WO2006000367A1 - Verfahren zur einstellung der luftzahl an einer feuerungseinrichtung und feuerungseinrichtung - Google Patents

Verfahren zur einstellung der luftzahl an einer feuerungseinrichtung und feuerungseinrichtung Download PDF

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Martin Geiger
Ulrich Geiger
Rudolf Tungl
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Definitions

  • the invention relates to a firing device, in particular a gas burner, which is adapted for carrying out the method.
  • the household gas burners are used for example as a water heater for the preparation of hot water in a boiler or to provide heating.
  • different requirements are placed on the device. This relates in particular to the output of the burner, usually referred to as burner load, and the temperature generated by the burner flame.
  • the burner load is essentially determined by adjusting the amount of combustion air and the mixing ratio between gas and air.
  • the Adjustment of the mixing ratio takes place, in particular in gas burners used in the household, by means of a pneumatic gas control valve (principle of the pneumatic composite).
  • pneumatic gas control valve principle of the pneumatic composite
  • pressures or pressure differences at orifices, in constrictions or in venturi nozzles are measured. These quantities are used as control variables for the gas control valve.
  • a disadvantage of the pneumatic control is, in particular, that sensitive mechanical components must be used, which are subject to hysteresis effects due to the friction. Therefore, especially at low working pressures it comes to inaccuracies.
  • a simple controllable Gasregel ⁇ valve such as with pulse width modulated coil or stepper motor, can be used to set in conjunction with a variable speed fan the desired amount of air and the desired gas-air mixture ratio (electronic composite). It is possible to respond flexibly to changes in gas quality.
  • the mixing ratio between gas and air must be adjusted so that the gas burns as completely and cleanly as possible.
  • the air ratio ⁇ is typically used. It is defined as the ratio of the actual amount of air supplied to the amount of air theoretically required for optimal stoichiometric combustion.
  • CO, CO 2 exhaust gas values
  • gas burners are typically operated with excess air.
  • the setpoint for the air ratio ⁇ s is 1, 3 for hygienically optimal combustion.
  • EP 770 824 B1 A method is described in EP 770 824 B1 in which a calibration cycle for adjusting the electrical nominal value of the ionization electrodes is used with the aid of an ionization electrode. is passed through sationselektrode. This should be compensated for changes in the thermal coupling between the ionization and the gas burner, which arise for example due to wear, bending and due to contamination.
  • the object is achieved by a method according to the main claim and by a device according to claim 6.
  • the amount of fuel supplied per unit time is changed continuously or stepwise at a constant rate of air supplied per unit time.
  • the amount of fuel supplied per unit time is adjusted so that the measured temperature assumes a maximum.
  • the amount of air supplied per unit time is increased by the factor ⁇ hy while maintaining the previously set fuel quantity by using the air mass flow sensor.
  • a structurally suitably designed admixing geometry can reduce the increase in the amount of gas to a negligible value.
  • a control device can reset the gas mass flow to the value m Gt m a x found at T max by a corresponding admission of the gas valve without constructive adaptation.
  • a readjustment of the air number should be carried out in order to ensure the hygienically optimal combustion.
  • An adjustment of the air ratio can be carried out, for example, at periodic intervals, during a load change, at the start of operation, or during maintenance of the device.
  • the firing device according to the invention in particular a gas burner, is adapted to carry out one of the above-mentioned methods.
  • the firing device has a temperature sensor in the effective range of the burner flame of the firing device.
  • the temperature sensor can be arranged in the flame kernel, at the base of the flame, at the tip of the flame, but also at some distance from the flame, for example at the burner plate itself.
  • the firing device preferably has a gas valve with an actuator, in particular with a stepping motor, a pulse-width-modulated coil or with a coil controlled by an electrical variable. Since the method is particularly suitable for the electronic composite, the said valves, which can be actuated simply and precisely, can be used.
  • the firing device furthermore has a mass flow sensor and / or volume flow sensor for measuring the amount of air supplied to the firing device per unit time.
