DE102009019118A1

DE102009019118A1 - House heating system with continuous solids combustion and method for their operation

Info

Publication number: DE102009019118A1
Application number: DE102009019118A
Authority: DE
Inventors: Paul Butschbach; Dominik Glesing; Heinz Kohler
Original assignee: Butschbach Paul Dipl-Ing (fh)
Current assignee: TECHNOLOGIE-LIZENZ-BUERO (TLB) DER BADEN-WUERT, DE
Priority date: 2009-04-29
Filing date: 2009-04-29
Publication date: 2010-11-04
Also published as: EP2246624A2; EP2246624A3; EP2246624B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hausfeuerungsanlage beispielsweise für Pellets mit einem mehrphasigen Betrieb mit einer Zündphase und einer zeitlich zwischen Zündphase und stationärer Betriebsphase angeordneten Anfahrphase. Zur Begrenzung des Schadstoffausstoßes während der Zünd- und Anfahrphase wird vorgeschlagen, den Primärluftstrom während der Zündphase konstant und während der Anfahrphase abhängig vom Brennstoffvolumenstrom zu regeln und den Sekundärluftstrom während der Zünd- und Anfahrphase in Abhängigkeit vom Restsauerstoffgehalt und von der Verbrennungstemperatur nach in beiden Phasen verschiedenen Funktionen zu regeln.The invention relates to a domestic heating system, for example, for pellets with a multi-phase operation with an ignition phase and a start phase arranged between ignition phase and stationary operating phase. To limit the emission of pollutants during the ignition and starting phase is proposed to control the primary air flow during the ignition phase constant and during the starting phase depending on the fuel flow and the secondary air flow during the ignition and starting phase depending on the residual oxygen content and the combustion temperature in different in both phases To regulate functions.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hausfeuerungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a domestic heating system according to the preamble of claim 1.

Die EP 997 965 A1 offenbart einen zur Verminderung von Schwebstoffen optimierten Brenner für ein Heizgerät, der mit einem festen Brennstoff, beispielsweise Pellets oder ähnlich vereinzelten Teilen eines festen Brennstoffs betrieben wird. Hierbei wird durch die speziell ausgestaltete Ausbildung der Brennkammer und der Zufuhr von Zuluft ein Eintrag von Schwebstoffen in die Abgase erschwert. Dabei erfolgt eine Zufuhr der Zuluft lediglich über eine Zulufteinrichtung, deren Luftzufuhr mittels eines Konvektionsgebläses um die Feuerstelle herum verteilt wird. Ein Sauerstoffsensor steuert die Luftzufuhr und stellt ein bevorzugt optimales Luft/Brennstoff-Verhältnis durch Abgleich der Brennstoffzufuhr und der Luftzufuhr ein. Durch die einzige Zufuhreinrichtung ist eine Nachverbrennung von nicht vollständig oxidierten Abgasen, beispielsweise Kohlenmonoxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe, durch eine sekundäre Zufuhreinrichtung nicht möglich. Daher erübrigt sich auch eine Messung der Verbrennungstemperatur zur Beurteilung der Konzentrationsgleichgewichte an nicht vollständig oxidierten Abgasen und von deren Reaktionskinetik. Eine Verminderung von Schadstoffen in Form von gasförmigen nicht vollständig oxidierten Abgasen und damit ein in jeder Verbrennungsphase (Zündphase, Anfahrphase, stationäre Phase) optimierter Verbrennungsprozess sind mittels dieses Brenners nicht möglich.The EP 997 965 A1 discloses a burner optimized for reducing particulate matter for a heater operated with a solid fuel, for example pellets or similar isolated parts of a solid fuel. Here is made difficult by the specially designed design of the combustion chamber and the supply of air intake of suspended matter in the exhaust gases. In this case, a supply of supply air takes place only via an air supply device, the air supply is distributed by means of a convection fan around the fireplace around. An oxygen sensor controls the air supply and sets a preferred optimum air / fuel ratio by adjusting the fuel supply and the air supply. By the only supply means an afterburning of not completely oxidized exhaust gases, such as carbon monoxide and unburned hydrocarbons, by a secondary supply means is not possible. Therefore, a measurement of the combustion temperature to assess the concentration equilibrium of not completely oxidized exhaust gases and their reaction kinetics is unnecessary. A reduction of pollutants in the form of gaseous incompletely oxidized exhaust gases and thus a combustion process optimized in each combustion phase (ignition phase, starting phase, stationary phase) are not possible by means of this burner.

