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DE102023101531A1 - Method for operating a heating device, computer program, control device and heating device - Google Patents

Method for operating a heating device, computer program, control device and heating device Download PDF

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DE102023101531A1
DE102023101531A1 DE102023101531.1A DE102023101531A DE102023101531A1 DE 102023101531 A1 DE102023101531 A1 DE 102023101531A1 DE 102023101531 A DE102023101531 A DE 102023101531A DE 102023101531 A1 DE102023101531 A1 DE 102023101531A1
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DE
Germany
Prior art keywords
value
sensor
combustion air
mass flow
heating device
Prior art date
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Pending
Application number
DE102023101531.1A
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German (de)
Inventor
Frank Altendorf
Tim Nettingsmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of DE102023101531A1 publication Critical patent/DE102023101531A1/en
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/26Details
    • F23N5/265Details using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00Measuring
    • F23N2225/26Measuring humidity
    • F23N2225/30Measuring humidity measuring lambda
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    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (1), das Heizgerät (1) aufweisend eine Fördereinrichtung (2) zum Fördern eines Verbrennungsgemisches aus Brennstoff und Verbrennungsluft zu einem Brenner (3) und einen UV-Sensor (13) zur Überwachung einer Flamme des Heizgerätes (1), der über den gesamten Messbereich ein zur UV-Strahlungsintensität proportionales Signal liefert. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:a) Betreiben des Heizgerätes (1) in einem ersten Betriebspunkt (21) mit einem angenommenen Lambdawert λSollund Erfassen eines Wertes S1 eines Zuführparameters, der einen Rückschluss auf den Massestrom Verbrennungsluft zulässt,b) Ändern des Massestromes Verbrennungsluft- bis das Signal des UV-Sensors (13) sich um einen vorgegebenen Wert ΔλSollgeändert hat und anschließendes Erfassen des Wertes S2 des Zuführparameters und/ oder- Bestimmen eines Gradienten des Zuführparameters bei der Änderung des Massestromes Verbrennungsluft,c) Bestimmen eines Lambdawertes λIstdes ersten Betriebspunktes in Schritt a), anhand der Werte S1 und S2 des Zuführparameters und unter Einbeziehung eines vorgegebenen Zusammenhanges, undBewerten des λIstund/ oder des in Schritt b) bestimmten Gradienten. Zudem werden ein Heizgerät (1), ein Regel- und Steuergerät (7) und ein Computerprogramm angegeben.A method is proposed for operating a heating device (1), the heating device (1) having a conveying device (2) for conveying a combustion mixture of fuel and combustion air to a burner (3) and a UV sensor (13) for monitoring a flame of the heating device (1), which delivers a signal proportional to the UV radiation intensity over the entire measuring range. The method comprises at least the following steps: a) operating the heater (1) at a first operating point (21) with an assumed lambda value λsoll and detecting a value S1 of a feed parameter which allows a conclusion to be drawn about the combustion air mass flow, b) changing the combustion air mass flow until the signal from the UV sensor (13) has changed by a predetermined value Δλsoll and then detecting the value S2 of the feed parameter and/or determining a gradient of the feed parameter when the combustion air mass flow changes, c) determining a lambda value λactual of the first operating point in step a), based on the values S1 and S2 of the feed parameter and taking into account a predetermined relationship, and evaluating the λactual and/or the gradient determined in step b). In addition, a heater (1), a control device (7) and a computer program are specified.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät und ein Heizgerät.The invention relates to a method for operating a heating device, a computer program, a regulating and control device and a heating device.

Es sind eine Vielzahl von Heizgeräten bekannt, die ein von einer Fördereinrichtung gefördertes Verbrennungsgemisch aus einem Brennstoff, insbesondere einem Brenngas wie Erdgas oder Wasserstoff, einem Brenner zuführen und verbrennen, und die entstehende Wärme zur Versorgung eines Gebäudes nutzen.A large number of heating devices are known which feed a combustion mixture of a fuel, in particular a fuel gas such as natural gas or hydrogen, conveyed by a conveying device to a burner and burn it, and use the resulting heat to supply a building.

Diese Heizgeräte haben zumeist eine Regelung der Zusammensetzung des Verbrennungsgemisches und damit des Verbrennungsluftverhältnisses (auch als Lambda oder Luftzahl bezeichnet). Hierfür werden in der Regel ein oder mehrere Signale einer Flammenüberwachung herangezogen, die einerseits ein Vorhandensein einer Flamme am Brenner überwachen, andererseits zudem zur Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses genutzt werden kann.These heaters usually have a control of the composition of the combustion mixture and thus the combustion air ratio (also known as lambda or air ratio). One or more flame monitoring signals are usually used for this, which on the one hand monitor the presence of a flame on the burner and on the other hand can also be used to control the combustion air ratio.

Häufig wird zur Flammenüberwachung ein lonisationsstrom der Flamme gemessen, aus dem auf ein vorliegendes Verbrennungsluftverhältnis geschlossen werden kann. Eine Messung des lonisationsstromes ist jedoch bei wasserstoffbetriebenen Heizgeräten nicht robust möglich, da bei der Verbrennung von Wasserstoff nicht ausreichend freie und messbare Ladungsträger entstehen. Daher kommen bei wasserstoffbetriebenen Heizgeräten andere Sensorsysteme zum Einsatz, insbesondere eine Messung der von der Flamme emittierten Strahlung, insbesondere der UV- (Ultraviolett-)Strahlung.Often, an ionization current of the flame is measured for flame monitoring, from which the existing combustion air ratio can be determined. However, a robust measurement of the ionization current is not possible in hydrogen-powered heaters, since the combustion of hydrogen does not produce enough free and measurable charge carriers. Therefore, other sensor systems are used in hydrogen-powered heaters, in particular a measurement of the radiation emitted by the flame, especially UV (ultraviolet) radiation.

Insbesondere UV-Sensoren zur Messung der von der Flamme emittierten UV-Strahlung können einem Sensordrift unterliegen, also einer langsamen Veränderung des Signals bei gleichen Messbedingungen. Bei der Nutzung für eine Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses kann ein Sensordrift eine Regelung in einen unsicheren Bereich, beispielsweise ein Verbrennungsgemisch mit einem zu hohen Anteil Brennstoff (Wasserstoff) mit einem Verbrennungsluftverhältnis λ < 1, 0, also einem fetten Verbrennungsgemisch, führen. Der Sensordrift kann dabei durch eine Alterung des Sensors, insbesondere bei einem UV-Sensor jedoch auch durch eine Verschmutzung des Sensors bzw. einer zwischen UV-Sensor und Flamme angeordneten Schutzscheibe, beispielsweise durch Einwirkung von Verbrennungsprodukten entstehen.In particular, UV sensors for measuring the UV radiation emitted by the flame can be subject to sensor drift, i.e. a slow change in the signal under the same measuring conditions. When used to control the combustion air ratio, a sensor drift can lead to control in an unsafe range, for example a combustion mixture with too high a proportion of fuel (hydrogen) with a combustion air ratio λ < 1.0, i.e. a rich combustion mixture. The sensor drift can be caused by aging of the sensor, particularly in the case of a UV sensor, but also by contamination of the sensor or a protective screen arranged between the UV sensor and the flame, for example due to the effects of combustion products.

Ein Sensordrift kann beispielsweise mittels eines parallel vorhandenen Lambda-Sensors überwacht werden. Allerdings sind Lambda-Sensoren kostenaufwendig und zudem muss das Heizgerät hierfür baulich verändert werden.A sensor drift can be monitored, for example, using a parallel lambda sensor. However, lambda sensors are expensive and the heater must be structurally modified for this purpose.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät sowie ein Heizgerät vorzuschlagen, die die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwinden. Dabei soll die Erfindung eine Verifikation und Korrektur eines Sensorsignals eines Temperatursensors zur Regelung eines Verbrennungsgemisches eines Heizgerätes ermöglichen, insbesondere eines mit Wasserstoff betriebenen Heizgerätes.Based on this, the object of the invention is to propose a method for operating a heating device, a computer program, a control and regulating device and a heating device which at least partially overcome the problems of the prior art described. The invention is intended to enable verification and correction of a sensor signal from a temperature sensor for regulating a combustion mixture of a heating device, in particular a heating device operated with hydrogen.

Zudem soll das Verfahren dazu geeignet sein, zumindest teilweise, automatisiert durchgeführt zu werden und möglichst geringe bauliche Veränderungen gegenüber einem Heizgerät nach dem Stand der Technik erfordern.In addition, the method should be suitable for being carried out at least partially automatically and require as few structural changes as possible compared to a state-of-the-art heating device.

Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.These objects are achieved by the features of the independent patent claims. Further advantageous embodiments of the solution proposed here are specified in the independent patent claims. It is pointed out that the features listed in the dependent patent claims can be combined with one another in any technologically reasonable manner and define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the patent claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred embodiments of the invention being presented.