  • FIG. 1 shows a firing device according to the invention
  • FIG. 2 shows a characteristic for clarification of the method according to the invention
  • FIG. 1 shows a gas burner in which a mixture of air L and gas G is mixed and burnt.
  • the gas burner has an air supply section 1, via which combustion air L is drawn in by a variable-speed fan 9.
  • a mass flow sensor 2 measures the mass flow of the intake air L.
  • the mass flow sensor 2 is arranged in such a way that as laminar a flow as possible is generated in its environment in order to avoid measurement errors.
  • the mass flow sensor could be arranged in a bypass (not shown) and using a flow rectifier. With the aid of the mass flow sensor and the variable-speed blower 9, the air supply into the mixing region 8 can be precisely controlled.
  • a gas supply section 4 is provided, which is connected to a gas supply line.
  • the gas supply section may be provided with a mass flow sensor of suitable design.
  • a valve 6 for example a pulse-width modulated or electronically controlled valve, which is equipped, for example, with an actuator with stepping motor, the inflow of gas is controlled by a line 7 into the mixing zone 8.
  • a line 7 into the mixing zone 8.
  • mixing of the gas G with the air L takes place.
  • the fan of the fan 9 is equipped with an adjustable Speed ratings! driven to suck in both the air L and the gas G.
  • the valve 6 is opened so far that the air-gas mixture ge reached with the desired mixing ratio in the mixing area 8 ge.
  • the air ratio ⁇ is set so that a hygienically optimal combustion takes place.
  • the air-gas mixture flows from the blower 9 to the burner part 11. There it exits and feeds the burner flame 13, which is to deliver a predetermined heat output.
  • a temperature sensor 12 for example a thermocouple
  • an actual temperature is measured, which is used in carrying out the method described below for setting the setpoint ⁇ h of the air ratio.
  • the temperature sensor 12 is arranged on a surface of the burner part 11.
  • the reference temperature of the thermocouple is measured at a location outside the effective range of the flame 13, for example in the air supply line 1.
  • a device, not shown, for controlling or regulating the air and / or gas flow receives input data from the temperature sensor 12 and from the mass flow sensor 2 and outputs control signals to the valve 6 as well as to the drive of the blower 9.
  • the opening of the valve 6 and the speed of the fan of the fan 9 are adjusted so that the desired air and gas supply results.
  • control is carried out by carrying out the procedure described below.
  • the control device has a memory for storing characteristic curves or nominal values and a corresponding data processing unit which is set up to carry out the method.
  • the measured temperature is shown as a function of the air ratio ⁇
  • a certain air ratio ⁇ 0 is set by the speed of the fan and the opening of the gas valve, which corresponds for example to the last ein ⁇ set value.
  • ⁇ 0 is above the value ⁇ -, at which the temperature maximum T max results.
  • the air mass flow increased by the setpoint ⁇ hy of the air ratio.
  • the air ratio is thus set exactly to the desired setpoint ⁇ hy , and the combustion is hygienically optimal.
  • the associated temperature T so n is measured.
  • the method is usually carried out again.
  • the process can also be performed after switching on the gas burner or repeated at periodic intervals. In this way it is ensured that the gas burner is always operated in an optimal range.
  • a second characteristic can be determined, as shown in FIG.
  • the setpoint temperature T SO ⁇ which was determined as described in Figure 2, depending on the air mass flow m L i, which is directly proportional to the burner load, shown.
  • the target value of the air ratio ⁇ hy arises at a certain Brenner ⁇ load if and only one, when the gemes ⁇ in the area of influence of the burner flame sene temperature T is read from the target temperature T 3 corresponding to n.
  • a control of the actual temperature Tj St to the predetermined setpoint T so n automatically leads to a setting of the optimum air ratio at a given Brennerbela ⁇ stung.
  • the plant can be operated for a certain period of time, in which the boundary conditions do not change decisively, without renewed execution of the method with varying burner loads, ie in different operating states.
  • the characteristic should also be determined here at periodic intervals or at certain occasions, for example during maintenance of the device, in order to adapt to the available gas quality or to instabilities in the system Reach system.