Aus der AT 412 903 B ist ein Verfahren zum Betrieb einer Feuerungsanlage zur Verbrennung von Brennstoffen bekannt, bei dem eine primäre und eine sekundäre Zulufteinrichtung abhängig vom Gehalt an Kohlenmonoxid, der mittels eines Kohlenmonoxid-Sensors kontinuierlich gemessen wird, und abhängig von der Temperatur geregelt wird. Dabei werden die sekundäre Zufuhr von Zuluft und die Brennstoffzufuhr abhängig vom Gehalt von Kohlenmonoxid im Abgas und der Verbrennungstemperatur geregelt. Die Verwendung eines Kohlenmonoxid-Sensors ist kosten- und wartungsaufwendig. Das Verfahren sieht keine separate Regelung im nicht stationären Betrieb der Feuerungsanlage vor, so dass insbesondere in einer Startphase keine separate Regelung erfolgt, die einen Ausstoß von Schadstoffen, insbesondere nicht vollständig oxidierten Schadstoffen, in dieser Startphase verhindert.From the AT 412 903 B A method is known for operating a combustion system for combusting fuels, in which a primary and a secondary air supply device are regulated as a function of the content of carbon monoxide, which is continuously measured by means of a carbon monoxide sensor, and depending on the temperature. The secondary supply of supply air and the fuel supply are regulated depending on the content of carbon monoxide in the exhaust gas and the combustion temperature. The use of a carbon monoxide sensor is expensive and requires a lot of maintenance. The method does not provide a separate control in non-stationary operation of the furnace, so that especially in a start phase, no separate regulation takes place, which prevents emissions of pollutants, especially not completely oxidized pollutants in this start phase.

Weiterhin sind Feuerungsanlagen für zerkleinerte feste Brennstoffe wie Pellets, Hackschnitzel und dergleichen auf dem Markt erhältlich, die zwar über eine Nachverbrennung mittels einer sekundären Zufuhreinrichtung und einen Sensor zur Ermittlung des Restsauerstoffgehalts im Abgas aufweisen, jedoch keine beziehungsweise keine separate Regelung für die Startphase aufweisen.Farther are combustion plants for shredded solid fuels such as pellets, wood chips and the like available on the market, although via an afterburning by means of a secondary supply device and a sensor for determining the residual oxygen content in the exhaust gas but no or no separate regulation for the start phase.

Umfangreiche Untersuchungen haben jedoch ergeben, dass in der Zünd- und Anfahrphase des Verbrennungsprozesses weitaus höhere Schadgas- und Feinstaubemissionen zu verzeichnen sind als in der stationären Betriebsphase bei gleichmäßiger Brennstoffzufuhr. Dies liegt daran, dass in den erstgenannten Phasen das Luft/Brennstoffgemisch nicht fest eingestellt werden kann, um optimale Verbrennung zu erreichen. Je nach Auslegung der Heizungsanlage können jedoch mehrere Zünd- und Anfahrphasen pro Stunde auftreten. Dies bedeutet, dass der Beitrag dieser Verbrennungsphasen zur Schadstoffemission erheblich sein kann. Da jedoch die Schadstoffemissionen in diesen nicht stationären Betriebsphasen vom Gesetzgeber nicht überwacht werden, wurden bisher keine Prozessregelungsstrategien entwickelt, um die damit einhergehenden, hohen Emissionen zu verringern.extensive However, studies have shown that in the ignition and start-up phase of the combustion process much higher Schadgas- and fine dust emissions are recorded as in the stationary operating phase with uniform Fuel supply. This is because in the former stages the air / fuel mixture can not be fixed to to achieve optimal combustion. Depending on the design of the heating system However, several ignition and starting phases per Hour occur. This means that the contribution of these combustion phases can be significant to the pollutant emission. However, since the pollutant emissions in these non-stationary operating phases by the legislator can not be monitored, have not yet been process control strategies designed to reduce the associated high emissions.