Hierzu trägt ein erstes Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes bei, wobei das Heizgerät eine Fördereinrichtung zum Fördern eines Verbrennungsgemisches aus Brennstoff und Verbrennungsluft zu einem Brenner und einen UV-Sensor zur Überwachung einer Flamme des Heizgerätes, der über den gesamten Messbereich ein zu UV-Strahlungsintensität proportionales Signal liefert. Das erste Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:

  1. a) Betreiben des Heizgerätes in einem ersten Betriebspunkt mit einem (angenommenen bzw. vorgegebenen) Lambdawert λSoll und Erfassen eines Wertes S1 eines Zuführparameters, der einen Rückschluss auf den zugeführten Massestrom Verbrennungsluft zulässt,
  2. b) Ändern des Massestromes Verbrennungsluft bis das Signal des UV-Sensors sich um einen vorgegebenen Wert ΔλSoll geändert hat und anschließendes Erfassen eines Wertes S2 des Zuführparameters, der einen Rückschluss auf den Massestrom Verbrennungsluft zulässt und/oder Ändern des Massestromes Verbrennungsluft und Bestimmen eines Gradienten des Signals des UV-Sensors bei der Änderung des Massestromes Verbrennungsluft,
  3. c) Bestimmen eines (aktuellen oder tatsächlichen) Lambdawertes λIst des ersten Betriebspunktes in Schritt a), anhand der Zuführparameter S1 und S2 und unter Einbeziehung eines vorgegebenen Zusammenhanges, und Bewerten des λIst und/ oder des in Schritt b) bestimmten Gradienten.
A first method for operating a heating device contributes to this, wherein the heating device has a conveying device for conveying a combustion mixture of fuel and combustion air to a burner and a UV sensor for monitoring a flame of the heating device, which delivers a signal proportional to UV radiation intensity over the entire measuring range. The first method comprises at least the following steps:
  1. a) Operating the heater at a first operating point with a (assumed or specified) lambda value λ target and recording a value S1 of a supply parameter which allows a conclusion to be drawn about the supplied mass flow of combustion air,
  2. b) Changing the combustion air mass flow until the signal of the UV sensor has changed by a predetermined value Δλ target and then recording a value S2 of the feed parameter that allows a conclusion to be drawn about the combustion air mass flow and/or changing the combustion air mass flow and determining a gradient of the signal of the UV sensor when the combustion air mass flow changes,
  3. c) Determining a (current or actual) lambda value λ Ist of the first operating point in step a), based on the feed parameters S1 and S2 and taking into account a predetermined relationship, and evaluating the λ Ist and/or the gradient determined in step b).

Zudem wird ein alternativ einsetzbares zweites Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes vorgeschlagen. Hierbei hat das Heizgerät zumindest eine Fördereinrichtung zum Fördern eines Verbrennungsgemisches aus Brennstoff und Verbrennungsluft zu einem Brenner und einen UV-Sensor zur Überwachung einer Flamme des Heizgerätes, der in einem Sättigungsbereich der UV-Strahlungsintensität ein konstantes Signal liefert. Das zweite Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:

  • a1) Betreiben des Heizgerätes in einem Betriebspunkt mit einem (angenommenen bzw. vorgegebenen) Lambdawert λSoll,
  • b1) Erhöhen des Massestromes Verbrennungsluft, bis eine Änderung des Signals des UV-Sensors auftritt und erfassen des Wertes SG eines Zuführparameters, der einen Rückschluss auf den zugeführten Massestrom Verbrennungsluft zulässt, und
  • c1) Vergleichen des erfassten Wertes SG mit einem Wert SGSoll der einen vorgegebenen spezifischen Parameter des UV-Sensors darstellt.
In addition, a second method for operating a heating device that can be used as an alternative is proposed. The heating device has at least one conveying device for conveying a combustion mixture of fuel and combustion air to a burner and a UV sensor for monitoring a flame of the heating device, which delivers a constant signal in a saturation range of the UV radiation intensity. The second method comprises at least the following steps:
  • a1) Operating the heater at an operating point with a (assumed or specified) lambda value λ Soll ,
  • b1) Increasing the combustion air mass flow until a change in the signal of the UV sensor occurs and recording the value SG of a feed parameter that allows a conclusion to be drawn about the supplied combustion air mass flow, and
  • c1) Comparing the measured value SG with a value SG Target which represents a given specific parameter of the UV sensor.

Die Schritte a), b) und c) bzw. a1), b1) und c1) können dabei mindestens einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Insbesondere können die Schritte a) bis d) während des Betriebs eines Heizgerätes in regelmäßigen (oder auch unregelmäßigen, bedarfsorientiert gewählten) zeitlichen Abständen (stündlich minütlich, sekündlich) durchgeführt werden. Die Verfahren dienen insbesondere einer Überprüfung eines Signals eines UV-Sensors zur Flammenüberwachung und/ oder eines eingestellten Verbrennungsluftverhältnisses des Verbrennungsgemisches.Steps a), b) and c) or a1), b1) and c1) can be carried out at least once in the order given. In particular, steps a) to d) can be carried out at regular (or irregular, needs-based selected) intervals (hourly, minutely, secondly) during operation of a heating device. The methods are used in particular to check a signal from a UV sensor for flame monitoring and/or a set combustion air ratio of the combustion mixture.

Eine Idee der Erfindung und des ersten sowie zweiten Verfahrens besteht darin, dass für jede Wärmeleistung (Modulationspunkt) des Heizgerätes und ein zugehöriger (eingestellter Soll-) Lambdawert eine Änderung des Massestromes Verbrennungsluft (insbesondere bei gleichzeitig konstanter Öffnungsposition des Gasventils) zu einer spezifischen Änderung des Signals eines UV-Sensors zu Flammenüberwachung führt, die einem (Ist-) Lambdawert zuordenbar ist. Mit anderen Worten kann ein anhand eines Signals eines UV-Sensors ermittelter Lambdawert einer Verbrennung in einem Heizgerät verifiziert werden, indem der zugeführte Massestrom Verbrennungsluft geändert wird und die Änderungen des Massestromes Verbrennungsluft sowie die entsprechende Änderung des Signals des UV-Sensors erfasst und bewertet werden.One idea of the invention and of the first and second methods is that for each heat output (modulation point) of the heater and an associated (set target) lambda value, a change in the mass flow of combustion air (in particular when the opening position of the gas valve is simultaneously constant) leads to a specific change in the signal of a UV sensor for flame monitoring, which can be assigned to an (actual) lambda value. In other words, a lambda value of a combustion in a heater determined using a signal from a UV sensor can be verified by changing the supplied mass flow of combustion air and recording and evaluating the changes in the mass flow of combustion air and the corresponding change in the signal of the UV sensor.

Der vorgegebene Zusammenhang, der in Schritt c) herangezogen wird, kann hierbei ein Kennfeld sein, das ein Signal eines UV-Sensors einer Flammenüberwachung für einen relevanten Lambda-Bereich und einen relevanten Leistungsbereich des Heizgerätes abbildet. Der ermittelten Änderung des Zuführparameters bzw. des Massestromes Verbrennungsluft (für die definierte Änderung des Signals des UV-Sensors) kann anhand des vorgegebenen Zusammenhanges bzw. des Kennfeldes ein Start-Lambda (Lambda zu Beginn des hier vorgeschlagenen Verfahrens) zugeordnet werden. Der relevante Zusammenhang kann auch als eine Vielzahl von Zusammenhängen für verschiedene Leistungen (Modulations- oder Belastungspunkt) verstanden oder gegebenen sein, wobei auf einer Achse dann sowohl das Lambda als auch der Massestrom Verbrennungsluft angegeben werden können, da beide bei einer Leistung des Heizgerätes in einem proportionalen Verhältnis stehen. Aus dem so bestimmten Start-Lambda kann nunmehr ein Korrekturfaktor für die Gasmenge zum Betreiben des Heizgerätes bestimmt werden, der Abweichungen des bestimmten Start-Lambdas (λStart) gegenüber dem vom Heizgerät (bzw. der Verbrennungsregelung) angenommenen Lambdas (λSoll) korrigiert: K o r r e k t u r f a k t o r G a s m e n g e = λ S t a r t λ S o l l I s t G a s m e n g e

Figure DE102023101531A1_0001
The specified relationship used in step c) can be a characteristic map that maps a signal from a UV sensor of a flame monitor for a relevant lambda range and a relevant power range of the heater. The determined change in the supply parameter or the mass flow of combustion air (for the defined change in the signal of the UV sensor) can be assigned a start lambda (lambda at the start of the method proposed here) based on the specified relationship or the characteristic map. The relevant relationship can also be understood or given as a large number of relationships for different powers (modulation or load point), whereby both the lambda and the mass flow of combustion air can then be specified on one axis, since both are in a proportional relationship for a heater power. From the start lambda determined in this way, a correction factor for the gas quantity for operating the heater can now be determined, which corrects deviations of the determined start lambda (λ start ) compared to the lambda assumed by the heater (or the combustion control) (λ target ): K O r r e k t u r e a k t O r G a s m e n G e = λ S t a r t λ S O l l I s t G a s m e n G e
Figure DE102023101531A1_0001