  • the setpoint temperature T so n is shown as a function of the mass flow of the air m L , which corresponds to a certain burner load. If the load is changed from an operating state 1 to an operating state 2, corresponding to the air mass flows m L i or m L2 , the temperature of the gas burner is regulated so that the temperature T SO ⁇ i 2 is established. For this purpose, the air-gas mixture is emaciated or greased by adjusting the gas valve 6.
  • Carrying out the method leads to an operating mode in which a hyge ⁇ optimal combustion is achieved.

Abstract

Die von einer Feuerungseinrichtung, insbesondere einem Gasbrenner, erzeugte Tem­peratur hängt bei vorgegebener Brennerbelastung (Luftmassenstrom) vom Mischungs­verhältnis zwischen der der Feuerungseinrichtung zugeführten Luftmenge und Gas­menge, charakterisiert durch die Luftzahl λ, in der Weise ab, dass für λ = 1 ein Maxi­ mum der von der Feuerungseinrichtung erzeugten Temperatur auftritt. Das Verfahren zur Einstellung der Luftzahl erfolgt durch Ermittlung dieses Temperaturmaximum Tmax, der anschließenden Einstellung des gewünschten Sollwertes λhy der Luftzahl und der Messung der zugehörigen Solltemperatur Ts011. Aus dem so ermittelten Zusammenhang zwischen den Solltemperaturen Tso„ bei verschiedenen vorgegebenen Brennerbela­stungen kann eine Kennlinie ermittelt werden, die den Zusammenhang zwischen den entsprechenden Luftmassenströmen und den Solltemperaturen beim Sollwert λhy der Luftzahl darstellt und die Regelung der Verbrennung in einen hygienisch optimalen Zustand ermöglicht. Die Feuerungseinrichtung ist zur Durchführung des Verfahrens angepasst. Insbesondere weist sie im Bereich der Luftzuführung einen Massenstrom­sensor und im Wirkungsbereich der Brennerflamme einen Temperatursensor auf.

Description

Verfahren zur Einstellung der Luftzahl an einer Feuerungseinrichtung und Feuerungseinrichtung
Verfahren zur Einstellung von Betriebsparametern an einer Feuerungseinrichtung, ins¬ besondere an einem Gasbrenner mit Gebläse, wobei die von der Feuerungseinrichtung erzeugte Temperatur (TjSt) von dem Wert der Luftzahl (λ) abhängt und bei dem Wert λi=1 ein Maximum (Tmaχ) aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Feuerungsein¬ richtung, insbesondere einen Gasbrenner, der zur Durchführung des Verfahrens ange- passt ist.
Im Haushalt werden Gasbrenner beispielsweise als Durchlauferhitzer für die Bereitung von Warmwasser in einem Kessel oder zur Bereitstellung von Heizwärme eingesetzt. In den jeweiligen Betriebszuständen werden an das Gerät unterschiedliche Anforde¬ rungen gestellt. Dies betrifft insbesondere die Leistungsabgabe des Brenners, übli¬ cherweise als Brennerbelastung bezeichnet, und die von der Brennerflamme erzeugte Temperatur.
Die Brennerbelastung wird im Wesentlichen durch die Einstellung der Menge von Ver- brennungsluft und des Mischungsverhältnisses zwischen Gas und Luft bestimmt. Die Einstellung des Mischungsverhältnisses erfolgt, insbesondere bei im Haushalt einge¬ setzten Gasbrennern, durch ein pneumatisches Gasregelventil (Prinzip des pneumati¬ schen Verbunds). Bei der pneumatischen Reglung werden Drücke oder Druckdifferen¬ zen an Blenden, in Verengungen oder in Venturidüsen gemessen. Diese Größen wer- den als Steuergrößen für das Gasregelventil verwendet. Nachteilig an der pneumati¬ schen Regelung ist jedoch insbesondere, dass empfindliche mechanische Bauteile eingesetzt werden müssen, die auf Grund der Reibung mit Hystereseeffekten behaftet sind. Besonders bei niedrigen Arbeitsdrücken kommt es daher zu Ungennauigkeiten. Außerdem ist der Aufwand bei der Herstellung der mit Membranen ausgestatteten pneumatischen Gasregelventile wegen der hohen Präzisionsanforderungen beachtlich. Im pneumatischen Verbund kann zudem auf Änderungen der Gasart und -qualität nicht flexibel reagiert werden. Um gewünschte Anpassungen der Gaszufuhr dennoch vor¬ nehmen zu können, müssen zusätzliche Einrichtungen, z.B. Düsen und Blenden gas- artenabhängig bereitgestellt werden, was jedoch zusätzlichen Aufwand bedeutet.
