) (todavía) no se alcance exactamente. Modificaciones, por ejemplo en la valvulería de gas cuyo motor de ajuste, las condiciones ambientales o las relaciones de circulación en el aparato de calefacción pueden llevar a que después de ajustar el valor lambda deseado preocupa otro tema diferente que la velocidad de giro de la soplante (el tamaño más exactamente comprobable en el sistema) asociada para la potencia deseada. En este caso se cambia la apertura de la valvulería de gas en la dirección necesaria y todo el proceso se repite, en caso necesario iterativamente hasta que el valor lambda y la potencia adoptan el deseado valor nominal. Por lo general esto necesita como máximo tres pasos del procedimiento descrito.It can certainly be that after setting the desired lambda value the desired power (fan speed) is not (yet) exactly achieved. Modifications, for example in the gas valve whose adjustment motor, the environmental conditions or the circulation ratios in the heating appliance can lead to the fact that after adjusting the desired lambda value there is a concern other than the speed of rotation of the fan (the most accurately verifiable size in the system) associated for the desired power. In this case, the opening of the gas valve is changed in the necessary direction and the whole process is repeated, if necessary iteratively, until the lambda value and the power adopt the desired nominal value. This usually requires a maximum of three steps of the described procedure.

Con los ajustes así encontrados ahora se puede realizar la siguiente regulación durante un periodo de tiempo t predecible después de que se haya repetido el proceso para calibrar o comprobar esta regulación. Fundamentalmente el aparato de calefacción puede continuar (seguir) solo con este tipo de regulación como regulación primaria. En el caso de que ahora ella sirva como regulación de marcha de emergencia, en el caso de un nuevo arranque del aparato de calefacción se puede comprobar si la regulación primaria funciona de nuevo, y solo ser conmutada entonces a regulación de marcha de emergencia en el caso de que no sea este el caso.With the settings thus found, the next regulation can now be carried out for a predictable period of time t after the process to calibrate or check this regulation has been repeated. Basically the heating appliance can continue (continue) only with this type of regulation as primary regulation. If it now serves as emergency run control, it can be checked if the primary control is working again when the heating unit is restarted and can only then be switched over to emergency run control in the case this is not the case.

La figura 2 muestra esquemáticamente un circuito como el que se puede utilizar para el sistema de medida S2. Una segunda fuente de tensión alterna 12 con una alta resistencia de salida 18 suministra inicialmente una tensión alterna sin componente de tensión continua al electrodo de encendido 7 y al contraelectrodo 9 (masa). Al presentarse una llama entre ambos (aquí representada como imagen sustitutiva 19) cae la tensión debido al efecto rectificador de la llama (en la imagen representada como diodo) solamente en una semionda de manera que en la entrada de la segunda electrónica de valoración 14 (amplificador y transformador) existe una tensión alterna con un componente de tensión continua que en la electrónica de valoración 14 hacia la segunda señal de ionización y en un transformador analógico/digital 20 es transformada y entonces se puede seguir procesando.Figure 2 schematically shows a circuit like the one that can be used for the measurement system S2. A second AC voltage source 12 with a high output resistance 18 initially supplies an AC voltage with no DC component to the ignition electrode 7 and counter electrode 9 (ground). When a flame appears between both (here represented as substitute image 19) the voltage drops due to the rectifying effect of the flame (in the image represented as diode) only in a half-wave so that at the input of the second evaluation electronics 14 ( amplifier and transformer) there is an AC voltage with a DC voltage component which is converted to the second ionization signal in the evaluation electronics 14 and transformed in an analog/digital transformer 20 and can then be further processed.

La figura 3 presenta cualitativamente lo que sucede durante el proceso de regulación por medio del segundo sistema de medida S2. En el diagrama mostrado la segunda señal de ionización I2 está representada en el eje Y (en forma digitalizada como numero entre 0 y 1023) contra la velocidad de la soplante (rpm) que está representada sobre el eje X con aporte constante de gas. El diagrama característico que se produce muestra una zona inicial casi constante, una caída hasta un minimo (punto “3”) y a continuación de este un ascenso. Valores experimentales han mostrado que el minimo aproximadamente se encuentra en un valor lambda deseado de 1,3 a 1,4, la zona constante a su izquierda, por ejemplo en el punto “1” está alejada todavía más de lambda = 1. En el ascenso, aproximadamente en el punto “2” comienza la disolución de la llama que entonces con aporte de aire ascendente puede llegar a ser inestable. Sin embargo, entre los puntos “1” y “2” el aporte de aire puede ser variado sin generación de cantidades inaceptables de monóxido de carbono o inestabilidades, para encontrar el minimo en el punto “3” y utilizarlo para regulación. Debido a las interrelaciones descritas entre la velocidad de giro de la soplante y el valor lambda el eje X también podría estar provisto con el valor lambda como escala.Figure 3 qualitatively presents what happens during the regulation process by means of the second measurement system S2. In the diagram shown, the second ionization signal I2 is represented on the Y axis (in digitized form as a number between 0 and 1023) against the blower speed (rpm) which is represented on the X axis with constant gas supply. The characteristic diagram that is produced shows an almost constant initial zone, a drop to a minimum (point "3") and after this a rise. Experimental values have shown that the minimum approximately lies at a desired lambda value of 1.3 to 1.4, the constant zone to its left, for example at point "1", is even further away from lambda = 1. In the Ascent, approximately at point "2" the dissolution of the flame begins, which then with the contribution of ascending air can become unstable. However, between points “1” and “2” the air supply can be varied without generating unacceptable amounts of carbon monoxide or instabilities, to find the minimum at point “3” and use it for regulation. Due to the described interrelationships between the speed of rotation of the fan and the lambda value, the X-axis could also be provided with the lambda value as a scale.