Es können mindestens zwei verschiedene Typen von UV-Sensoren (ggf. auch gemeinsam) für eine Flammenüberwachung eingesetzt werden, ein Typ A ist dabei durch ein proportionales Signal des UV-Sensors über den gesamten Messbereich gekennzeichnet. Ein Typ B ist gekennzeichnet durch ein konstantes Signal in einem Sättigungsbereich der Intensität der erfassten UV-Strahlung. Ein UV-Sensor vom Typ B hat also einen sensorspezifischen Grenzwert der erfassten UV-Strahlung oberhalb dessen der UV-Sensor ein konstantes Signal ausgibt. Da einer Intensität der UV-Strahlung ein Lambda-Wert zugeordnet werden kann, kann der sensorspezifische Grenzwert auch als SGSoll angegeben werden, also einem Sensorwert, oberhalb dessen ein konstanter Sensorwert ausgegeben wird. Dabei kann ein UV-Sensor des Typs B unterhalb des sensorspezifischen Grenzwertes ein mit der Intensität der erfassten UV-Strahlung ansteigendes oder abfallendes Signal erzeugen,At least two different types of UV sensors (or together if necessary) can be used for flame monitoring. Type A is characterized by a proportional signal from the UV sensor over the entire measuring range. Type B is characterized by a constant signal in a saturation range of the intensity of the UV radiation detected. A type B UV sensor therefore has a sensor-specific limit value for the UV radiation detected above which the UV sensor outputs a constant signal. Since a lambda value can be assigned to an intensity of UV radiation, the sensor-specific limit value can also be specified as SG target , i.e. a sensor value above which a constant sensor value is output. A type B UV sensor can generate a signal that increases or decreases with the intensity of the UV radiation detected below the sensor-specific limit value.

Eine Verwirklichung der Erfindungsidee mit dem UV-Sensor Typ A kann insbesondere mit dem ersten Verfahren und mit dem UV-Sensor Typ B kann insbesondere mit dem zweiten Verfahren erfolgen.The inventive idea can be implemented with the UV sensor type A in particular using the first method and with the UV sensor type B in particular using the second method.

Das Heizgerät kann zumindest einen Wärmeerzeuger, insbesondere einen Gas-Brennwertkessel, umfassen, der durch Verbrennung eines Brennstoffes Wärmeenergie freisetzt und über mindestens einen Wärmetauscher auf einen Heizkreises übertragen kann, wobei Verbraucher des Heizkreises über einen Vorlauf und einen Rücklauf an das Heizgerät anschließbar sind. Die bei der Verbrennung entstehenden Abgase können über einem Abgaskanal des Heizgerätes einer Abgasanlage zugeführt werden. Im Heizgerät kann im Heizkreislauf eine Umwälzpumpe dazu eingerichtet sein, ein Wärmeträgermedium (Heizungswasser) umzuwälzen, wobei über einen Heizungsvorlauf erwärmtes Wärmeträgermedium Verbrauchern, wie Konvektoren oder Flächenheizungen, zugeführt und über einen Heizungsrücklauf zum Wärmeerzeuger bzw. dem mindestens einen Wärmetauscher rückgeführt werden kann.The heating device can comprise at least one heat generator, in particular a gas condensing boiler, which releases heat energy by burning a fuel and can transfer it to a heating circuit via at least one heat exchanger, whereby consumers of the heating circuit can be connected to the heating device via a flow and a return. The exhaust gases produced during combustion can be fed to an exhaust system via an exhaust duct of the heating device. In the heating device, a circulation pump can be set up in the heating circuit to circulate a heat transfer medium (heating water), whereby heat transfer medium heated via a heating flow can be fed to consumers, such as convectors or surface heating systems, and can be returned to the heat generator or the at least one heat exchanger via a heating return.

Hierzu kann das Heizgerät eine Fördereinrichtung, insbesondere ein Gebläse, aufweisen, das ein Verbrennungsgemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoff einem Brenner des Heizgerätes zuführen kann. Die Fördereinrichtung kann dabei eine Leistungsregelung umfassen, insbesondere einen Drehzahlregler. Das Heizgerät kann dabei einen elektronischen Gas-Luftverbund aufweisen, bei dem anhand eines Signals einer Flammenüberwachung ein Rückschluss auf das Vorhandensein einer Flamme und einen Lambdawert der Verbrennung erfolgen kann, so dass eine Regelung desselben ermöglicht wird. Das Heizgerät kann insbesondere zur Verbrennung von Wasserstoff als Brennstoff oder einem Gemisch enthaltend Wasserstoff eingerichtet sein. Das Gemisch kann dabei einen Gehalt von mindestens 80% oder mindestens 90% Wasserstoff aufweisen. Ein hier vorgeschlagenes Verfahren ist prinzipiell auch mit anderen Brennstoffen, insbesondere Brenngasen wie Erdgas oder Flüssiggas durchführbar.For this purpose, the heater can have a conveying device, in particular a fan, which can supply a combustion mixture of combustion air and fuel to a burner of the heater. The conveying device can comprise a power control, in particular a speed controller. The heater can have an electronic gas-air connection in which a signal from a flame monitor can be used to determine the presence of a flame and a lambda value of the combustion, so that it can be regulated. The heater can be set up in particular to burn hydrogen as a fuel or a mixture containing hydrogen. The mixture can have a hydrogen content of at least 80% or at least 90%. A method proposed here can in principle also be carried out with other fuels, in particular combustible gases such as natural gas or liquefied petroleum gas.

Das Heizgerät kann eine Flammenüberwachung mit einem UV- Sensor, also einem Sensor zum Erfassen der von der Flamme emittierten Ultraviolett-Strahlung aufweisen. Der UV-Sensor kann in unmittelbarer Nähe des Brenners des Heizgerätes bzw. einer sich am Brenner ausbildenden Flamme angeordnet sein. Beispielsweise kann der UV-Sensor in einer Brennertür einer Brennkammer des Heizgerätes befestigt sein, gegebenenfalls mit einem Schutzglas zwischen UV-Sensor und Flamme bzw. Brenner, das den UV-Sensor vor der Einwirkung hoher Temperaturen und einer Verschmutzung durch Verbrennungsprodukte schützt. Häufig unterliegen UV-Sensoren einem altersbedingten Sensordrift, der durch ein hier vorgestelltes Verfahren vorteilhaft einfach und sicher kompensiert werden kann.The heater can have a flame monitor with a UV sensor, i.e. a sensor for detecting the ultraviolet radiation emitted by the flame. The UV sensor can be arranged in the immediate vicinity of the burner of the heater or a flame that forms on the burner. For example, the UV sensor can be attached to a burner door of a combustion chamber of the heater, if necessary with a protective glass between the UV sensor and the flame or burner, which protects the UV sensor from the effects of high temperatures and contamination by combustion products. UV sensors are often subject to age-related sensor drift, which can be advantageously compensated for simply and safely using a method presented here.

Gemäß einer Ausgestaltung kann der zugeführte Massestrom Brennstoff (und damit die Öffnungsposition des Gasventils) während der Durchführung der Schritte a) bis c) konstant bleiben, so dass sich im Rahmen der Durchführung des Schrittes c) eine Änderung (Erhöhung) des Lambdawertes ergibt. Durch eine Erhöhung kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass das Heizgerät nicht unsichere Betriebszustände während der Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens annimmt.According to one embodiment, the supplied mass flow of fuel (and thus the opening position of the gas valve) can remain constant during the implementation of steps a) to c), so that a change (increase) in the lambda value occurs during the implementation of step c). By increasing the value, it can advantageously be ensured that the heater does not assume unsafe operating states during the implementation of a method proposed here.

Dabei versteht sich, dass für ein hier vorgeschlagenes Verfahren auch die Signale mehrerer (ggf. verschiedener) UV-Sensoren und damit auch mehrere erfasste Signale von UV-Sensoren einbezogen werden können.It is understood that for a method proposed here, the signals of several (possibly different) UV sensors and thus also several detected signals from UV sensors can be included.

Für die Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens kann das Heizgerät in Betrieb sein und eine Regelung des Heizgerätes einen Lambdawert anhand eines Signals eines UV-Sensors einstellen. Für die Durchführung des Verfahrens sollte keine Modulation des Heizgerätes, also keine Änderung des Betriebspunktes erfolgen und insbesondere eine Öffnungsposition des Gasventils des Heizgerätes und damit der zugeführte Massestrom Brenngas konstant bleiben.To carry out a method proposed here, the heater can be in operation and a control system of the heater can set a lambda value based on a signal from a UV sensor. To carry out the method, no modulation of the heater, i.e. no change in the operating point and in particular an opening position of the gas valve of the heater and thus the supplied mass flow of fuel gas remain constant.

Bei dem hier vorgeschlagenen ersten Verfahren kann gemäß einem Schritt a) ein Betreiben des Heizgerätes in einem Betriebspunkt mit einem angenommenen Lambdawert λSoll und Erfassen eines Signals S1, das einen Rückschluss auf den Massestrom Verbrennungsluft zulässt, erfolgen. Der Betriebspunkt kann dabei eine Wärmeleistung des Heizgerätes (die einer Wärmeanforderung entsprechen kann) angeben, für die gemäß einer Lambda-Regelkurve mittels der Flammenüberwachung, also dem Signal mindestens eines UV-Sensors ein Lambda eingestellt werden kann. Dies kann beispielsweise durch Regelung des zugeführten Massestromes Brenngas über eine Öffnungsposition des Gasventils erfolgen.In the first method proposed here, according to step a), the heater can be operated at an operating point with an assumed lambda value λ target and a signal S1 can be recorded, which allows a conclusion to be drawn about the mass flow of combustion air. The operating point can indicate a heat output of the heater (which can correspond to a heat requirement) for which a lambda can be set according to a lambda control curve using the flame monitoring, i.e. the signal from at least one UV sensor. This can be done, for example, by regulating the supplied mass flow of fuel gas via an opening position of the gas valve.