Bei einer elektronischen Steuerung kann hingegen ein einfach steuerbares Gasregel¬ ventil, etwa mit pulsweitenmodulierter Spule oder Schrittmotor, eingesetzt werden, um in Verbindung mit einem drehzahlsteuerbaren Gebläse die gewünschte Luftmenge und das gewünschte Gas-Luft-Mischungsverhältnis einzustellen (elektronischer Verbund). Dabei kann auf Änderungen der Gasqualität flexibel reagiert werden.
Bei vorgegebener Luftmenge ist das Mischungsverhältnis zwischen Gas und Luft so einzustellen, dass das Gas möglichst vollständig und sauber verbrennt. Zur Charakte¬ risierung des Mischungsverhältnisses zwischen Gas und Luft wird typischerweise die Luftzahl λ verwendet. Sie ist definiert als das Verhältnis der tatsächlich zugefüfctrten Luftmenge zu der theoretisch für optimale stöchiometrische Verbrennung erfordern- chen Luftmenge. Zu einer Optimierung der Abgaswerte (CO, CO2) werden Gasbrenner typischerweise mit Luftüberschuss betrieben. Der Sollwert für die Luftzahl λs liegt für hygienisch optimale Verbrennung bei 1 ,3. Beim Betrieb eines Gasbrenners mit elektro¬ nischem Verbund ist sicherzustellen, dass die Luftzahl λ bei den unterschiedlichen Brennerbelastungen immer möglichst nahe am Sollwert λs liegt. Zusätzlich ist zu be- achten, dass sich die Betriebsbedingungen nach der Inbetriebnahme des Geräts än¬ dern können und dann die Parameter der Verbrennungsregelung entsprechend ange- passt werden müssen.
In der EP 770 824 B1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem mit Hilfe einer lonisation- selektrode ein Kalibrierzyklus zum Nachzustellen des elektrischen Sollwerts der loni- sationselektrode durchlaufen wird. Dadurch sollen Änderungen der thermischen Kopplung zwischen der lonisationselektrode und dem Gasbrenner, die beispielsweise auf Grund von Verschleiß, Verbiegen und auf Grund von Verschmutzungen entstehen, ausgeglichen werden.
Mit diesem Verfahren, das alleine auf das Signal der lonisationselektrode zurückgreift, ist es zwar möglich das lonisationssignal für λ = 1 genau zu bestimmen. Allerdings kann der Sollwert für die Luftzahl anschließend nicht genau eingestellt werden, da zum Beispiel die Anlagenkennlinie unberücksichtigt bleibt
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Para- meter der Verbrennung an geforderte Brennerbelastungen einfach und zuverlässig eingestellt werden können. Auch ist es Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Hauptanspruch sowie durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 6.
Bei dem Verfahren zur Einstellung von Betriebsparametern an einer Feuerungsein¬ richtung, insbesondere an einem Gasbrenner mit Gebläse, wobei die von der Feue¬ rungseinrichtung erzeugte Temperatur (Tist) von dem Wert der Luftzahl (λ) abhängt und bei dem Wert X1=IeJn Maximum (Tmax) aufweist, werden die folgende Schritte durch¬ geführt:
• Einsteuern eines vorgegebenen Luft-Massenstroms (mL);
• Ermitteln des für die Temperatur (Tmax) zugehörigen Gasmassenstroms (πriGTmax);
• Festlegen eines- Sollwerts der Luftzahl(λhy) für eine gewünschte hygieni¬ sche Verbrennung;
. • Einsteuern der gewünschten hygienischen Verbrennung durch Erhöhen des Luft-Massenstroms (mL) um den Faktor (λhy) bei konstanter Zufuhr des Gasmassenstroms (mGτmax)-
Die sich dabei ergebende Ist-Temperatur wird registriert.