Es ergibt sich daher die Aufgabe, eine Hausfeuerungsanlage zur Verbrennung von festen, zerkleinerten Brennstoffen derart weiterzubilden, dass die Schadstoffemissionen über den gesamten Betriebsbereich der Hausfeuerungsanlage minimiert werden. Dabei soll eine derartige Hausfeuerungsanlage einfach und kostengünstig aufgebaut sein.It Therefore arises the task of a domestic combustion system for combustion of solid, crushed fuels in such a way that the Pollutant emissions over the entire operating range be minimized the house heating system. It should be such House heating system simple and inexpensive be.

Die Aufgabe wird durch eine Hausfeuerungsanlage zur kontinuierlichen Verbrennung von festen, zerkleinerten Brennstoffen während unterschiedlicher Betriebsphasen, nämlich einer Zündphase, während der der Brennstoff entzündet wird, einer Anfahrphase, in der der Verbrennungsprozess stabilisiert wird und einer Betriebsphase mit einem stationären Verbrennungsbetrieb, mit einer Dosiereinrichtung zum Dosieren des Brennstoffs in einen Brennraum, einer primären Zulufteinrichtung zur Dosierung der für den Verbrennungsvorgang nötigen Zuluft, einer sekundären Zulufteinrichtung zur Nachverbrennung von nicht vollständig oxidierten Verbrennungsprodukten, einem Temperatursensor zur Erfassung der Verbrennungstemperatur und einem Sauerstoffsensor zur Erfassung des im Abgas vorhandenen Restsauerstoffs sowie einer Zündeinrichtung zur Zündung des Brennstoffs gelöst, wobei während der stationären Betriebsphase die Dosiereinrichtung abhängig von einem durch Zufuhr von Brennstoff gesteuerten Wärmebedarf und die primäre Zulufteinrichtung abhängig von der Dosierung des festen Brennstoffs und die sekundäre Zulufteinrichtung abhängig vom Restauerstoff geregelt wird und während der Zündphase die primäre Zulufteinrichtung konstant betrieben und die sekundäre Zulufteinrichtung abhängig von der Verbrennungstemperatur und abhängig vom Restsauerstoffgehalt geregelt wird. Während der Anfahrphase kann die primäre Zulufteinrichtung abhängig von der Dosierung des Brennstoffs, beispielsweise in Form eines steuer- oder regelbaren Brennstoffvolumenstroms und die sekundäre Zulufteinrichtung gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ausschließlich abhängig vom Restsauerstoffgehalt geregelt werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Regelung der Zulufteinrichtung zusätzlich abhängig von der Verbrennungstemperatur erfolgen, da bei geringeren Wärmeleistungen davon ausgegangen werden kann, dass die Verbrennungstemperatur entsprechend niedriger sein kann und deswegen eine Regelung notwendig werden kann, die sowohl den restsauerstoffgehalt als auch die Verbrennungstemperatur berücksichtigt.The object is achieved by a domestic combustion plant for the continuous combustion of solid, comminuted fuels during different phases of operation, namely an ignition phase during which the fuel is ignited, a start-up phase in which the combustion process is stabilized and an operating phase with a stationary combustion operation, with a metering device for Dosing of the fuel in a combustion chamber, a primary Zulufteinrichtung for dosing the supply air necessary for the combustion process, a secondary Zulufteinrichtung for afterburning of incompletely oxidized combustion products, a temperature sensor for detecting the combustion temperature and an oxygen sensor for detecting the residual oxygen present in the exhaust and an ignition device for Ignition of the fuel solved, wherein during the stationary phase of operation, the metering device depends on a controlled by the supply of fuel Heat demand and the primary air intake device is controlled depending on the dosage of the solid fuel and the secondary air supply depending on the residual oxygen and operated during the ignition phase, the primary air supply constant and the secondary air supply is regulated depending on the combustion temperature and depending on the residual oxygen content. During the start-up phase, the primary air supply device, depending on the dosage of the fuel, for example in the form of a controllable or controllable Fuel volume flow and the secondary air supply device are regulated according to an advantageous embodiment exclusively depending on the residual oxygen content. In a further exemplary embodiment, the control of the air supply device can additionally take place as a function of the combustion temperature, since at lower heat outputs it can be assumed that the combustion temperature can be correspondingly lower and therefore a control may be necessary which takes into account both the residual oxygen content and the combustion temperature.