Gemäß einem Schritt b) kann ein Ändern des Massestromes Verbrennungsluft erfolgen, bis das Signal des UV-Sensors sich um einen vorgegebenen Wert ΔλSoll geändert hat. Anschließend erfolgt ein Erfassen des Zuführparameters S2, der einen Rückschluss auf den Massestrom Verbrennungsluft zulässt. In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass der vorgegebene Wert ΔλSoll sich auf das Signal des UV-Sensors bezieht und somit auch als ΔUVSoll, also als eine vorgegebene Änderung des Signals des UV-Sensors, beschrieben oder verstanden werden kann.According to step b), the combustion air mass flow can be changed until the signal from the UV sensor has changed by a predetermined value Δλ Soll . The feed parameter S2 is then recorded, which allows a conclusion to be drawn about the combustion air mass flow. In this context, it is noted that the predetermined value Δλ Soll refers to the signal from the UV sensor and can therefore also be described or understood as ΔUV Soll , i.e. as a predetermined change in the signal from the UV sensor.

Prinzipiell kann bei der Durchführung des ersten Verfahrens ein Ändern des Massestromes Verbrennungsluft in beide Richtungen erfolgen, also ein Steigern oder Absenken. Da jedoch ein Absenken des Massestromes Verbrennungsluft zu einem Absenken des Lambdawertes der Verbrennung (bzw. einen erhöhten Anteil Brennstoff im Verbrennungsgemisch) führt, können hierbei kritische Betriebszustände des Heizgerätes eintreten. Aus diesem Grund ist ein Steigern des Massestromes Verbrennungsluft im Rahmen des Schrittes b) vorteilhaft.In principle, when carrying out the first method, the combustion air mass flow can be changed in both directions, i.e. increased or decreased. However, since a decrease in the combustion air mass flow leads to a decrease in the combustion lambda value (or an increased proportion of fuel in the combustion mixture), critical operating conditions of the heater can occur. For this reason, increasing the combustion air mass flow in step b) is advantageous.

Im Rahmen der Durchführung des Schrittes b) kann ein ΔλSoll vorgegeben sein, beispielsweise eine Änderung des Signals des UV-Sensors um 1 V [Volt], was bei einem Anfangswert von 3 Volt ein Absenken auf 2 Volt bedeuten kann. Nach dem Erreichen der vorgegebenen Änderung kann der Wert S2 des Zuführparameters erfasst werden.When carrying out step b), a Δλ target can be specified, for example a change in the signal of the UV sensor by 1 V [volt], which can mean a reduction to 2 volts for an initial value of 3 volts. After the specified change has been achieved, the value S2 of the feed parameter can be recorded.

Alternativ oder kumulativ kann bei der Änderung des Massestromes Verbrennungsluft ein (durch die Änderung bedingter) Gradient des Signals des UV-Sensors (bzw. in einem Betriebspunkt entsprechend auch ein Gradient des Zuführparameters) bestimmt werden. Auch anhand des Gradienten kann ein Start-Lambdawert λIst zugeordnet werden, wobei vorteilhaft nur eine geringe Änderung des Sensorwertes des UV-Sensors (und des Volumenstromes Verbrennungsluft) zum Bestimmen des Gradienten notwendig sein kann.. Zur Bestimmung des Gradienten des UV-Signals sollte eine Änderung des Massestromes Verbrennungsluft mit einem konstanten Gradienten erfolgen. Lediglich exemplarisch und erläuternd zeigt nachfolgenden Tabelle 1 eine Zuordnung bzw. einen vorgegebenen Zusammenhang eines Start-Lambdawertes λIst zu einem in Schritt b) bestimmten Gradienten des UV-Signals (gegeben in V/s [Volt pro Sekunde]) λIst = f(GradientUV) für eine definierte Leistung (Betriebspunkt) des Heizgerätes: Tabelle 1 Gradient Signal UV-Sensor [V/s] Start-Lambda λIst 3,5 1,5 1 2,1 0,203 2,4 0,0958 3 0,005 5 Alternatively or cumulatively, when the combustion air mass flow changes, a gradient of the UV sensor signal (caused by the change) (or, at an operating point, a gradient of the feed parameter) can be determined. A start lambda value λ Ist can also be assigned based on the gradient, whereby only a small change in the sensor value of the UV sensor (and the combustion air volume flow) may be necessary to determine the gradient. To determine the gradient of the UV signal, the combustion air mass flow should be changed with a constant gradient. Table 1 below shows, purely as an example and for explanation, an assignment or a specified relationship of a start lambda value λ Ist to a gradient of the UV signal determined in step b) (given in V/s [volts per second]) λ Ist = f(Gradient UV ) for a defined output (operating point) of the heater: Table 1 Gradient signal UV sensor [V/s] Start Lambda λ Actual 3.5 1.5 1 2.1 0.203 2.4 0.0958 3 0.005 5

Gemäß einem Schritt c) kann ein Bestimmen eines (Start-)Lambdawertes λIst des ersten Betriebspunktes in Schritt a), anhand der Werte S1 und S2 des Zuführparameters und unter Einbeziehung eines vorgegebenen Zusammenhanges, und ein Bewerten des λIst und/ oder des in Schritt b) bestimmten Gradienten, erfolgen. Hierbei kann ein Bewerten insbesondere ein Vergleichen des bestimmten Lambdawertes λIst mit dem (von der Regelung angenommenen) Lambdawertes λSoll einbeziehen.According to a step c), a (start) lambda value λ Ist of the first operating point in step a) can be determined based on the values S1 and S2 of the feed parameter and taking into account a predetermined relationship, and an evaluation of the λ Ist and/or the gradient determined in step b) can be carried out. In this case, an evaluation can in particular include a comparison of the determined lambda value λ Ist with the lambda value λ Soll (assumed by the control system).

Gemäß einer Ausgestaltung kann in einem Schritt d) eine, durch die Änderung des Massestromes Verbrennungsluft hervorgerufene, Änderung des Lambdawertes ΔλIst anhand der Beziehung Δ λ I s t = S 1 S λ = 1 S 2 S λ = 1 ,

Figure DE102023101531A1_0002
wobei Sλ=1 den Sensorwert S bei einem Lambdawert von 1 angibt, bestimmt werden.According to one embodiment, in a step d), a change in the lambda value Δλ Ist caused by the change in the mass flow of combustion air can be calculated using the relationship Δ λ I s t = S 1 S λ = 1 S 2 S λ = 1 ,
Figure DE102023101531A1_0002
where S λ=1 indicates the sensor value S at a lambda value of 1.

Gemäß einer Ausgestaltung kann in einem Schritt e) ein Korrekturfaktor KP einer Lambda-Regelkurve mit K P = λ S o l l λ I s t

Figure DE102023101531A1_0003
bestimmt werden. Der Korrekturfaktor KP ermöglicht eine Anpassung der Lambdaregelkurve des Heizgerätes an einer Drift des Sensorwertes des UV-Sensors.According to one embodiment, in a step e) a correction factor K P of a lambda control curve with K P = λ S O l l λ I s t
Figure DE102023101531A1_0003
The correction factor K P enables the lambda control curve of the heater to be adjusted to a drift in the sensor value of the UV sensor.

Gemäß einer Ausgestaltung kann mittels des bestimmten Korrekturfaktors KP eine korrigierte Gasventilsollschrittzahl (die einer Öffnungsweite entspricht) des Gasventils wie folgt bestimmt werden: G a s v e n t i l s o l l s c h r i t t z a h l k o r r i g i e r t = G a s v e n t i l s o l l s c h r i t t z a h l B a s i s K P

Figure DE102023101531A1_0004
Hierbei bezeichnet GasventilsollschrittzahlBasis die Gasventilsollschrittzahl die dem von der Regelung angenommenen λSoll entspricht.According to one embodiment, a corrected gas valve target step number (which corresponds to an opening width) of the gas valve can be determined by means of the determined correction factor K P as follows: G a s v e n t i l s O l l s c H r i t t z a H l k O r r i G i e r t = G a s v e n t i l s O l l s c H r i t t z a H l B a s i s K P
Figure DE102023101531A1_0004
Here, gas valve setpoint step number base refers to the gas valve setpoint step number that corresponds to the λ setpoint assumed by the control system.

Bei dem zweiten Verfahren, das insbesondere für einen UV-Sensor vom Typ B mit einem Sättigungsbereich des Signals geeignet ist, kann gemäß Schritt a1) ein Betreiben des Heizgerätes in einem Betriebspunkt mit einem angenommenen Lambdawert λSoll, erfolgen.In the second method, which is particularly suitable for a type B UV sensor with a saturation range of the signal, the heater can be operated at an operating point with an assumed lambda value λ desired according to step a1).