Ausgehend von einem zufällig oder zuletzt eingestellten Mischungsverhältnis zwischen Luft und Brennstoff wird die pro Zeiteinheit zugeführte Brennstoffmenge bei konstanter pro Zeiteinheit zugeführten Luftmenge kontinuierlich oder schrittweise verändert. Durch Ermittlung und Erfassung der im Wirkungsbereich der Brennerflamme gemessenen Temperatur wird die pro Zeiteinheit zugeführte Brennstoffmenge so eingestellt, dass die gemessene Temperatur ein Maximum annimmt. Anschließend wird die pro Zeitein¬ heit zugeführte Luftmenge unter Beibehaltung der vorher eingestellten Brennstoffmen¬ ge unter Nutzung des Luftmassenstromsensors um den Faktor λhy erhöht. Auf diese Weise kann für jede gewünschte Brennerbelastung bei unterschiedlichen Gasqualitä¬ ten, aber auch bei Veränderung von Einstellungen bzw. bei einer Änderung der Cha¬ rakteristika der am Gasbrenner angeordneten Sensoren, der Sollwert der Luftzahl für hygienisch optimale Verbrennung genau, sicher und zuverlässig eingestellt werden.
Aus konstruktionsbedingten Gründen kann es möglich sein, dass mit der Erhöhung der Luftmenge zwangsläufig auch eine Erhöhung der Gasmenge einhergeht. In einem sol¬ chen Fall kann eine konstruktiv geeignet gestaltete Zumischungsgeometrie die Erhö¬ hung der Gasmenge auf einen vernachläßigbaren Wert reduzieren.
Durch Verwendung von Massenstromsensoren im Gasmassenstrom kann jedoch ohne konstruktive Anpassung eine Steuereinrichtung den Gasmassenstrom durch eine ent- sprechende Beaufschlagung des Gasventils auf den bei Tmax gefundenen Wert mGtmax zurückstellen.
Schließlich ist es auch möglich, den erhöhten Gasmassenstrom rechnerisch zu ermit¬ teln und die Luftzahl λhy entsprechend höher einzustellen. Auch kann daran gedacht werden, die Gasmenge um den errechneten Wert zu reduzieren, was jedoch ein höchst genaues Ventil erfordert.
Insbesondere bei Schwankungen der Qualität des Verbrennungsgases sollte eine Neueinstellung der Luftzahl vorgenommen werden, um die hygienisch optimale Ver¬ brennung sicherzustellen. Ein Nachstellen der Luftzahl kann dabei beispielsweise in periodischen Zeitabständen, bei einem Lastwechsel, beim Betriebsstart, oder bei einer Wartung des Geräts durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäße Feuerungseinrichtung, insbesondere ein Gasbrenner, ist zur Durchführung eines der oben genannten Verfahren angepasst.
Insbesondere weist die Feuerungseinrichtung einen Temperatursensor im Wirkungsbe¬ reich der Brennerflamme der Feuerungseinrichtung auf. Der Temperatursensor kann dabei im Flammenkern, am Flammenfußpunkt, an der Flammenspitze, jedoch auch in einiger Entfernung von der Flamme, beispielsweise am Brennerblech selbst, angeord¬ net sein. Außerdem weist die Feuerungseinrichtung bevorzugt ein Gasventil mit einem Stell¬ glied, insbesondere mit einem Schrittmotor, einer pulsweitenmodulierten Spule oder mit einer durch eine elektrische Größe gesteuerten Spule, auf. Da das Verfahren ins¬ besondere für den elektronischen Verbund geeignet ist, können die genannten Ventile, die einfach und präzise betätigbar sind, eingesetzt werden.