Durch eine derartige Hausfeuerungsanlage können die Schadstoffemissionen nicht nur – wie beispielsweise von Gesetzgebern nur eingeschränkt gefordert – in der stationären Betriebsphase vermindert sondern vor allem auch in der infolge der nicht stationären Verbrennungsvorgänge für Schadstoffausstoß besonders anfälligen Zünd- beziehungsweise Anfahrphase vermindert werden, welche zusammen durchaus eine Dauer von 10–30 Minuten einnehmen können.By Such a domestic combustion system can pollutant emissions not only - such as restricted by legislators required - but reduced in the stationary operating phase especially in the result of non-stationary combustion processes especially susceptible to pollutant emissions Ignition or start phase are reduced, which together can take a duration of 10-30 minutes.

Als Brennstoff eignen sich alle festen, zerkleinerten Brennstoffe, beispielsweise organische Brennstoffe wie Holzpellets, Holzhackschnitzel, generell vorher zubereitete, portionierte Biomasse und dergleichen. Die Dosiereinrichtung der Hausfeuerungsanlage kann aus einer Transportschnecke, einem Förderband oder dergleichen gebildet sein. Die primäre und sekundäre Zulufteinrichtung kann beispielsweise aus jeweils einem Gebläse gebildet sein, deren Drehzahl durch eine entsprechende Regelung eingestellt und auf diese Weise die Menge an dosierter Zuluft vorgegeben wird. Weiterhin kann die separate Dosierung des primären und/oder sekundären Zuluftstroms über einen Saugzugventilator und separat steuerbare Zuluftschieber oder dergleichen erfolgen. Die primäre Zuluft erfolgt bevorzugt von unten durch einen Rost für den entzündeten Brennstoff. Die sekundäre Zuluft wird vorzugsweise so in die Nachbrennzone beispielweise mittels einer oder mehrerer Düsen eingebracht, dass eine optimale Durchmischung mit dem Abgasstrom vorliegt und kann vorgewärmt sein, um die Reduktion der Verbrennungstemperatur zu mindern. Eine Abtrennung zwischen Brennkammer und einem Nachverbrennungskammer zur Vermeidung von schädlicher Konvektion kann vorgesehen sein. Der Temperatursensor kann durch ein Thermoelement, ein Thermometer, ein Pyroelement oder dergleichen gebildet sein und erfasst in bevorzugter Weise die Verbrennungstemperatur an einem für die Regelung charakteristischen Punkt im Brennraum, bevorzugt in der Nähe der Maximaltemperatur. Mittels entsprechender empirischer Überlegungen kann dabei auf eine mittlere Verbrennungstemperatur und damit auf die Entstehung oder Ein stellung eines Gleichgewichts von nicht vollständig oxidierten Schadstoffen wie beispielsweise Kohlenmonoxid, (polyzyklischen) Kohlenwasserstoffen und/oder Feinstaub im Abgas geschlossen werden. Als Sauerstoffsensor kann ein optischer oder elektrochemischer Sensor verwendet werden. Dieser Sensor wird bevorzugt am Ausgang des Abgases, beispielsweise vor der Einleitung in einen Kamin vorgesehen werden. Als Zündvorrichtung kann ein Heißluftgebläse dienen, das den auf dem Rost befindlichen Brennstoff durch Gastemperaturen über dem Flammpunkt entzündet.When Fuel is all solid, shredded fuels, for example organic fuels such as wood pellets, woodchips, in general pre-prepared, portioned biomass and the like. The metering device The home heating system may consist of a screw conveyor, a Be formed conveyor belt or the like. The primary and secondary air supply device may for example each be formed a fan whose speed through set an appropriate scheme and in this way the Quantity of metered supply air is specified. Furthermore, the separate Dosing of the primary and / or secondary supply air over a Saugzugventilator and separately controllable Zuluftschieber or the like. The primary supply air is preferred from below by a rust for the inflamed Fuel. The secondary supply air is preferably in the afterburning zone, for example by means of one or more nozzles introduced that optimal mixing with the exhaust stream is present and can be preheated to the reduction of Reduce combustion temperature. A partition between combustion chamber and a post-combustion chamber to avoid harmful Convection can be provided. The temperature sensor can through a thermocouple, a thermometer, a pyroelement or the like be formed and detects the combustion temperature in a preferred manner a characteristic point in the combustion chamber, preferably near the maximum temperature. By means of appropriate Empirical considerations can be based on an average combustion temperature and thus to the creation or adjustment of an equilibrium not completely oxidized pollutants such as Carbon monoxide, (polycyclic) hydrocarbons and / or particulate matter be closed in the exhaust. As an oxygen sensor can be an optical or electrochemical sensor can be used. This sensor will preferably at the outlet of the exhaust gas, for example, before the introduction be provided in a fireplace. As ignition device can Serve a hot air blower, which is on the grid located fuel by gas temperatures above the flash point inflamed.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Hausfeuerungsanlage sieht vor, die primäre Zulufteinrichtung zur Entzündung des Brennstoffs bei ausgeschalteter sekundärer Zulufteinrichtung mit konstanter Zuluft zu betreiben. Auf diese Weise kann ohne Abkühlung der Heißluft des Heizgebläses bei einer entsprechend begrenzten Zufuhr der Brennstoff schnell und sicher entzündet werden.A advantageous embodiment of the house heating system provides, the primary air intake for igniting the fuel with secondary secondary air supply switched off with constant Supply air to operate. This way, without cooling the hot air of the fan heater at a correspondingly limited Feed the fuel quickly and safely ignited.