Gemäß einem Schritt b1) kann ein Erhöhen des Massestromes Verbrennungsluft bis eine Änderung des Signals des UV-Sensors auftritt und erfassen des Wertes SG des Zuführparameters, erfolgen. Mit anderen Worten wird somit der Lambdawert durch ein Erhöhen des zugeführten Massestromes Verbrennungsluft gesteigert bis der UV-Sensor den Sättigungsbereich verlässt, was durch eine Änderung des Signals des UV-Sensors angezeigt wird. Der entsprechende Wert SG des Zuführparameters kann hierbei erfasst werden.According to a step b1), the mass flow of combustion air can be increased until a change in the signal of the UV sensor occurs and the value SG of the feed parameter can be recorded. In other words, the lambda value is increased by increasing the supplied mass flow of combustion air until the UV sensor leaves the saturation range, which is indicated by a change in the signal of the UV sensor. The corresponding value SG of the feed parameter can be recorded here.

Gemäß einem Schritt c1) kann ein Vergleichen des erfassten Wertes SG mit einem Wert SGSoll der einen vorgegebenen spezifischen Parameter des UV-Sensors darstellt, erfolgen. Der Wert SGSoll kann im Vorfeld an einem Referenzheizgerät in Laborversuchen ermittelt worden sein.According to a step c1), the recorded value SG can be compared with a value SG target that represents a predetermined specific parameter of the UV sensor. The value SG target can have been determined in advance on a reference heater in laboratory tests.

Gemäß einer Ausgestaltung kann in einem optionalen Schritt d1) ein Korrekturfaktor Ks einer Lambda-Regelkurve mit K S = S G S G S o l l

Figure DE102023101531A1_0005
bestimmt werden. Mittels des Korrekturfaktors Ks kann eine Lambda-Regelkurve des Heizgerätes an eine Veränderung des Signals des UV-Sensors (beispielsweise aufgrund von Alterung) kompensiert werden.According to one embodiment, in an optional step d1), a correction factor Ks of a lambda control curve with K S = S G S G S O l l
Figure DE102023101531A1_0005
Using the correction factor Ks, a lambda control curve of the heater can be compensated for a change in the signal of the UV sensor (for example due to aging).

Gemäß einer Ausgestaltung kann in den Schritten a), a1), b) und/ oder b1) als Zuführparameter, der einen Rückschluss auf den Massestrom Verbrennungsluft zulässt, eine Drehzahl einer als Gebläse ausgebildeten Fördereinrichtung, ein Steuersignal eines Reglers der Fördereinrichtung und/ oder ein Signal eines Massestromsensors (Volumenstromsensors) in einer Zuführung Verbrennungsluft sein.According to one embodiment, in steps a), a1), b) and/or b1), the feed parameter which allows a conclusion to be drawn about the mass flow of combustion air can be a speed of a conveying device designed as a fan, a control signal of a controller of the conveying device and/or a signal of a mass flow sensor (volume flow sensor) in a combustion air feed.

In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass ein Massestrom (Verbrennungsluft, Brennstoff oder Gemisch aus beidem) auch einen Volumenstrom kennzeichnen kann und umgekehrt. So ist ein Massestrom in Kenntnis der Dichte und der Temperatur des Mediums einfach in einen Volumenstrom überführbar und umgekehrt.In this context, it is noted that a mass flow (combustion air, fuel or a mixture of both) can also characterize a volume flow and vice versa. Thus, a mass flow can easily be converted into a volume flow and vice versa if the density and temperature of the medium are known.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann eine Information über einen festgestellten möglicherweise kritischen Zustand des Heizgerätes über eine (externe oder ins Heizgerät integrierte) Anzeigeeinrichtung angezeigt und/ oder ein Netzwerk, insbesondere dem Internet, zum Abruf bereitgestellt und/ oder als Nachricht versandt werden. Beispielsweise kann die Information auf einem Appliance Interface des Heizgerätes oder auch auf einem Netzwerkspeicher (Cloud) zum Abruf bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann so beispielsweise einem Nutzer/ Betreiber des Heizgerätes und/ oder einem Fachbetrieb eine Information über einen im Rahmen der Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens durch eine Nachricht übermittelt werden und der Fachbetrieb kann einen Termin zur Wartung und/ oder Reparatur entsprechend planen und durchführen. Insbesondere kann so eine schnelle Beendigung eines Fehlerzustandes des Heizgerätes herbeigeführt werden.According to a further embodiment, information about a detected potentially critical state of the heater can be displayed via a display device (external or integrated into the heater) and/or made available for retrieval via a network, in particular the Internet, and/or sent as a message. For example, the information can be made available for retrieval on an appliance interface of the heater or on a network storage device (cloud). In this way, for example, a user/operator of the heater and/or a specialist company can advantageously be given information about a problem within the scope of carrying out a method proposed here by means of a message, and the specialist company can plan and carry out an appointment for maintenance and/or repair accordingly. In particular, this can bring about a rapid end to a fault state of the heater.

In diesem Zusammenhang kann ein kritischer Zustand des Heizgerätes beispielsweise angezeigt werden durch ein Feststellen:

  • - eines Korrekturfaktor KS oder KP größer einem Grenzwert,
  • - einer Abweichung des Wertes SG von SGSoll oberhalb eines Grenzwertes,
  • - des Gradienten des Zuführparameters oberhalb oder unterhalb eines Grenzwertes,
  • - einer Abweichung des λIst von λSoll oberhalb eines Grenzwertes, und/ oder
  • - einer Abweichung von ΔλIst von ΔλSoll oberhalb eines Grenzwertes.
In this context, a critical condition of the heater can be indicated, for example, by detecting:
  • - a correction factor K S or K P greater than a limit value,
  • - a deviation of the value SG from SG target above a limit value,
  • - the gradient of the feed parameter above or below a limit value,
  • - a deviation of λ actual from λ target above a limit value, and/or
  • - a deviation of Δλ actual from Δλ target above a limit value.

Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Computerprogramm vorgeschlagen, welches zur (zumindest teilweisen) Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens eingerichtet ist. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Computerprogramm (-produkt), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, diesen veranlassen, ein hier vorgeschlagenes Verfahren auszuführen. Das Computerprogramm kann insbesondere auf einem Regel- und Steuergerät des Heizgerätes durchgeführt werden.According to a further aspect, a computer program is also proposed which is set up to (at least partially) carry out a method presented here. In other words, this relates in particular to a computer program (product) comprising commands which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out a method proposed here. The computer program can in particular be executed on a control and regulating device of the heating device.

Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.According to a further aspect, a machine-readable storage medium is also proposed on which the computer program is stored.

Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.The machine-readable storage medium is usually a computer-readable data carrier.

Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Regel- und Steuergerät für ein Heizgerät vorgeschlagen, eingerichtet zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Das Regel- und Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen, und/ oder über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das auf einem Speicher (des Regel- und Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen. Das Regel- und Steuergerät kann hierfür insbesondere mit einer Fördereinrichtung und einer Flammenüberwachung elektrisch verbunden sein. Zudem können auf einem Speicher des Regel- und Steuergerätes im Rahmen der Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens erfasste oder benötigte Daten hinterlegt werden.According to a further aspect, a control device for a heating device is also proposed, set up to carry out a method proposed here. The control device can for example have a processor for this purpose and/or have one. In this context, the processor can for example carry out the method stored in a memory (of the control device). The control device can for this purpose be electrically connected in particular to a conveyor device and a flame monitor. In addition, data recorded or required in the context of carrying out a method proposed here can be stored in a memory of the control device.

Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Heizgerät vorgeschlagen, aufweisend ein hier vorgeschlagenes Regel- und Steuergerät. Bei dem Heizgerät kann es sich um ein Gasheizgerät, insbesondere um ein wasserstoffbetriebenes Gasheizgerät, handeln. Das Gasheizgerät kann einen Brenner und eine Fördereinrichtung aufweisen, mit der ein Gemisch aus Brennstoff (Wasserstoff) und Verbrennungsluft dem Brenner zugeführt werden kann: Das Heizgerät kann zudem eine Flammenüberwachung, umfassend zumindest einen UV-Sensor, aufweisen.According to a further aspect, a heating device is also proposed, having a control and regulating device as proposed here. The heating device can be a gas heating device, in particular a hydrogen-operated gas heating device. The gas heating device can have a burner and a conveying device with which a mixture of fuel (hydrogen) and combustion air can be supplied to the burner. The heating device can also have a flame monitor, comprising at least one UV sensor.

Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Computerprogramm, dem Regel- und Steuergerät und dem Heizgerät auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommenThe details, features and advantageous embodiments discussed in connection with the method can also occur in the computer program, the control device and the heater presented here and vice versa. In this respect, reference is made in full to the explanations there for a more detailed characterization of the features.

Hier werden somit ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät sowie ein Heizgerät angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen das Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes, das Computerprogramm, das Regel- und Steuergerät sowie das Heizgerät dazu bei, ein Signal eines UV-Sensors einer Flammenüberwachung eines Heizgerätes zu verifizieren und gegebenenfalls einen aufgetretenen Sensordrift zu kompensieren.A method for operating a heater, a computer program, a control and regulating device and a heater are therefore specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art. In particular, the method for operating a heater, the computer program, the control and regulating device and the heater help to verify a signal from a UV sensor of a flame monitor of a heater and, if necessary, to compensate for any sensor drift that has occurred.