La presente invención permite sin modificaciones esenciales, en un aparato de calefacción incluso solo mediante una electrónica adicional instalar una regulación de marcha en emergencia o instalar un procedimiento incluso como regulación primaria el cual también en el caso de una (post) calibración no genera ninguna cantidad inaceptable de monóxido de carbono.The present invention makes it possible, without essential modifications, to install an emergency run regulation on a heating appliance, even by means of additional electronics, or to install a procedure even as primary regulation, which also in the case of a (post) calibration does not generate any quantity unacceptable carbon monoxide.

Lista de símbolos de referenciaReference symbol list

1 aparato de calefacción1 heater

2 zona de llamas2 flame zone

3 alimentación de aire3 air supply

4 alimentación de gas combustible4 fuel gas supply

5 soplante5 blower

6 válvula de gas combustible6 fuel gas valve

7 electrodo de encendido7 ignition electrode

8 electrodo de ionización8 ionization electrode

9 quemador/contraelectrodo9 burner/counter electrode

10 unidad de conmutación10 switching unit

11 primera fuente de tensión alterna11 first source of alternating voltage

12 segunda fuente de tensión alterna12 second AC voltage source

13 primera electrónica de valoración13 first titration electronics

14 segunda electrónica de valoración14 second feedback electronics

15 acumulador de datos de calibración15 calibration data accumulator

16 vigilante de llama16 flame watcher

17 unidad de regulación17 regulation unit

18 resistencia de salida18 output resistance

19 imagen sustitutiva de una llama19 substitute image of a llama

20 transformador analógico/digital20 analog/digital transformer

51 primer sistema de medida51 first measurement system

52 segundo sistema de medida52 second measurement system

11 primera señal de ionización11 first sign of ionization

12 segunda señal de ionización 12 second ionization signal

Claims

1. Method for regulating combustion in a heating appliance (1) by means of an ionization signal (I2) measured in a flame zone (2) of the heating appliance (1) operating with combustion air and fuel gas, which is derived from a stream of ions flowing from an ionization electrode (7, 8) to a counter electrode (9) through the flame zone (2), where the ratio (lambda value) of Combustion air to fuel gas during combustion in the space heater (1) is determined on the basis of calibration data from the ionization signal (I2) and is regulated by adjusting the contribution in the fuel gas and/or or supply of combustion air, characterized by the following steps:

1.1 a fan (5) for supplying combustion air is set at a predictable speed of rotation,

1.2 a fuel gas valve (6) is brought to a position associated with one of these speeds by means of a predictable characteristic line,

1.3 in this position the fuel gas valve (6) is held,

1.4 the rate of turn is reduced by a predictable amount,

1.5 then the speed of rotation is increased continuously or in steps and each ionization signal (I2) is measured,

1.6 for this, a minimum of the ionization signal (I2) is set and stored with the associated fan rotational speed.

1.7 the speed of rotation of the fan is further increased until a predictable threshold value of the ionization signal is reached relative to a minimum,

1.8 after that the fan rotational speed is reduced to the minimum fan rotational speed and is held there for a predictable time interval (t) or used for regulation of the ionization signal (I2) at the constant present value,

1.9 after passing the time interval (t) the steps from 1.4 are repeated.

2. Method according to claim 1, wherein in the event of a deviation of the speed of rotation of the fan memorized in step 1.6 from that set in step 1.1 greater than a predictable deviation value, a corresponding adjustment correction is made of the fuel gas valve and steps 1.3 to 1.7 are repeated as often until the deviation is less than the deviation value, which corresponds to reaching a desired power of the heating apparatus (1).

3. Method according to claim 1 or 2, wherein the predictable amount in step 1.4 is chosen so small that a separation of the lambda value is maintained from a zone in which an unacceptable amount or concentration of carbon monoxide can be generated.

Method according to one of the preceding claims, wherein the method for rotational speeds of the fan corresponding to different powers and associated settings of the fuel gas valve (6) is carried out in the same way, whereby a regulation calibration updated again in time intervals of the length of the time interval (t) that takes into account all modifications in the system.

Method according to one of the preceding claims, wherein for heating appliances that have regulation by means of a first measurement system (S1) with a first ionization measurement and flame monitoring by means of a second ionization measurement carried out from a separate monitoring electronics, in the event of a failure of the first ionization system or of the regulation based on it, is switched over to a method according to one of claims 1 to 4 using existing monitoring electronics.

6. Computer program product comprising commands that cause a regulation unit (17) of a heating appliance (1) that has an air supply (3) and a fuel gas supply (4) that can be regulated from the regulation unit (17),

and with a first measurement system (S1) comprising an ionization electrode (8), a counter electrode (9), a first alternating voltage source (11) and a first evaluation electronics (13) to calculate a first signal of ionization (I1), which can be provided to the regulation unit (17), where there is a second measurement system (S2) to measure a second ionization signal (I2) which enters an existing ignition electrode (7) to ignite a combustion and the counter electrode (9) can be generated from a second measurement system (S2) and where the first system (S1) and the second system (S2) are each equipped to determine a lambda value, performs the procedure according to one of claims 1 to 5.