Nach einer Entzündung des Brennstoffs bleibt in vorteilhafter Weise die sekundäre Zulufteinrichtung solange stillgelegt, bis der Restsauerstoff einen vorgegebenen Wert, beispielsweise 18 Vol.-% unterschreitet. Dabei kann die sekundäre Zulufteinrichtung stillgelegt bleiben, bis zusätzlich die Verbrennungstemperatur einen vorgegebenen Wert von beispielsweise 400°C bis 450°C überschreitet. Wird dabei der vorgegebene Wert der Verbrennungstemperatur erstmalig überschritten, erfolgt bei Unterschreiten des vorgegebenen Werts für den Restsauerstoffgehalt eine Regelung des sekundären Zuluftstroms abhängig von der Verbrennungstemperatur und dem Gehalt an Restsauerstoff. Dabei können für Verbrennungstemperaturen über dem vorgegebenen Wert und Brenntemperaturen gleich oder unterhalb des vorgegebenen Werts unterschiedliche Regelungsfunktionen, beispielsweise mit unterschiedlichem Regelungscharakter vorgegeben werden. Beispielsweise können unterschiedliche Regler wie beispielsweise ein P-, PI-, PID-Regler verwendet werden oder die Regelparameter untereinander unterschiedlich gewichtet werden. Weiterhin können die vorgegebenen Werte zur Umschaltung der Regelung auf Basis der Vebrennungstemperatur und des Gehalts an Restsauerstoff variiert werden. Eine derartige Regelung strebt eine Minimierung der Verbrennungstemperatur-Absenkung durch Zuluft über die sekundäre Zufuhreinrichtung an, um die Bildung der genannten Schadstoffe aufgrund zu geringer Temperatur selbst bei bereits angelaufener Verbrennung soweit möglich zu vermeiden. Auf diese Weise wird der Zündvorgang zügig gestartet und unverzüglich auf eine effektive Nachverbrennung durch Zufuhr von Luft über die sekundäre Zufuhreinrichtung umgeschaltet, sobald eine Schadstoffbildung aufgrund der Bildungsbedingungen beispielsweise der Bildung von Kohlenmonoxid nach dem Boudouard-Gleichgewicht nicht mehr vernachlässigbar ist.To An ignition of the fuel remains in an advantageous Way the secondary air terminal shut down as long as until the residual oxygen reaches a predetermined value, for example 18 Vol .-% falls below. In this case, the secondary air supply device remain shut down, in addition to the combustion temperature exceeds a predetermined value of, for example, 400 ° C to 450 ° C. If the predetermined value of the combustion temperature is exceeded for the first time, takes place when falling below the specified value for the Residual oxygen content a regulation of the secondary supply air flow depending on the combustion temperature and the content to residual oxygen. It can be used for combustion temperatures over the predetermined value and firing temperatures equal to or below the given value different control functions, for example be predetermined with different control character. For example different controllers such as a P-, PI, PID controllers are used or the control parameters with each other be weighted differently. Furthermore, the predetermined Values for switching the control based on the combustion temperature and the content of residual oxygen can be varied. Such Control aims to minimize the combustion temperature reduction by supply air via the secondary supply device due to being too low to the formation of said pollutants Temperature even with already started combustion as far as possible to avoid. In this way, the ignition process is fast started and immediately on an effective afterburning by supplying air via the secondary supply means switched as soon as a pollutant formation due to the formation conditions for example, the formation of carbon monoxide according to the Boudouard equilibrium is no longer negligible.