Weiter vorteilhaft ist ein hier vorgeschlagenes Verfahren vollständig computerimplementiert durchführbar und erfordert somit keine baulichen Änderungen und insbesondere keine zusätzlichen Bauteile an einem Heizgerät.Another advantage is that a method proposed here can be carried out entirely by computer and therefore does not require any structural changes and in particular no additional components on a heating device.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:

  • 1: einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens,
  • 2: ein hier vorgeschlagenes Heizgerät, und
  • 3 und 4: Parameterverläufe, die sich bei der Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens einstellen können.
The invention and the technical environment are explained in more detail below with reference to the accompanying figures. It should be noted that the invention is not intended to be limited by the exemplary embodiments given. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and Findings from the present description. In particular, it should be noted that the figures and in particular the proportions shown are only schematic. They show:
  • 1 : a sequence of a procedure proposed here,
  • 2 : a heater proposed here, and
  • 3 and 4 : Parameter curves that can occur when carrying out a procedure proposed here.

1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Die mit Blöcken 110, 120 und 130 dargestellte Durchführung der Schritte a), b) und c) kann bei einem regulären Verfahrensablauf mindestens einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Das Verfahren dient einem Betreiben des Heizgerätes 1, dabei insbesondere einer Verifikation eines mit einem UV-Sensor 13 ermittelten Lambdawertes der Verbrennung an einem Brenner 3 des Heizgerätes 1, und gegebenenfalls einer Korrektur desselben. Das Verfahren kann dabei insbesondere an einem in Betrieb befindlichen Heizgerät 1 durchgeführt werden. 1 shows an example and schematically a sequence of a method proposed here. The execution of steps a), b) and c) shown with blocks 110, 120 and 130 can be carried out at least once in the order given in a regular process sequence. The method serves to operate the heating device 1, in particular to verify a lambda value of the combustion on a burner 3 of the heating device 1 determined with a UV sensor 13, and if necessary to correct the same. The method can in particular be carried out on a heating device 1 that is in operation.

2 zeigt beispielhaft und schematisch ein hier vorgeschlagenes Heizgerät 1. Dieses kann einen in einer Brennkammer 8 angeordneten Brenner 3 umfassen. Über eine Zuführung Verbrennungsluft 4, in der ein Massenstromsensor 10 angeordnet sein kann, kann Verbrennungsluft durch eine Fördereinrichtung 2, insbesondere als Gebläse ausgebildet, angesaugt werden. Die Fördereinrichtung 2 kann mit einem Drehzahlregler verbunden sein, der mittels eines pulsweitenmodulierten (PWM-) Signals eine Drehzahl n der Fördereinrichtung 2 regeln kann. Ein Gasventil 5 kann dem angesaugten Luftmassenstrom Verbrennungsluft Brenngas aus einer Gaszuführung 12 zusetzen und ein Sicherheitsventil sowie ein Gasregelventil zur Steuerung des zuzusetzenden Massestromes Brenngas umfassen. Das erzeugte Gemisch aus Brenngas und Verbrennungsluft kann über einen Gemischkanal 11 zum Brenner 3 strömen und dort verbrannt werden. Die Verbrennungsprodukte können nach der Verbrennung über eine Abgasanlage 9 abgeleitet werden. 2 shows, by way of example and schematically, a heating device 1 proposed here. This can comprise a burner 3 arranged in a combustion chamber 8. Combustion air can be sucked in by a conveying device 2, in particular designed as a fan, via a combustion air supply 4, in which a mass flow sensor 10 can be arranged. The conveying device 2 can be connected to a speed controller which can regulate a speed n of the conveying device 2 by means of a pulse width modulated (PWM) signal. A gas valve 5 can add combustion gas from a gas supply 12 to the sucked-in air mass flow of combustion air and comprise a safety valve and a gas control valve for controlling the mass flow of combustion gas to be added. The mixture of combustion gas and combustion air produced can flow via a mixture channel 11 to the burner 3 and be burned there. The combustion products can be discharged after combustion via an exhaust system 9.

Das hier vorgeschlagenen Heizgerät 1 kann insbesondere zur Verbrennung von Wasserstoff eingerichtet sein. Eine Flammenüberwachung kann mittels eines UV-Sensors 13 erfolgen. Der UV-Sensor 13 kann hierzu in einer Brennertür befestigt sein und durch ein Schutzglas 6 die von der Flamme emittierte UV-Strahlung erfassen. Zudem kann ein Signal des UV-Sensors 13 zur Verbrennungsregelung (insbesondere zur Regelung des Lambdas der Verbrennung) genutzt werden.The heating device 1 proposed here can be designed in particular for the combustion of hydrogen. Flame monitoring can be carried out by means of a UV sensor 13. The UV sensor 13 can be attached to a burner door and can detect the UV radiation emitted by the flame through a protective glass 6. In addition, a signal from the UV sensor 13 can be used to control combustion (in particular to control the lambda of the combustion).

Ein Regel- und Steuergerät 7 kann zur Regelung des Heizgerätes 1 eingerichtet sein. Hierfür kann dieses beispielsweise mit der Fördereinrichtung 2, dem Gasventil 5, dem UV-Sensor 13 und einem Netzwerk 14 (Internet) elektrisch verbunden sein. Das Regel- und Steuergerät 7 kann zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens eingerichtet sein.A control and regulating device 7 can be set up to regulate the heating device 1. For this purpose, it can be electrically connected, for example, to the conveyor device 2, the gas valve 5, the UV sensor 13 and a network 14 (Internet). The control and regulating device 7 can be set up to carry out a method proposed here.

Die 3 zeigt beispielhaft eine Lambda-Regelkurve 15 eines Heizgerätes 1. Diese zeigt einen einzustellenden Verlauf eines Signals Vuv gegeben in Volt [V] in Abhängigkeit der Leistung P, gegeben in Prozent [%] der Nennleistung des Heizgerätes 1. Das Signals Vuv stellt hierbei ein Sollsignal dar, wobei ein, beispielsweise durch Alterung oder Verschmutzung ausgelöster, Sensordrift zu Abweichungen führen kann. Eine Lambda-Regelkurve 15 kann beispielsweise auf einem Speicher des Regel- und Steuergerätes 7 hinterlegt sein.The 3 shows an example of a lambda control curve 15 of a heater 1. This shows a settable course of a signal Vuv given in volts [V] as a function of the power P, given in percent [%] of the nominal power of the heater 1. The signal Vuv represents a target signal, whereby a sensor drift, triggered for example by aging or contamination, can lead to deviations. A lambda control curve 15 can be stored, for example, in a memory of the control and regulation device 7.

Die 4 zeigt einen vorgegebenen Zusammenhang (Kennfeld) gegeben durch Verläufe von Signalen gleicher Intensität des UV-Sensors 13 in Abhängigkeit der Leistung P des Heizgerätes 1 und dem Lambda λ. Gezeigt sind ein erster Verlauf 16 für ein Signal von 1 Volt, ein zweiter Verlauf 17 für ein Signal von 2 Volt, ein dritter Verlauf 18 für ein Signal von 3 Volt und ein vierter Verlauf 19 für ein Signal von 4 Volt. Die Verläufe 16, 17, 18, 19 können dabei im Vorfeld an einem Referenzheizgerät in Laborversuchen ermittelt werden und auch als Signallinien des UV-Sensors 13 verstanden werden. Beispielhaft ist in der 4 bei einer Leistung von 15 kW [Kilowatt] eine Lambdaänderung 20 eingezeichnet, die bei einer Änderung des Massestromes Verbrennungsluft (gemäß Block 120, Schritt b)) auftreten kann.The 4 shows a predetermined relationship (characteristic map) given by curves of signals of equal intensity of the UV sensor 13 as a function of the power P of the heater 1 and the lambda λ. Shown are a first curve 16 for a signal of 1 volt, a second curve 17 for a signal of 2 volts, a third curve 18 for a signal of 3 volts and a fourth curve 19 for a signal of 4 volts. The curves 16, 17, 18, 19 can be determined in advance on a reference heater in laboratory tests and can also be understood as signal lines of the UV sensor 13. As an example, in the 4 At a power of 15 kW [kilowatt], a lambda change 20 is shown, which can occur when the combustion air mass flow changes (according to block 120, step b)).