Die Feuerungseinrichtung weist weiter einen Massenstromsensor und/oder Volumen¬ stromsensor zur Messung der der Feuerungseinrichtung pro Zeiteinheit zugeführten Luftmenge auf.
Weitere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung besonderer Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Feuerungseinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Kennlinie zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 3 eine weitere Kennlinie zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Ver- fahrens.
Figur 1 zeigt einen Gasbrenner, bei dem ein Gemisch aus Luft L und Gas G vorge¬ mischt und verbrannt wird.
Der Gasbrenner weist einen Luftzufuhrabschnitt 1 auf, über den Verbrennungsluft L von einem drehzahlregelbaren Gebläse 9 angesaugt wird. Ein Massenstromsensor 2 misst den Massenstrom der angesaugten Luft L. Der Massenstromsensor 2 ist so an¬ geordnet, dass in seiner Umgebung eine möglichst laminare Strömung erzeugt wird, um Messfehler zu vermeiden. Insbesondere könnte der Massenstromsensor in einem Bypass (nicht gezeigt) und unter Verwendung eines Strömungsgleichrichters angeord¬ net werden. Mit Hilfe des Massenstromsensors und des drehzahlregelbaren Gebläses 9 kann die Luftzufuhr in den Mischbereich 8 genau gesteuert werden.
Für die Gaszufuhr ist ein Gaszufuhrabschnitt 4 vorgesehen, der an eine Gaszuleitung angeschlossen ist. Der Gaszufuhrabschnitt kann mit einem Massenstromsensor geeig¬ neter Bauart versehen sein. Mittels eines Ventils 6, beispielsweise eines pulsweiten¬ modulierten oder elektronisch gesteuerten Ventils, das z.B. mit einem Stellglied mit Schrittmotor ausgestattet ist, wird der Zufluss von Gas durch eine Leitung 7 in den Mi¬ schungsbereich 8 gesteuert. Im Mischungsbereich 8 findet eine Vermischung des Ga¬ ses G mit der Luft L statt. Der Ventilator des Gebläses 9 wird mit einer einstellbaren Drehzah! angetrieben, um sowohl die Luft L als auch das Gas G anzusaugen.
Bei vogegebenem Luftmassenstrom wird das Ventil 6 so weit geöffnet, dass das Luft- Gas-Gemisch mit dem gewünschten Mischungsverhältnis in den Mischbereich 8 ge¬ langt. Dabei wird die Luftzahl λ so eingestellt, dass eine hygienisch optimale Verbren- nung stattfindet.
Über eine Leitung 10 strömt das Luft-Gasgemisch vom Gebläse 9 zum Brennerteil 11. Dort tritt es aus und speist die Brennerflamme 13, die eine vorgegebene Wärmelei¬ stung abgeben soll.
Am Brennerteil 11 ist eine Temperatursensor 12, beispielsweise ein Thermoelement, angeordnet. Mit Hilfe dieses Thermoelements wird eine Ist-Temperatur gemessen, die bei der Durchführung des nachfolgend beschriebenen Verfahrens zur Einstellung des Sollwertes λh der Luftzahl verwendet wird. Im vorliegenden Beispiel ist der Tempera¬ tursensor 12 an einer Oberfläche des Brennerteils 11 angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, den Sensor an anderer Stelle im Wirkungsbereich der Flamme 13 anzuord- nen. Die Referenztemperatur des Thermoelements wird an einer Stelle außerhalb des Wirkungsbereichs der Flamme 13, beispielsweise in der Luftzufuhrleitung 1 , gemes¬ sen.
Eine nicht dargestellte Einrichtung zur Steuerung bzw. zur Regelung des Luft- und/oder Gasstroms erhält Eingangsdaten vom Temperatursensor 12 und vom Massenstrom- sensor 2 und gibt Steuersignale an das Ventil 6 sowie an den Antrieb des Gebläses 9 ab. Die Öffnung des Ventils 6 und die Drehzahl des Ventilators des Gebläses 9 werden so eingestellt, dass sich die gewünschte Luft- und Gaszufuhr ergibt.