Ist die Zündphase abgeschlossen, wird auf die Anfahrphase umgeschaltet. Während dieser Anfahrphase wird nach einer vorteilhaften Ausführung der Hausfeuerungsanlage zumindest zu Beginn der Anfahrphase die sekundäre Zuluft auf einen minimalen Wert beschränkt. Dies bedeutet, dass die primäre Zuluft nach stabiler Entzündung des Brennstoffs abhängig von einer Dosierung des Brennstoffs, die zum Anfahren des Verbrennungsvorgangs mit steigender Rate des Brennstoffs erfolgen kann, geregelt wird, wobei eine Mindestzufuhr an sekundärer Zuluft erfolgt, um eine Grundlast von Zuluft zur Nachverbrennung von gegebenenfalls entstehenden Schadstoffen bereitzuhalten. Da in der Anfahrphase insbesondere nach einem Wiederanfahren mit bereits angebranntem Brennstoff die Verhältnisse der Verbrennung sowie die Reaktionsprodukte stark variieren, muss die Regelung der sekundären Zuluft grundsätzlich nach der Verbrennungstemperatur und nach dem Gehalt an Restsauerstoff im Abgas erfolgen. Ist die Verbrennungstemperatur allerdings hoch genug, wie dies in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel gegeben sein kann, dann kann – wie sich überraschenderweise gezeigt hat – auf deren Berücksichtigung zur Regelung der sekundären Zuluftstromeinrichtungverzichtet werden. Eine Regelung erfolgt dabei gemmäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel während der Anfahrphase in der Weise, dass bei zunehmendem Restsauerstoffgehalt die Zuluft vermindert und bei abnehmendem Restsauerstoffgehalt erhöht wird.is the ignition phase is completed, is switched to the start-up phase. During this start-up phase is after a beneficial Execution of the house heating system, at least at the beginning the starting phase the secondary supply air to a minimum Value limited. This means that the primary supply air depending on stable ignition of the fuel from a dosage of the fuel that is used to start the combustion process can be done with increasing rate of fuel, is regulated a minimum supply of secondary supply air takes place to one Base load of supply air for afterburning of possibly resulting Keep pollutants ready. As in the start-up phase in particular after a restart with already burnt fuel the Conditions of combustion and the reaction products vary greatly, the regulation of the secondary supply air basically after the combustion temperature and after the content of residual oxygen in the exhaust gas done. Is the combustion temperature but high enough, as in an advantageous embodiment can be given, then - as can be surprising has shown - on their consideration to the scheme the secondary Zuluftstromeinrichtung be waived. A regulation is carried out according to an advantageous Embodiment during the start-up phase in the way that with increasing residual oxygen content, the supply air diminished and increased with decreasing residual oxygen content becomes.