Nachfolgend beispielhaft eine Tabelle 2, die einen Datensatz eines vorgebebenen Zusammenhangs bzw. eines Kennfeldes für ein Heizgerät 1 mit einer Leistung von 15 kW bei der Verbrennung von reinem Wasserstoff: Tabelle 2 (Schnitt-)punkt Lambda λ Massestrom Verbrennungsluft [kg/h] UV-Signal [Volt] 24 5,0 76,6 1,0 23 3,0 45,9 2,0 22 2,4 36,8 3,0 21 2,1 32,1 4,0 The following is an example of Table 2, which contains a data set of a given relationship or a characteristic map for a heater 1 with an output of 15 kW when burning pure hydrogen: Table 2 (Intersection) point Lambda λ Combustion air mass flow [kg/h] UV signal [volt] 24 5.0 76.6 1.0 23 3.0 45.9 2.0 22 2.4 36.8 3.0 21 2.1 32.1 4.0

Nachfolgende Tabelle 3 zeigt die Änderung der Parameter aus Tabelle 2 bei der Durchführung eines hier vorgeschlagenen (ersten) Verfahrens: Tabelle 3 Änderung Lambdadifferenz Änderung Massestrom Verbrennungsluft [kg/h] Änderung Signal UV-Sensor [Volt] Punkt 21 zu Punkt 22 0,3 30,7 -1 Punkt 22 zu Punkt 23 0,6 9,1 -1 Punkt 23 zu Punkt 24 2 4,7 -1 The following Table 3 shows the change in the parameters from Table 2 when implementing a (first) procedure proposed here: Table 3 the change Lambda difference Change in combustion air mass flow [kg/h] Change signal UV sensor [Volt] Point 21 to point 22 0.3 30.7 -1 Point 22 to point 23 0.6 9.1 -1 Point 23 to point 24 2 4.7 -1

Aus einer bekannten Änderung des Massestromes Verbrennungsluft (ermittelt in Schritt b) und einer zugehörigen Änderung des Signals des UV-Sensors 13 kann somit ein (Start-)Lambda λIst ermittelt werden.From a known change in the combustion air mass flow (determined in step b) and a corresponding change in the signal of the UV sensor 13, a (starting) lambda λ actual can thus be determined.

5 zeigt einen beispielhaften Signalverlauf eines UV-Sensors 13 vom Typ B. Das Signal des UV-Sensors 13 erhöht sich mit steigender Bestrahlungsstärke E (gegeben in Watt/ Quadratmeter [W/m2]) bis ein sensorspezifischer Grenzwert SGSoll erreicht wird. In einem darüber liegenden Sättigungsbereich ist wird unabhängig von der Bestrahlungsstärke E als Signal des UV-Sensors 13 SGSoll ausgegeben. 5 shows an example signal curve of a UV sensor 13 of type B. The signal of the UV sensor 13 increases with increasing irradiance E (given in watts/square meter [W/m 2 ]) until a sensor-specific limit value SG Soll is reached. In a saturation range above this, the signal of the UV sensor 13 SG Soll is output regardless of the irradiance E.

6 zeigt einen alternativen Signalverlauf eines UV-Sensors 13 vom Typ B. Bei diesem steigt das Signal des UV-Sensors 13 unterhalb des Sättigungsbereiches im Gegensatz zu dem in 5 gezeigten Signalverlauf an, bis bei einer Bestrahlungsstärke E von 0 ein Signalmaximum erreicht wird. Ein hier vorgeschlagenes Verfahren, insbesondere das zweite Verfahren, kann mit einem UV-Sensor 13 vom Typ B mit einem Signalverlauf gemäß 5 oder 6 durchgeführt werden. 6 shows an alternative signal curve of a UV sensor 13 of type B. In this case, the signal of the UV sensor 13 increases below the saturation range in contrast to the 5 until a signal maximum is reached at an irradiance E of 0. A method proposed here, in particular the second method, can be used with a UV sensor 13 of type B with a signal curve according to 5 or 6 be performed.

7 zeigt beispielhaft einen Signalverlauf eines UV-Sensors 13 vom Typ A. Das Signal des UV-Sensors 13 vom Typ A steigt proportional mit steigender Bestrahlungsstärke E an. 7 shows an example of a signal curve of a UV sensor 13 of type A. The signal of the UV sensor 13 of type A increases proportionally with increasing irradiance E.

8 zeigt gleichfalls beispielhaft ein Diagramm, das einen ermittelten Gradienten des Signals des UV-Sensors 13 (vom Sensortyp A) einem (Start-)Lambda λIst bei einer Leistung des Heizgerätes 1 von 15 kW zuordnet. Der Gradient des UV-Signals ist hier in Volt pro Sekunde [V/s] gegeben. 8th also shows, by way of example, a diagram which assigns a determined gradient of the signal of the UV sensor 13 (of sensor type A) to a (starting) lambda λ Actual at a heater output of 15 kW. The gradient of the UV signal is given here in volts per second [V/s].

In Block 110 kann gemäß Schritt a) ein Betreiben des Heizgerätes 1 in einem ersten Betriebspunkt 21 mit einem angenommenen Lambdawert λSoll und Erfassen eines Wertes S1 eines Zuführparameters, der einen Rückschluss auf den Massestrom Verbrennungsluft zulässt, erfolgen. Der Zuführparameter kann dabei insbesondere eine Drehzahl der Fördereinrichtung 2, ein Steuersignal (insbesondere PWM-Signal) des Drehzahlreglers der Fördereinrichtung 2 oder ein vom Massestromsensor 10 ermittelter Wert sein. Das Heizgerät 1 kann hierbei in einem Betriebspunkt gemäß 3 unter Einbeziehung des Signals des UV-Sensors betrieben werden.In block 110, according to step a), the heater 1 can be operated at a first operating point 21 with an assumed lambda value λ target and a value S1 of a feed parameter can be recorded, which allows a conclusion to be drawn about the mass flow of combustion air. The feed parameter can in particular be a speed of the conveyor 2, a control signal (in particular a PWM signal) of the speed controller of the conveyor 2 or a value determined by the mass flow sensor 10. The heater 1 can in this case be operated at an operating point according to 3 operated using the signal from the UV sensor.

In Block 120 kann gemäß Schritt b) ein Ändern des Massestromes Verbrennungsluft erfolgen,

  • - bis das Signal des UV-Sensors (13) sich um einen vorgegebenen Wert ΔλSoll geändert hat und anschließend ein Erfassen des Wertes S2 des Zuführparameters, und/oder
  • - ein Bestimmen eines Gradienten des Zuführparameters bei der Änderung des Massestromes Verbrennungsluft. Ein Beispiel für eine Änderung des Zuführparameters derart, dass sich das Signal des UV-Sensors von 3 Volt auf 2 Volt (ΔλSoll) ändert, ist in 3 als Lambdaänderung 20 angegeben, bedingt durch ein Ändern des Massestromes Verbrennungsluft, wobei in einem zweiten Betriebspunkt 22 das Signal des UV-Sensors den Wert von 2 Volt erreicht hat.
In block 120, according to step b), the combustion air mass flow can be changed,
  • - until the signal of the UV sensor (13) has changed by a predetermined value Δλ setpoint and then the value S2 of the feed parameter is recorded, and/or
  • - determining a gradient of the feed parameter when the mass flow of combustion air changes. An example of a change in the feed parameter such that the signal of the UV sensor changes from 3 volts to 2 volts (Δλ setpoint ), is in 3 indicated as lambda change 20, caused by a change in the combustion air mass flow, whereby in a second operating point 22 the signal of the UV sensor has reached the value of 2 volts.

In Block 130 kann gemäß Schritt c) ein Bestimmen eines Lambdawertes λIst des ersten Betriebspunktes in Schritt a), anhand der Werte S1 und S2 des Zuführparameters und unter Einbeziehung eines vorgegebenen Zusammenhanges, und/ oder Bestimmen eines Gradienten des Signals des UV-Sensors 13 unter Einbeziehung eines vorgegebenen Zusammenhanges, beispielhaft in 4 als Kennfeld gegeben, erfolgen. Im Beispiel gemäß 4 kann bei einer Leistung von 15 kW das Ändern des Massestromes Verbrennungsluftdazu führen, dass eine Messlinie 20 vom ersten Schnittpunkt 21 auf den zweiten Schnittpunkt 22 gemessen wird. Anhand der Messlinie 20 kann somit der Lambdawert λIst zu Beginn des Verfahrens (also vor dem Ändern des Massestromes Verbrennungsluft gemäß Block 120 (Schritt b)) bestimmt werden, der hier im ersten Schnittpunkt 21 liegt. Der bestimmte Lambdawert λIst kann nun mit dem (von der Regelung des Heizgerätes 1) angenommenen Lambdawert λSoll verglichen werden und Abweichungen bestimmt werden.In block 130, according to step c), a lambda value λ Ist of the first operating point in step a) can be determined based on the values S1 and S2 of the feed parameter and taking into account a predetermined relationship, and/or determining a gradient of the signal of the UV sensor 13 taking into account a predetermined relationship, for example in 4 given as a map. In the example according to 4 At an output of 15 kW, changing the combustion air mass flow can lead to a measuring line 20 being measured from the first intersection point 21 to the second intersection point 22. Using the measuring line 20, the lambda value λ actual can be determined at the start of the process (i.e. before changing the combustion air mass flow according to block 120 (step b)), which here is at the first intersection point 21. The determined lambda value λ actual can now be compared with the lambda value λ target assumed (by the control of the heater 1) and deviations can be determined.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.As a precaution, it should be noted that the numerals used here ("first", "second", ...) primarily serve (only) to distinguish between several similar objects, sizes or processes, and in particular do not necessarily specify a dependency and/or sequence of these objects, sizes or processes. If a dependency and/or sequence is required, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described design. If a component can occur multiple times ("at least one"), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Heizgerätheater
22
FördereinrichtungConveyor system
33
Brennerburner
44
Zuführung VerbrennungsluftCombustion air supply
55
GasventilGas valve
66
SchutzglasProtective glass
77
Regel- und SteuergerätControl and regulation device
88th
BrennkammerCombustion chamber
99
AbgasanlageExhaust system
1010
MassestromsensorMass flow sensor
1111
GemischkanalMixture channel
1212
Zuführung BrenngasFuel gas supply
1313
UV-SensorUV sensor
1414
Netzwerknetwork
1515
Lambda- RegelkurveLambda control curve
1616
Verlauf 1 VoltCourse 1 Volt
1717
Verlauf 2 VoltCourse 2 Volt
1818
Verlauf 3 VoltCourse 3 Volt
1919
Verlauf 4 VoltCourse 4 Volt
2020
MesslinieMeasuring line
2121
erster Schnittpunktfirst intersection
2222
zweiter Schnittpunktsecond intersection point