Die Steuerung erfolgt dabei durch Durchführung des nachfolgend beschriebenen Ver¬ fahrens. Insbesondere weist die Steuereinrichtung einen Speicher zum Abspeichern von Kennlinien bzw. von Sollwerten sowie eine entsprechende Datenverarbeitungsein¬ heit auf, die zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist.
Anhand der in der Figur 2 dargestellten Kennlinie soll das erfindungsgemäße Verfah¬ ren beschrieben werden. In dieser Figur ist die gemessene Temperatur in Abhängigkeit von der Luftzahl λ dargestellt
Zu Beginn des Verfahrens ist durch die Drehzahl des Gebläses und die Öffnung des Gasventils eine bestimmte Luftzahl λ0 eingestellt, die beispielsweise dem zuletzt ein¬ gestellten Wert entspricht. Im vorliegenden Fall liegt λ0 oberhalb des Wertes λ-,, bei dem sich das Temperaturmaximum Tmax ergibt. Durch Erhöhung des zugeführten Mas- senstroms an Brenngas bei konstantem Luftmassenstrom mLi wird λ reduziert Die Veränderung des Gasmassenstroms kann dabei beispielsweise schrittweise unter Va¬ riation der Schritte des Schrittmotors des Gasventils durchgeführt werden. Bei jedem Schritt wird mit dem Temperatursensor 12, der im Bereich der Brennerflamme ange- ordnet ist, die Ist-Temperatur T\si bestimmt. Mit geeigneten Iterationsverfahren wird die Öffnung des Gasventils dann solange variiert, bis sich das Temperaturmaximum Tmax einstellt.
Im zweiten Verfahrensschritt wird unter Beibehaltung der Öffnung des Gasventils der Luftmassenstrom
Figure imgf000009_0001
um den Sollwert λhy der Luftzahl erhöht. Es ergibt sich der neue Luftmassenstrom rrihy =λhy mLi. Die Luftzahl ist damit genau auf den gewünschten Sollwert λhy eingestellt, und die Verbrennung erfolgt hygienisch optimal. Nach Einstel¬ lung der gewünschten Luftzahl λhy wird die zugehörige Temperatur Tson gemessen.
Bei einem Lastwechsel, das heißt bei einer erforderlichen Änderung der Brennerbela¬ stung, wird das Verfahren in der Regel erneut durchgeführt. Das Verfahren kann auch nach dem Einschalten des Gasbrenners durchgeführt oder in periodischen Abständen wiederholt werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Gasbrenner stets in einem optimalen Bereich betrieben wird.
Um zu verhindern, dass das Verfahren bei jedem Lastwechsel erneut durchgeführt werden muss, kann eine zweite Kennlinie, wie in Figur 3 gezeigt, ermittelt werden. In Figur 3 ist die Solltemperatur TSOιι, die wie in Figur 2 beschrieben ermittelt wurde, in Abhängigkeit vom Luftmassenstrom mLi, der direkt zur Brennerbelastung proportional ist, dargestellt. Der Sollwert der Luftzahl λhy stellt sich bei einer bestimmten Brenner¬ belastung genau dann ein, wenn die im Wirkungsbereich der Brennerflamme gemes¬ sene Temperatur Tist der aus der Figur 3 ausgelesenen Solltemperatur Tson entspricht. Eine Regelung der Ist-Temperatur TjSt auf den vorgegebenen Sollwert Tson führt auto¬ matisch zu einer Einstellung des optimalen Luftzahl bei vorgegebener Brennerbela¬ stung.
Durch die Verwendung der zweiten in Figur 3 dargestellten Kennlinie kann über einen bestimmten Zeitraum, in dem sich vorzugsweise die Randbedingungen nicht entschei- dend ändern, die Anlage ohne erneute Durchführung des Verfahrens bei sich verän¬ dernden Brennerbelastungen, also in verschiedenen Betriebszuständen, betrieben werden. Allerdings sollte auch hier in periodischen Abständen oder zu bestimmten An¬ lässen, beispielsweise bei einer Wartung des Geräts, die Kennlinie erneut bestimmt werden, um eine Anpassung an die verfügbare Gasqualität oder an Instabilitäten im System zu erreichen.