Die Dauer der Zündphase und der Anfahrphase kann zeitlich begrenzt werden. Dabei können empirisch gewonnene Informationen eines Verbrennungsprozesses als Umschaltzeiten von der Zündphase in die Anfahrphase beziehungsweise von der Anfahrphase in die Betriebsphase mit stationärem Verbrennungsbetrieb herangezogen werden. In weiteren Ausführungsbeispielen können die Umschaltpunkte zwischen den einzelnen Phasen aus einer aktuell vorliegende Verbrennungssituation beispielsweise anhand der gewonnen Sensordaten für Restsauerstoff und/oder der Verbrennungstemperatur sowie Betriebsdaten der Zufuhreinrichtungen und/oder der Dosiereinrichtungen festgelegt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Dauer der Zündphase und/oder der Anfahrphase abhängig von einer Stillstandszeit der Hausfeuerungsanlage vorgebbar sein. Auf diese Weise kann beispielsweise einer Restwärme in dem Brennraum beziehungsweise der Temperatur des Brennguts entsprochen werden. Beispielsweise kann bei einer Neuinbetriebnahme der Hausfeuerungsanlage mit ausschließlich unverbranntem Brennstoff eine längere Dauer der Zünd- und/oder Anfahrphase vorgesehen werden.The Duration of the ignition phase and the start-up phase can be limited in time become. This can be empirically obtained information a combustion process as switching times from the ignition phase in the start-up phase or from the start-up phase into the operating phase be used with stationary combustion operation. In further embodiments, the switching points between the individual phases of a currently existing combustion situation for example, based on the obtained sensor data for residual oxygen and / or the combustion temperature and operating data of the feeders and / or the metering devices. Alternatively or In addition, the duration of the ignition phase and / or the starting phase depends on a downtime of the House heating system be specified. In this way, for example a residual heat in the combustion chamber or the temperature of the kiln. For example, at a New commissioning of the house heating system with exclusively unburned fuel has a longer duration of ignition and / or start-up phase are provided.

In der Betriebsphase mit stationärem Verbrennungsbetrieb wird die primäre Zulufteinrichtung abhängig vom eingestellten Brennstoffvolumenstrom über die Dosiervorrichtung geregelt. Durch die auf diese Weise erzielbare stöchiometrische Verbrennung bei einer hohen, im We sentlichen konstanten Temperatur kann auf einen Temperatureinfluss der Regelung der sekundären Zufuhreinrichtung verzichtet und lediglich eine vom Restsauerstoff abhängige Regelung vorgenommen werden, die indirekt auch unterschiedliche Brennstoffqualitäten (z. B. Porosität) berücksichtigt. Der von außen angeforderte Wärmebedarf der Hausfeuerungsanlage wie Volllast- oder Teillastbetrieb kann durch die gleichförmige Führung von Brennstoffzufuhr und Zufuhr von Luft über die primäre Zufuhreinrichtung durchgeführt werden. Ändert sich bei diesem Vorgang die Verbrennungstemperatur in Bezug auf die Schadstoffbildung und/oder das Gleichgewicht einer Schadstoffbildung, kann die sekundäre Zufuhreinrichtung abhängig von der Änderung der Verbrennungstemperatur korrigiert werden.In the operating phase with stationary combustion operation is the primary air intake depends on the set Controlled fuel flow through the metering device. By the achievable in this way stoichiometric combustion at a high, essentially constant temperature can a temperature influence of the control of the secondary supply device dispensed and only one of the residual oxygen dependent regulation indirectly different fuel qualities (eg porosity). The outside requested heat demand of the house heating system such as full load or Part load operation can be achieved by the uniform guidance of fuel supply and supply of air via the primary Feed device to be performed. change In this process, the combustion temperature with respect to the pollutant formation and / or the balance of pollutant formation can the secondary feeder depending on the change be corrected for the combustion temperature.