Claims (11)

Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (1), zumindest aufweisend eine Fördereinrichtung (2) zum Fördern eines Verbrennungsgemisches aus Brennstoff und Verbrennungsluft zu einem Brenner (3) und einen UV-Sensor (13) zur Überwachung einer Flamme des Heizgerätes (1), der über den gesamten Messbereich ein zur UV-Strahlungsintensität proportionales Signal liefert, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: a) Betreiben des Heizgerätes (1) in einem ersten Betriebspunkt (21) mit einem Lambdawert λSoll und Erfassen eines Wertes S1 eines Zuführparameters, der einen Rückschluss auf den Massestrom Verbrennungsluft zulässt, b) Ändern des Massestromes Verbrennungsluft bis das Signal des UV-Sensors (13) sich um einen vorgegebenen Wert ΔλSoll geändert hat und anschließendes Erfassen eines Wertes S2 des Zuführparameters und/ oder Ändern des Massestromes Verbrennungsluft und Bestimmen eines Gradienten des Zuführparameters bei der Änderung des Massestromes Verbrennungsluft, c) Bestimmen eines Lambdawertes λIst des ersten Betriebspunktes (21) in Schritt a), anhand der Werte S1 und S2 des Zuführparameters und unter Einbeziehung eines vorgegebenen Zusammenhanges, und Bewerten des Lambdawertes λIst und/ oder des in Schritt b) bestimmten Gradienten. Method for operating a heating device (1), at least comprising a conveying device (2) for conveying a combustion mixture of fuel and combustion air to a burner (3) and a UV sensor (13) for monitoring a flame of the heating device (1), which delivers a signal proportional to the UV radiation intensity over the entire measuring range, wherein the method comprises at least the following steps: a) operating the heating device (1) at a first operating point (21) with a lambda value λ desired and detecting a value S1 of a feed parameter which allows a conclusion to be drawn about the mass flow of combustion air, b) changing the mass flow of combustion air until the signal of the UV sensor (13) has changed by a predetermined value Δλ desired and then detecting a value S2 of the feed parameter and/or changing the mass flow of combustion air and determining a gradient of the feed parameter when the mass flow of combustion air changes, c) determining a lambda value λ actual of the first operating point (21) in step a), based on the values S1 and S2 of the feed parameter and taking into account a predetermined relationship, and evaluating the lambda value λ actual and/or the gradient determined in step b). Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (1), zumindest aufweisend eine Fördereinrichtung (2) zum Fördern eines Verbrennungsgemisches aus Brennstoff und Verbrennungsluft zu einem Brenner (3) und einen UV-Sensor (13) zur Überwachung einer Flamme des Heizgerätes (1), der in einem Sättigungsbereich der UV-Strahlungsintensität ein konstantes Signal liefert, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: a1) Betreiben des Heizgerätes (1) in einem ersten Betriebspunkt (21) mit einem Lambdawert λSoll, b1) Erhöhen des Massestromes Verbrennungsluft bis eine Änderung des Signals des UV-Sensors (13) auftritt und Erfassen eines Wertes SG des Zuführparameters, und c1) Vergleichen des erfassten Wertes SG mit einem Wert SGSoll' der einen vorgegebenen spezifischen Parameter des UV-Sensors (13) darstellt.Method for operating a heater (1), at least having a conveying device (2) for conveying a combustion mixture of fuel and combustion air to a burner (3) and a UV sensor (13) for monitoring a flame of the heater (1), which delivers a constant signal in a saturation range of the UV radiation intensity, wherein the method comprises at least the following steps: a1) operating the heater (1) at a first operating point (21) with a lambda value λ desired , b1) increasing the mass flow of combustion air until a change in the signal of the UV sensor (13) occurs and detecting a value SG of the feed parameter, and c1) comparing the detected value SG with a value SG desired' which represents a predetermined specific parameter of the UV sensor (13). Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem Schritt d) eine durch die Änderung des Massestromes Verbrennungsluft hervorgerufene Änderung des Lambdawertes ΔλIst anhand der Beziehung Δ λ I s t = S 1 S λ = 1 S 2 S λ = 1
Figure DE102023101531A1_0006
bestimmt wird, wobei Sλ=1 den Sensorwert S bei einem Lambdawert von 1,0 angibt.
Procedure according to Claim 1 , whereby in a step d) a change in the lambda value Δλ Ist caused by the change in the mass flow of combustion air is calculated using the relationship Δ λ I s t = S 1 S λ = 1 S 2 S λ = 1
Figure DE102023101531A1_0006
where S λ=1 indicates the sensor value S at a lambda value of 1.0.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei in einem Schritt e) ein Korrekturfaktor KP einer Lambda-Regelkurve mit K P = λ S o l l λ I s t
Figure DE102023101531A1_0007
bestimmt wird, wobei λIst dem Lambdawert beim Erfassen des Wertes S1 des Zuführparameters in Schritt a) entspricht.
Procedure according to Claim 3 , whereby in a step e) a correction factor K P of a lambda control curve with K P = λ S O l l λ I s t
Figure DE102023101531A1_0007
is determined, where λ Ist corresponds to the lambda value when detecting the value S1 of the feed parameter in step a).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, wobei in Schritt b) der Massestrom Verbrennungsluft gesteigert wird.Method according to one of the Claims 1 , 3 or 4 , whereby in step b) the mass flow of combustion air is increased. Verfahren nach Anspruch 2, wobei in einem Schritt d1) ein Korrekturfaktor Ks einer Lambda-Regelkurve (15) mit K S = S G S G S o l l
Figure DE102023101531A1_0008
bestimmt wird.
Procedure according to Claim 2 , wherein in a step d1) a correction factor Ks of a lambda control curve (15) with K S = S G S G S O l l
Figure DE102023101531A1_0008
is determined.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Zuführparameter, der einen Rückschluss auf den Massestrom Verbrennungsluft zulässt, aus folgender Gruppe ausgewählt ist: Drehzahl einer als Gebläse ausgebildeten Fördereinrichtung (2), Steuersignal eines Reglers der Fördereinrichtung (2), Signal eines Massestromsensors in einer Zuführung Verbrennungsluft (4).Method according to one of the preceding claims, wherein the feed parameter which allows a conclusion to be drawn about the mass flow of combustion air is selected from the following group: speed of a conveying device (2) designed as a fan, control signal of a controller of the conveying device (2), signal of a mass flow sensor in a combustion air feed (4). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei einem Feststellen - eines Korrekturfaktor KS bzw. KP größer einem Grenzwert, - einer Abweichung des Wertes SG von SGSoll oberhalb eines Grenzwertes, - eines Gradienten des Zuführparameters oberhalb oder unterhalb eines Grenzwertes, und/ oder - einer Abweichung des λIst von λSoll oberhalb eines Grenzwertes, - einer Abweichung von ΔλIst von ΔλSoll oberhalb eines Grenzwertes, eine Information hierzu angezeigt oder über ein Netzwerk (14) zum Abruf bereitgestellt oder als Nachricht versandt wird, und/ oder das Heizgerät (1) in einen Fehlerzustand versetzt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein upon detection - of a correction factor K S or K P greater than a limit value, - of a deviation of the value SG from SG target above a limit value, - of a gradient of the feed parameter above or below a limit value, and/or - of a deviation of λ actual from λ target above a limit value, - of a deviation of Δλ actual from Δλ target above a limit value, information on this is displayed or made available for retrieval via a network (14) or as a message is shipped and/or the heater (1) is put into a fault state. Regel- und Steuergerät (7) eines Heizgerätes (1), eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche.Regulating and control device (7) of a heating device (1), designed to carry out a method according to one of the preceding claims. Heizgerät (1), umfassend eine Fördereinrichtung (2) zum Fördern eines Massestromes Verbrennungsluft und einen UV-Sensor (13) zur Überwachung einer Flamme des Heizgerätes (1) und Mittel, eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Heating device (1), comprising a conveying device (2) for conveying a mass flow of combustion air and a UV sensor (13) for monitoring a flame of the heating device (1) and means, arranged for carrying out a method according to one of the Claims 1 until 8th . Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass ein Heizgerät (1) nach Anspruch 10 die Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt.Computer program comprising commands which cause a heating device (1) to Claim 10 the procedural steps of a procedure according to one of the Claims 1 until 8th executes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4121924C2 (en) * 1990-07-25 1995-06-01 Carrier Corp Method and device for optimizing the fuel-air ratio in the fuel gas supply of a radiant burner

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