In Figur 3 ist die Solltemperatur Tson in Abhängigkeit vom Massenstrom der Luft mL, der einer bestimmten Brennerbelastung entspricht, dargestellt. Wird die Belastung von einem Betriebszustand 1 in einen Betriebszustand 2, entsprechend den Luftmassen- strömen mLi bzw. mL2, umgestellt, so wird die Temperatur des Gasbrenners so gere¬ gelt, dass sich die Temperatur TSOιi2 einstellt. Dazu wird das Luft-Gasgemisches durch Verstellung des Gasventils 6 abgemagert oder angefettet.
Statt einer völligen Neubestimmung der zweiten Kennlinie gemäß Figur 3 können bei Bedarf auch einzelne Werte bei bestimmten Leistungen erfasst werden und die bisher in der Kennkurve enthaltenen entsprechenden Werte ersetzen. Es ist auch denkbar, die Kennlinie entsprechend einem aktuell gemessenen Wert bei bestimmter Belastung insgesamt zu verschieben.
Die Durchführung des Verfahrens führt zu einem Betriebsmodus, bei dem eine hygie¬ nisch optimale Verbrennung erreicht wird.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Einstellung von Betriebsparametern an einer Feuerungseinrichtung, insbesondere an einem Gasbrenner mit Gebläse, wobei die von der Feue- rungseinrichtung erzeugte Temperatur (TjSt) von dem Wert der Luftzahl (λ) ab¬ hängt und bei dem Wert λ-ι=1 ein Maximum (Tmax) aufweist, umfassend die Schritte:
• Einsteuern eines vorgegebenen Luft-Massenstroms (mO;
• Ermitteln des für die Temperatur (Tmax) zugehörigen Gasmassenstroms (nriGTmax);
• Festlegen eines Sollwerts der Luftzahl(λhy) für eine gewünschte hygieni¬ sche Verbrennung;
• Einsteuern der gewünschten hygienischen Verbrennung durch Erhöhen des Luft-Massenstroms (mL) um den Faktor (λhy) bei konstanter Zufuhr des Gasmassenstroms (mGτmax)-
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der dem hygieni¬ schen Sollwert (λhy) für die Luftzahl entsprechende Luft-Massenstrom (mLhy) durch Veränderung der Ventilatordrehzahl des Gebläses eingesteuert wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft-Massenstrom (mL)und/oder der Gas-Massenstrom (mG) jeweils durch einen Massenstromsensor gemessen werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Temperaturmaximum (Tmax) entsprechende Gas-Massenstrom (mGTmax) durch eine iterative Annäherung des Werts des Gasmassenstroms (mG) an den dem Temperaturmaximum entsprechenden Wert (mGTmax) ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert (λhy) für die Luftzahl ca. 1 ,3 ist.
6. Feuerungseinrichtung, insbesondere Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuerungseinrichtung zur Durchführung ei¬ nes Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche angepasst ist.
7. Feuerungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuerungseinrichtung einen Temperatursensor (12) im Wirkungsbereich der Bren¬ nerflamme (13) der Feuerungseinrichtung aufweist.
8. Feuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Feuerungseinrichtung ein Ventil (6) mit einem Stellglied zur Einstellung des Gas-Massenstroms (mG), insbesondere mit einem Schrittmotor, ei- ner pulsweitenmodulierten oder eine durch eine elektrische Größe gesteuerten Spule, aufweist.
9. Feuerungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 6 bis 8, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Feuerungseinrichtung wenigstens einen Mas- senstromsensor (2, 5) und/oder Volumenstromsensor zur Messung der der Feue- rungseinrichtung pro Zeiteinheit zugeführten Luftmenge und/oder der pro Zeitein¬ heit zugeführten Menge an Gas und/oder der Menge des zugeführten Gemisches aus Luft und Gas aufweist.
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