Der Regelvorgang beziehungsweise die Zufuhr von sekundärer oder primärer Zuluft kann beendet werden, indem die Dosiervorrichtung abgestellt und das Unterschreiten eines vorgegebenen Werts der Verbrennungstemperatur erkannt wird.Of the Control process or the supply of secondary or primary supply air can be stopped by the metering device turned off and falling below a predetermined value of the combustion temperature is recognized.

Die Regelung der vorgeschlagenen Hausfeuerungsanlage kann werkseitig oder vom Kunden parametriert werden. Hierbei kann zumindest einer von Parametern zur Darstellung einer Abhängigkeit der primären und/oder sekundären Zulufteinrichtung von der Verbrennungstemperatur, dem Restsauerstoff und/oder der Brennstoffzufuhr abhängig von einer Stillstandszeit der Hausfeuerungsanlage vorgegeben werden.The Control of the proposed home heating system can be factory or parameterized by the customer. In this case, at least one of Parameters for representing a dependency of the primary and / or secondary supply air from the combustion temperature, the residual oxygen and / or the fuel supply dependent be specified by a downtime of the house heating system.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 997965 A1 [0002]
- AT 412903 B [0003]

Claims

Domestic combustion plant for the continuous combustion of solid, crushed or pelleted fuels during different phases of operation, namely an ignition phase during which the fuel is ignited, a start-up phase in which the combustion process is stabilized and an operating phase with a stationary combustion operation, with a metering device for metering the fuel in a combustion chamber, a primary Zulufteinrichtung for dosing the supply air necessary for the combustion process, a secondary Zulufteinrichtung for afterburning of incompletely oxidized combustion products, a temperature sensor for detecting the combustion temperature and an oxygen sensor for detecting the residual oxygen content present in the exhaust and an ignition device for igniting the fuel, wherein during the operating phase with stationary combustion operation, the metering device depending on the heat demand and the primary Zulufte is controlled depending on the fuel volume flow and the secondary air supply depending on the residual oxygen content and optionally on the combustion temperature, characterized in that during the ignition phase, the primary air supply operated constant and the secondary air supply is operated depending on the combustion temperature and depending on the residual oxygen content and during the start-up the primary air intake device is regulated depending on the dosage of fuel and the secondary air supply device depending on the residual oxygen content.

House heating system according to claim 1, characterized that the primary air intake device during the Starting phase additionally dependent on the combustion temperature is regulated.

House heating system according to claim 1 or 2, characterized in that the primary air supply device during the ignition phase operated with a constant supply air becomes.

House heating system according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the secondary air supply device as long as shut down until the residual oxygen content in the exhaust gas falls below a predetermined value or the combustion temperature exceeds a predetermined value for the first time.

House heating system according to claim 4, characterized that upon first exceeding the combustion temperature over the predetermined value, the secondary air supply of a further, above the first value after a function is regulated, the secondary supply air flow dependent from the combustion temperature and the residual oxygen content.

House heating system according to one of the claims 1 to 5, characterized in that during the start-up phase the secondary supply air at least to a minimum value is limited.

House heating system according to claim 1 to 6, characterized characterized in that in the stationary operating phase of secondary supply air flow depending on the residual oxygen content in the exhaust gas and is controlled by the combustion temperature.

House heating system according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the operating phase by falling below a predetermined value of the combustion temperature is terminated.

House heating system according to one of the claims 1 to 8, characterized in that at least one of the parameters to show a dependence of the primary and / or secondary air supply device from the combustion temperature, the Residual oxygen content and / or the fuel volume flow dependent is specified by a downtime of the house heating system.